金屬壓力按鍵技術(shù)介紹

深圳瑞滸科技有限公司 技術(shù)總監(jiān)：廖光睿

現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)，海爾卡薩帝烤箱，科勒浴室鏡都用上了純壓力的壓感按鍵技術(shù)。這種技術(shù)是利用面殼的形變，來檢測用戶是否有按壓動作；1，檢測面殼形變，是用類似應(yīng)變片的傳感器，粘在面殼上，讓傳感器能跟隨面殼彎曲；2，傳感器彎曲會讓分布于傳感器表面的感應(yīng)電阻被拉伸，產(chǎn)生微小的阻值變化。通常用四個感應(yīng)電阻，組成惠斯通電橋，更有利于小信號的檢測。是不是有點(diǎn)復(fù)雜，下面我們分步來解釋：

1，檢測面殼形變，如下圖，

任何材質(zhì)的面板，受到壓力時，都會產(chǎn)生形變。常用的鋁合金面板，厚度在0.6mm，面積為20mmx20mm，給中心施加1.5N的壓力，中心位置會向下形變4um。這樣的形變，傳感器就能準(zhǔn)確地檢測到。這個技術(shù)支持鋁板0.5mm至1.2mm; 支持不銹鋼面板0.4mm至1.0mm；塑料外殼支持0.5mm至3mm厚；在這個厚度范圍內(nèi)都能準(zhǔn)確的檢測到1.5N按壓力的信號。通?？紤]到面板材料自身的可靠性，不會被按變形、被按塌陷的問題，鋁合金一般選用0.5-0.6mm的厚度，不銹鋼選用0.6mm的厚度，塑料選用1mm的厚度，這樣面板即可靠，信號也比較大。

2，感應(yīng)電阻，如下圖

傳感器黑色部分，有4個感應(yīng)電阻。

壓感按鍵傳感器單元采用壓阻式壓力傳感器原理的惠斯通橋式結(jié)構(gòu)，其中R1、R3為可變電阻。當(dāng)面板形變時，R1、R3的阻值發(fā)生變化，通過24位高精度ADC檢測S+、S-兩端電壓變化，從而實(shí)現(xiàn)壓力的檢測。

上圖是兩個按鍵的檢測電路圖，J8、J9是兩個按鍵傳感器的接口，通過U5B, U5A,微分放大電路，將差分信號放大1000倍左右，輸出給U2，STM32F030芯片的ADC采集口，轉(zhuǎn)為數(shù)字信號，芯片內(nèi)部通過簡單的算法，判斷按鍵是否被按壓，輸出信號。U2芯片通過2個LED和蜂鳴器，指示按鍵判斷結(jié)果。

審核編輯 黃宇