PCB와 유리 사이에 간격이있는 5mm 두께의 유리를 통해 용량 성 검출기를 사용하는 것이 얼마나 가능합니까?

5mm 두께의 유리 테이블을 통해 일종의 터치 감지가 필요한 프로젝트를 연구 중입니다.

적절한 패턴의 PCB와 유리의 한쪽면에 mTouch / QTouch / capSense 마이크로 컨트롤러를 사용하는 것이 가능하고 PCB 사이에 틈이 있으면 유리의 다른 쪽면에서 접촉을 감지 할 수있을 것으로 기대 유리? PCB 측면에 유리에 가까운 SMD LED가 있다고 생각합니다. 격차를 메울 아이디어도 환영합니다.

나는 이것에 대해 약간의 연구를했는데 여기에 어떤 사람들은 유리를 통해 틈이없는 센서가 작동하는 것을 보았지만 이것이 틈새와 어떻게 작동하는지 잘 모르겠습니다.

0.5mm의 선택된 갭 크기 아래의 이미지는 프린지 필드를 10mm의 유리 오버레이로 안내하는 데 적합합니다. 여기에 버튼 크기 = 유리 두께는 5mm를 더해 반응을 향상시킵니다. 유리에 대한 기계적지지가 필요하며 플렉시 유리 또는 버튼 대 유리의 트랙 몇 개에 해당하는 것이 필요합니다. 10mm의 전체 두께가 실용적 일 수 있습니다.

버튼 위의 에어 갭을 채우기 위해 보드와 유리 사이에 적합한 플렉시 유리 스페이서를 사용하면 매우 적합하다고 생각합니다. 그러나 그것 없이는 매우 위험합니다.

글래스와 플렉시 글래스 갭이 각 핑거 트랙에 채워지고 10mm 이상의지면 트랙이있는 갭리스가 가능하지만 에어 갭이 있으면 공극과 글래스의 낮은 용량 결합으로 인해 RF 패드 주변의 그라운드 가드와 함께 ~ 1mm 만 실용적입니다.

8mm 유리는 1mm 에어 갭과 동일하며 5mm 에어 갭 플러스 유리가 필요하므로 지오메트리를 채우고 유리를지지하며 갭을 메우기 위해 실리콘 패드를 고려하여 핑거 패드가 표면 아래의 RF 커패시터 플라스틱 패드를 닫을 수 있습니다. 갭 캐패시턴스가 <1pF의 핑거 갭보다 큰 한. BTW 1pF는 24MHz에서 약 10KΩ입니다.

SMD 금 와이어 본드 내부 조인트가 유리에서 응력을받을 수 있습니다. 유리 아래 센서의 틈새를 채우기 위해 실리콘으로 훈제 또는 마스크 페인트 유리를 사용할 수 있습니까? 패드 위에서 유전 상수를 높이고 구조적 강성을 향상시키고 터치 패드 스팟 위로 LED 표시기를 확산 시키거나 피드백 표시기로 사용할 수 있습니다.

그 문제에 대한 생각은 아마도 이미 터에 가깝게 가리키면 터치리스 유리의 터치 패드 포인트에 IR 이미 터 반사기 쌍을 사용할 수 있습니다.

또한 패드 모양을 유리로 확장하는 플렉시 유리 스페이서를 사용할 수 있습니다. 패드는 유사한 엡실론 값이 8이며 구성 요소 쪽의 얇은 접착제와 LED 주변의 비슷한 스페이서를 사용하여 얇은 유리를 변형으로부터 보호합니다.

Cypress 스프레드 시트 에서 가져온 것입니다.

입력 매개 변수 값 단위

오버레이 두께 2 mm 오버레이-유전율 2.8 farad / m 인치당 트레이스 용량 2 pF

최소 권장 버튼 직경
(최소 0.25pF 손가락 응답 기준)
노이즈 조건-낮음 (0.05pF 노이즈) 7mm 노이즈 조건-중간 (0.075pF 노이즈) 9mm 노이즈 조건-높음 (0.1pF 노이즈) 11mm

최대 추적 길이
잡음 조건-낮음 (0.05pF 잡음) 400mm 잡음 조건-중간 (0.075pF 잡음) 387mm 잡음 조건-높음 (0.1pF 잡음) 374mm

간극 2mm 버튼

정전 식 터치 센서는 정전 용량의 변화를 측정합니다. 병렬 플레이트 커패시터의 정전 용량은 대략 C = A / d입니다.

유리의 윗면이 금속 패드에서 1mm 떨어져있을 때 정전 용량이 1pf 변경되어 캡 감지 장치가 제대로 작동하면 차이를 알 수 없으며, 잘 작동합니다. 유리의 윗면이 10 mm 떨어져있을 때 커패시턴스에서 약 1 pf 변화가 발생하도록 장비를 조작 할 수 있습니다.

이를 수행하는 한 가지 방법은 간단한 스케일링입니다. 유리 + 에어 갭 거리 (d)가 capsense 데모 보드보다 64 배 큰 경우, 면적 (A)의 약 64 배를 사용하십시오-금속 패드를 너비의 8 배, 높이의 8 배로 만드십시오. 한 손가락 끝을 사용하는 경우 손 전체를 사용하십시오.

1mm의 추가 에어 갭은 추가 유리 두께의 5mm 정도 (유리의 비유 전율 은 공기의 약 5 배)만큼 나쁘기 때문에 대부분의 사람들은 캡 감지 플레이트를 유리없이 직접 누르려고합니다. 에어 갭. 이를 수행하는 한 가지 방법은 금속 스프링을 사용하여 PCB의 유리 패드 뒷면에있는 금속을 전기적으로 연결하는 것입니다. 스프링 자체의 금속이 적합 할 수 있습니다. 어떤 사람들은 스프링에 금속판을 붙이고 스프링이 판을 유리에 닿게합니다. 다른 사람들은 전도성 투명 판을 유리에 붙입니다. ( "AN2869 : 터치 감지 애플리케이션 설계 지침" 섹션 3.5.3, "AN0040 : 정전 식 터치를위한 하드웨어 디자인" 섹션 4.3.2 , 위험한 프로토 타입을 참조하십시오 ."애플리케이션 노트 : 터치 키를 생성하는 필립 스프링을 사용하여" , 섹션 3.3.1 "버튼, 슬라이더 및 휠 : QTAN0079 센서 디자인 가이드" 등)