【導讀】對之前博文介紹的神奇技術(shù)不感興趣？那么來(lái)看看這個(gè)吧：一直以來(lái)，我們持續研究穿透式玻璃觸控應用，終于成功作出改進(jìn)。通過(guò)采用MSP430™微控制器(MCU)和CapTIvate™技術(shù)(MSP430FR2633)，我們實(shí)現了對發(fā)光二極管(LED)和液晶顯示器(LCD)的按鈕點(diǎn)擊控制，而不再是不僅僅局限在通過(guò)玻璃實(shí)現低功耗觸控的參考設計(TIDA-00343)所描述的按鈕感應功能。圖1是帶LCD的穿透式觸控玻璃參考設計(TIDA-00494)的方框圖。
圖1：LCD參考設計方塊圖(TIDA-00494)
如果您回想我之前的博文就會(huì )了解過(guò)程設備操作人員每天都需要通過(guò)鍵盤(pán)實(shí)現編程功能。該鍵盤(pán)封裝在帶有厚玻璃窗的擰緊式防爆金屬外殼內，本地讀數通過(guò)LCD顯示（見(jiàn)圖2）。
圖2：TIDA-00494穿透式玻璃觸控參考設計
工廠(chǎng)自動(dòng)化和過(guò)程控制設計師一直努力找尋能夠讓操作人員無(wú)需花時(shí)間打開(kāi)外殼就能與防爆現場(chǎng)傳送器實(shí)現交互的方法。
讓我們想想有哪些現有的技術(shù)能夠解決這一問(wèn)題：
紅外技術(shù)能夠通過(guò)手指接近傳感器時(shí)引起的光線(xiàn)變化檢測按鈕點(diǎn)擊動(dòng)作。不過(guò)，這一技術(shù)在工業(yè)環(huán)境中并不可靠。因為，如果按鈕區域的玻璃上沾有油漬、塵垢或斑點(diǎn)，可能會(huì )導致觸控檢測失誤。
磁性裝置解決方案需要配備一個(gè)磁開(kāi)關(guān)，當檢測到附近有強磁場(chǎng)時(shí)便會(huì )關(guān)閉。但是用戶(hù)手里需要隨時(shí)準備一支磁性筆用來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)。
電容技術(shù)卻能夠解決這些問(wèn)題；此外，由于增添按鈕僅意味著(zhù)向PCB增加額外的銅材料，因此按鈕的數量并不影響應用的價(jià)格。
我們通過(guò)眾多測試證明了CapTIvate™技術(shù)的穩健性，包括裸手觸控、戴手套觸控，甚至還嘗試了創(chuàng )建誤觸場(chǎng)景。在每場(chǎng)測試中，我們采集了1000個(gè)點(diǎn)擊按鈕時(shí)的樣本和1000個(gè)未執行任何操作的樣本。然后計算出每個(gè)事件的平均值和標準差，用以估算按鈕的信噪比(SNR)和串擾。
如果要確保按鈕被觸控到的概率等于99.73%，SNR必須大于9.5dB。如果要確保按鈕點(diǎn)擊不會(huì )影響到相鄰的按鈕，串擾也必須大于9.5dB。測試結果符合該等閾值，見(jiàn)圖3。
圖3：觸控和串擾測試
電容技術(shù)在玻璃和PCB之間所需氣隙方面有其局限性（我在之前的博文里也提到過(guò)），其要求該氣隙應盡可能小。
雖然參考設計中電極板與10 mm厚的玻璃之間足有2mm的氣隙，其仍能檢測到裸手觸控和戴手套觸控的動(dòng)作，并僅利用一塊芯片就能在LED和LCD上給出反饋。
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