Наскільки можливо було б використовувати ємнісний детектор через скло товщиною 5 мм із зазором між друкованою платою та склом?

Я досліджую проект, який потребував би певного сенсорного виявлення через скляний стіл товщиною 5 мм.

Чи було б можливо використовувати друковану плату з відповідними візерунками та мікроконтролером mTouch / QTouch / capSense з нею на одній стороні склянки та очікуєте, що вона зможе виявити дотик на іншій стороні склянки, якщо між PCB є зазор а склянка? Я думаю про наявність світлодіодних дисплеїв SMD на стороні друкованої плати близько до скла. Ідеї ​​заповнити прогалину теж вітаються.

Я робив деякі дослідження з цього приводу і бачив, що у деяких людей тут вдавалося, щоб датчики працювали через скло, але я не впевнений, як це би спрацювало з розривом у ньому.

Зображення нижче вибраного зазору розміром 0,5 мм добре допомагає направляти обляміві поля через 10 мм скляної накладки. Тут розмір кнопки = товщина скла додайте 5 мм для кращої реакції. Вам знадобиться механічна підтримка для скла і, безумовно, потрібен оргскло або еквівалент пара доріжок на кнопці до скла. тому загальна товщина 10 мм практична, можливо, трохи більше.

З відповідними прокладками з оргскла між дошкою та склом, які заповнюють повітряний проміжок над кнопками, я думаю, що це дуже можливо. але без цього було б дуже ризиковано.

Можливе заповнення зазору скла та оргскла на кожній доріжці пальця та доріжці на відстані 10 мм, але повітряний проміжок, можливо, лише ~ 1 мм, практичний із заземленням навколо колодки РФ через низьку ємнісну сполуку повітря зі склом.

8 мм скло еквівалентно 1 мм повітряного зазору, і вам потрібно 5 мм повітряний проміжок плюс скло, тому розгляньте кремнієві накладки, щоб заповнити розширити геометрію, підтримати скло і проділити зазор, щоб подушечка пальця могла закрити пластикові прокладки радіатора конденсатора під поверхнею. Поки ємність зазору більше, ніж зазор пальця <1pF. BTW 1pF становить близько 10 кОм на 24 МГц

Внутрішні з'єднання з'єднань із золотого дроту SMD можуть стреснути від скла. Чи можете ви використовувати копчене або масковане фарбоване скло з кремнію для заповнення проміжку над датчиками під склом? що може підняти діелектричну константу над колодками та дати бонус структурної жорсткості та розсіяного світлодіодного індикатора над місцем тачпада або використовувати як індикатори зворотного зв’язку.

Стосовно цього питання, можливо, ви можете використовувати ІР-випромінювачі для рентгенівських пар для точок сенсорної панелі для безконтактного скла, просто вказуючи близько до пари emitter.detector, встановленої на короткий поріг близькості.

Ви також можете використовувати прокладки з оргскла, що розширюють форму накладки на скло, у яких обидва мають подібні значення епсілону 8, а також використовувати тонкий клей на стороні компонента та подібні прокладки навколо світлодіодів для захисту та тонкого скла від напруги.

Це з електронної таблиці Cypress

Вхідні параметри вхідних одиниць

Товщина накладки 2 мм Накладка - Константа діелектрика 2,8 фарад / м Ємність сліду на дюйм 2 пФ

Мінімальний рекомендований діаметр кнопки
(заснований на мінімальній реакції пальця 0,25pF)
Умови шуму - низький (0,05 пФ шум) 7 мм Шум - середній (0,075 пФ шум) 9 мм Шум - високий (0,1 пФ шум) 11 мм

Максимальна довжина сліду
Шум - низький (0,05 пФ шум) 400 мм Умови шуму - Середній (0,075 пФ шум) 387 мм Умови шуму - Високий (0,1 пФ шум) 374 мм

Кнопка до зазору 2 мм

Ємнісні сенсорні датчики вимірюють зміни ємності. Ємність для конденсатора з паралельною пластиною приблизно С = А / д.

Якщо пристрій із заглушкою справно працює зі зміною ємності на 1 pf, коли верхня поверхня скла знаходиться на відстані 1 мм від металевих колодок, він не може визначити різницю - і він буде працювати так само добре - якщо Ви можете обробити речі, щоб отримати приблизно таку ж зміну ємності на 1 пф, коли верхня поверхня скла знаходиться на відстані 10 мм.

Один із способів зробити це - просте масштабування. Якщо ви хочете, щоб відстань у склянці + пробігу (d) була в 64 рази більша, ніж на демонстраційних дошках capsense, використовуйте приблизно 64 рази більше площі (А) - зробіть металеві накладки в 8 разів ширше і в 8 разів вище, а замість цього 1 пальця, використовуйте всю руку.

Оскільки кожний 1 мм додаткового затвора приблизно такий же поганий, як 5 мм додаткової товщини скла ( відносна пропускна здатність скла приблизно в 5 разів більша, ніж повітря), більшість людей намагаються притиснути пластини до кришки безпосередньо до скла. airgap. Один із способів зробити це - використовувати металеві пружини для електричного з'єднання металу на тильній стороні скляних колодок на друкованій платі. Метал самої пружини може бути адекватним. Деякі люди прикріплюють металеві пластини до пружин і дозволяють пружинам притискати пластини до скла. Інші люди приклеюють на скло електропровідні прозорі тарілки. (Див. Розділ 3.5.3 "AN2869: Вказівки щодо проектування програм сенсорного зондування" , розділ 4.3.2 "AN0040: Проектування обладнання для ємного дотику" , небезпечні прототипи :"Примітка до програми: Використання пружин Філіпа для створення сенсорних клавіш" , розділ 3.3.1 "QTAN0079: Кнопки, повзунки та колеса: Посібник з дизайну датчиків" тощо)