電容式近距離定位及方向感知系統(tǒng).pdf

1、電容式觸控按鍵技術(shù)起源于上世紀(jì)90年代，在近十年中得到了飛速發(fā)展，并且覆蓋了眾多領(lǐng)域。如今擁有的比較成熟的位置檢測(cè)技術(shù)，主要是機(jī)械式觸點(diǎn)按鍵。但是，機(jī)械式觸點(diǎn)按鍵生命周期受到機(jī)械按鍵有限的使用次數(shù)限定，正常情況下使用壽命也最多10萬次，而且因?yàn)闄C(jī)械式按鍵需要較大電流，對(duì)于按鍵觸點(diǎn)會(huì)造成極大的負(fù)荷，甚至過載。在一些失效模式的故障中可能產(chǎn)生由于承受不了大電流而燒毀按鍵觸點(diǎn)的故障失效的現(xiàn)象，嚴(yán)重的話可能會(huì)引起模塊燒損。另外，機(jī)械式的按鍵方式已

2、經(jīng)不能夠有效的應(yīng)用于舒適性的要求高的場(chǎng)合。因此，這種機(jī)械式觸點(diǎn)按鍵檢測(cè)技術(shù)有很多缺點(diǎn)，譬如高成本，高損耗等，不適合大規(guī)模的應(yīng)用于在消費(fèi)類產(chǎn)品上。
　　本文提出了一種近距離的非接觸性測(cè)量位置及移動(dòng)方向的設(shè)計(jì)方法，這是一種新型的按鍵方式。其中，近距離指的是測(cè)量時(shí)不必接觸觸點(diǎn)，并且一般和觸點(diǎn)的垂直距離為2cm以內(nèi)，從而保證測(cè)量時(shí)電容量能有明顯變化。電容傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、分辨率高、靈敏度高、穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好、成本低、非接觸測(cè)量等優(yōu)

3、點(diǎn)。它可以穿透數(shù)毫米的絕緣材料，通過檢測(cè)到人體感應(yīng)的移動(dòng)電荷，從而判斷人體的手指所在位置，解決了普通機(jī)械觸點(diǎn)按鍵的氧化和接觸不良問題，使用壽命大為提高。
　　本系統(tǒng)主要采用亞德諾公司的電容數(shù)字轉(zhuǎn)換(CDC)芯片ADUX1050和數(shù)字信號(hào)處理器Blackfin作為核心測(cè)量器件。系統(tǒng)整體框架主要由電容采集模塊、I2C通信模塊、DSP處理器、USB通信模塊以及WinForm顯示模塊等組成。系統(tǒng)根據(jù)電容傳感器原理，測(cè)量三塊電容極板之間的電