發布日期：2022-10-09 點擊率：105
【導讀】如今家電上也有許多的觸摸屏，購買家用電器時最重要的因素包括產品外觀及其支持的高端特性。現在都是采用當今高度集成的片上系統（SoC）處理器，設計人員不僅能在電容式感應技術基礎上推出全新用戶界面，而且還能集成其它系統功能，從而降低系統成本并節約板卡空間。那么家電上的觸摸屏傳感技術如何呢？請看本文。
由于構建系統所需的許多組件現在已經集成在統一的芯片中，因此SoC可顯著加速產品上市進程。此外，連接多個器件和用于故障調試所需的時間也可大幅縮短。
圖1所示為電磁爐的方框圖。這種電器必須提供以下關鍵功能：
●保持平鍋的溫度：需要脈沖寬度調制（PWM）來設置加熱線圈的點火持續時間；
●風扇控制：需要溫度傳感器和PWM來驅動風扇電機；
●過電流和過電壓保護：需要ADC和比較器；
●平鍋自動檢測：需要電感感應功能；
●基于時間的烹飪功能：需要實時時鐘（RTC）；
●用戶界面——顯示屏：需要LED驅動器或LCD玻璃顯示屏；
●用戶界面——按鍵：需要電容式觸摸感應和檢測功能。
圖1. 電磁爐框圖
電容式感應技術
基于電容式感應技術的按鍵使電器外形時尚美觀，消除了磨損問題，與機械按鍵相比更受歡迎。許多電器都要在靠近液體的環境下使用，因此要考慮防水功能，避免水濺上去而產生錯誤的按鍵觸發。圖2給出了電容式傳感器印刷電路板（PCB）的典型布局。通過連接保護電極可實現防水性，而不是將傳感器周圍的陰影部分（藍色）接地。
圖2. 使用保護電極實現防水功能
驅動這個電極的信號與連接到傳感器的信號一樣，因此水滴滴落在傳感器上時不會形成陰影區和傳感器之間的電勢差，傳感器上不會耦合更多電容，因此就能實現防水效果。如果傳感器完全浸入水中，則會激活保護機制來禁用傳感器的工作。
由于許多電器都要用大電流工作，因此電源通常會因負載電流和數字開關的變化而產生巨大的噪聲/波紋，數字開關也會耦合到電容式傳感器上，從而影響用戶界面的可靠性。根據正確的原理圖和布局指南，我們可通過接地線布局等技術來減少電源中的波紋，確保不出現接地反彈。但是，我們很難完全去除噪聲。如果用電源的+ve線路驅動參考，可能會產生電容式感應的誤報警。
通過在GND和VREF（內部生成）之間切換傳感器，只要在規定的產品工作限度之內，電源的任何變化均不會引發錯誤觸發。
更高的集成度，更低的成本
SoC具有集成型片上外設和基于硬件的特性，能幫助設計人員實施大多數乃至所有的電器功能。
在今天競爭激烈的消費類市場中，電器必須具有豐富的特性，集成型SoC不僅能集成越來越多的應用特性，還可降低整體系統成本，因此成為了OEM廠商的最佳選擇。這個方法同樣適用于電磁爐、微波爐等小型電器以及洗衣機、電冰箱等大型電器（當然大型電器對于FOC電動機控制等特定功能仍需要專用控制）。
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