电容式触摸传感器开关在白家电等市场应用案例分析

　　表1：LC717A系列电容触摸传感器的规格及特性

　　LC717A系列是单芯片电容投射式触摸传感器方案，工作电压范围为2.6至5.5 V，电流消耗低于1 mA。这系列器件内置乘法器，使用差分电容检测技术来检测距离及触摸动作，能够检测飞法拉级的电容变化。其中，LC717A00AR/AJ包含8个输入通道（见图3），而LC717A10AR/AJ则包含16个输入通道。以LC717A10AR为例，这器件是LC717A系列的首款产品，简化以电容式触摸传感器替代机械式开关，用于家电、影音设备、计算机外设及汽车仪表盘等应用。LC717A00AR包含8路电容感测输入及8路数字输出，使用专有的差分电容感测技术，能够提供高灵敏度及高噪声抗扰度。内置逻辑电路检测每路输入的导通/关闭（ON/OFF）状态，并输出适当的结果，且不需要任何额外元器件或控制软件。LC17A00AR除了可以作为独立器件工作，还支持使用外部微控制器（MCU）通过可以配置用于I2C或SPI工作的内置串行接口来调整参数。

　　图3：a） LC717A00AR/AJ框图（左侧）；b） 差分电容检测技术提供更高的噪声抑制能力（右侧）。

　　在白家电等应用中使用LC717A系列触摸传感器开关替代机械式开关

　　触摸传感器开关不同于机械式开关，只须触摸来执行开关操作，目前常用于许多灯具和壁式开关、有平坦外表的电冰箱和电饭煲等白家电，以及公用计算机终端等等。触摸传感器开关使用户能以滑动或转轮的方式来启用开关，提供比机械式开关更灵活的设计及更直观的用户接口。LC717A系列触摸传感器开关能够直接连接至常见MCU并执行独立操作，因此非常易于使用，不像其它带内置MCU的触摸传感器要求额外培训及编程时间。

　　机械式开关结构简单，但机械元件的使用寿命有限。相比而言，触摸传感器开关技术提供极佳耐久性， 可以省去机械磨损问题。相比较而言，触摸传感器开关不需按键，不单减少磨损问题，还使设计人员能够在电气元件外增加外层材料作为保护屏障。故触摸传感器开关易于清洁，且显著减轻开关受潮湿、水、油或灰尘等的影响。

　　使用机械式开关的一项优势是以物理反应使用户感到开关正导通或关闭。而使用触摸传感器时，用户仅触摸屏幕或输入板来导通开关，通常不会感到开关的物理反应，因而用户并不总是知道是否启用了开关。由于此项顾虑，设计人员可能需要为触摸开关器件加配特性，如光、声或另种形式物理反应，以显示开关已被启用。这将增强设计元素及终端应用的功能，产生更积极的用户反应。

　　图4：在厨房搅拌机等白家电应用中，一个触摸传感器开关能替代多个机械式开关。

　　像LC717A00AR这样的触摸传感器开关由于具有高灵敏度，可以置于密封空气、防尘及防水玻璃护罩的背面，这在厨房搅拌机等可能经常沾染液体和灰尘的应用中尤为有用，还非常适合于洗衣机、电冰箱等应用。在厨房搅拌机应用中，设计人员能仅以1个触摸传感器开关（如LC717A00AR）来替代8个机械式开关，如图4所示。

　　市场上有些触摸传感器方案在厚玻璃层后或在元件之间气隙太大的情况下难以有效工作。安森美半导体创新的LC717A系列触摸传感器开关技术得益于高灵敏度性能，消除设计人员在气隙及材料厚度、响应速度方面的设计顾虑，让设计人员能够更快地构建及应用设计。基于LC717A00AR构建的演示电路板演示，设计人员可以自如地操作触摸传感器开关功能，即便隔着厚材料、大气隙，甚至是戴着多层手套，见图5。