Jak wykonalne byłoby użycie detektora pojemnościowego przez szkło o grubości 5 mm z przerwą między płytką drukowaną a szkłem?

Badam projekt, który wymagałby pewnego rodzaju wykrywania dotyku przez szklany stolik o grubości 5 mm.

Czy byłoby możliwe zastosowanie płytki drukowanej z odpowiednimi wzorami i mikrokontrolera mTouch / QTouch / capSense z nią po jednej stronie szyby i spodziewano się, że będzie w stanie wykryć dotyk po drugiej stronie szyby, jeśli między płytką jest przerwa i szkło? Mam na myśli umieszczenie diod LED SMD z boku płytki drukowanej blisko szkła. Mile widziane są również pomysły na wypełnienie luki.

Przeprowadziłem pewne badania na ten temat i zauważyłem, że niektórym ludziom udało się sprawić, by czujniki bez szczelin działały przez szkło, ale nie jestem pewien, jak to by zadziałało z tą szczeliną.

Obraz poniżej wybranej wielkości szczeliny 0,5 mm dobrze działa w przypadku kierowania pól otoczek przez 10 mm szklanej powłoki. Tutaj rozmiar przycisku = grubość szkła dodaj 5 mm dla lepszej reakcji. Będziesz potrzebował mechanicznego wsparcia dla szkła i na pewno potrzebujesz pleksi lub odpowiednika, aby połączyć kilka ścieżek na przycisku do szkła. więc ogólna grubość 10 mm jest praktyczna, być może nieco większa.

Z odpowiednimi przekładkami z pleksiglasu między deską a szkłem do wypełnienia szczeliny powietrznej nad przyciskami, myślę, że jest to bardzo wykonalne. ale bez tego byłoby bardzo ryzykowne.

Szczelina ze szkłem i wypełnieniem szczeliną z pleksiglasu nad każdą ścieżką palca i szlak uziemienia powyżej 10 mm jest możliwy, ale przy szczelinie powietrznej być może tylko ~ 1 mm jest praktyczne z ochroną uziemienia wokół poduszki RF ze względu na niskie pojemnościowe połączenie powietrza ze szkłem.

Szkło o grubości 8 mm odpowiada szczelinie powietrznej o grubości 1 mm i potrzebujesz szczeliny powietrznej o grubości 5 mm plus szkło, dlatego zastanów się nad silikonowymi podkładkami, aby wypełnić geometrię, podeprzeć szkło i wypełnić lukę, aby poduszka na palec mogła zamknąć plastikowe podkładki kondensatora RF pod powierzchnią. Dopóki pojemność szczeliny jest większa niż szczelina palca <1 pF. BTW 1pF wynosi około 10 KΩ przy 24 MHz

Połączenia wewnętrzne SMD ze złotym drutem mogą być obciążone przez szkło. Czy można użyć wędzonego lub maskowanego szkła z silikonem, aby wypełnić lukę nad czujnikami pod szkłem? które mogą działać, podnosząc stałą dielektryczną nad pady i dając dodatkową sztywność strukturalną i rozpraszając wskaźnik LED nad miejscem touchpada lub do wykorzystania jako wskaźniki sprzężenia zwrotnego.

Pomyśl o tym, być może możesz użyć par odbłyśnika podczerwieni do punktów dotykowych tabliczki dotykowej dla szkła bezdotykowego, po prostu wskazując blisko emitera. Para detektorów ustawiona na próg zbliżeniowy.

Można również użyć przekładek z pleksiglasu rozszerzających kształt klocka na szkło, które mają podobne wartości epsilon 8 i używają cienkiego kleju po stronie elementu i podobnych przekładek wokół diod LED w celu ochrony i cienkiego szkła przed obciążeniem.

To jest z arkusza kalkulacyjnego Cypress

Parametry wejściowe Jednostki wartości

Grubość nakładki 2 mm Nakładka - stała dielektryczna 2,8 farad / m Pojemność śladu na cal 2 pF

Minimalna zalecana średnica przycisku
(w oparciu o minimum 0,25 pF reakcji palca)
Warunki hałasu - Niski (0,05 pF hałasu) 7 mm Warunki hałasu - Średni (0,075 pF hałasu) 9 mm Warunki hałasu - Wysoki (0,1 pF hałasu) 11 mm

Maksymalna długość śledzenia
Warunki hałasu - niski (0,05 pF hałasu) 400 mm Warunki hałasu - średni (0,075 pF hałasu) 387 mm Warunki hałasu - wysoki (0,1 pF hałasu) 374 mm

Przycisk do prześwitu 2 mm

Pojemnościowe czujniki dotykowe mierzą zmiany pojemności. Pojemność kondensatora z płytą równoległą wynosi około C = A / d.

Jeśli urządzenie Cap-Sense działa dobrze przy zmianie pojemności o 1 pf, gdy górna powierzchnia szkła znajduje się w odległości 1 mm od metalowych podkładek, nie jest w stanie odróżnić - i będzie działać równie dobrze - jeśli możesz tak ustawić, aby uzyskać taką samą zmianę pojemności o 1 pf, gdy górna powierzchnia szkła znajduje się w odległości 10 mm.

Jednym ze sposobów jest proste skalowanie. Jeśli chcesz, aby odległość szklana + szczelina powietrzna (d) była 64 razy większa niż na tablicach demonstracyjnych capsense, użyj około 64 razy powierzchni (A) - spraw, aby metalowe podkładki były 8 razy szersze i 8 razy wyższe, a zamiast tego używając 1 palca, użyj całej dłoni.

Ponieważ każdy 1 mm dodatkowej szczeliny powietrznej jest mniej więcej tak zły, jak 5 mm dodatkowej grubości szkła ( względna przenikalność szkła wynosi około 5 razy więcej niż powietrze), większość ludzi próbuje docisnąć płytki wyczuwalne bezpośrednio do szyby bez żadnego szczelina powietrzna. Jednym ze sposobów jest użycie metalowych sprężyn do elektrycznego połączenia metalu z tyłu szklanych podkładek na płytce drukowanej. Metal samej sprężyny może być odpowiedni. Niektórzy ludzie mocują metalowe sprężyny do sprężyn i pozwalają sprężynom dociskać płytki do szyby. Inni ludzie przyklejają do szkła przewodzące przezroczyste płytki. (Patrz sekcja 3.5.3 „AN2869: Wytyczne dotyczące projektowania aplikacji z funkcją wykrywania dotyku” , sekcja 4.3.2 „AN0040: Projektowanie sprzętu dla pojemnościowego dotyku” , niebezpieczne prototypy :„Uwaga dotycząca aplikacji: używanie sprężyn Philipp do tworzenia klawiszy dotykowych” , sekcja 3.3.1 „QTAN0079: Przyciski, suwaki i koła: Przewodnik po projektowaniu czujników” itp.)