支持觸覺反饋的金屬按鈕觸摸參考設計

電感感測技術使得設計人員重新思考那些已經(jīng)存在很多年的許多問題。今天，我將為你展示一個按鈕設計的先進方法；在這個方法中，不再需要使用任何的移動部件。

傳統(tǒng)上，電器和消費類電子產(chǎn)品上的按鈕使用一個阻性觸摸解決方案；這個解決方案依靠機械按鈕來實現(xiàn)正常功能。移動部件的使用容易受到長期穩(wěn)定性的影響，并且看上去不太美觀。這個方法也無法實現(xiàn)外殼的完全密封，這也使它容易受到潮濕和其它污染物的影響。

電容按鈕已經(jīng)解決了很多機械按鈕存在的問題，諸如穩(wěn)定性問題，但是電容按鈕仍然會受到外來物質(zhì)的影響，比如說按鈕表面水滴。此外，有的時候戴手套就無法操作電容按鈕。

支持金屬觸摸技術的電感到數(shù)字轉(zhuǎn)換 (LDC) 解決了這些問題，而同時又可以實現(xiàn)時尚而又非?？煽康陌粹o。其外殼可由單片金屬制造而成（如圖1中所示），這使其具有很高的成本有效性，并且不受潮濕環(huán)境的影響。

圖1：包含四個按鈕的ToM設計

傳感器是一個位于外殼內(nèi)部的印刷電路板 (PCB) 線圈，與外部環(huán)境隔離。LDC利用了電感與金屬接近度之間的關系，使得LDC能夠?qū)从脩舻陌粹o按壓所導致的金屬彎曲轉(zhuǎn)化為可以檢測到的電感變化。LDC1612和LDC1614等TI 28位LDC的使用可以檢測到金屬接近度方面微米以下級的變化，而這一變化對于裸眼是完全不可見的，并且不需要很大的力量。

圖2顯示的是一個按鈕應用，其中有一個直徑20mm的圓形按鈕，以及一片厚度為0.25mm的鋁片。這個按鈕的高度標稱值為0.55mm，位置遠離PCB線圈。一般情況下，一次按鈕按壓會導致5μm的彎曲。

圖2：按鈕按壓所導致的金屬彎曲

LDC1612特有一個可配置分辨率和采樣率，以實現(xiàn)人機接口和金屬彎曲距離設計方面的最大靈活性。在這個示例中，LDC1612針對155SPS和13位的分辨率進行配置，在0.55mm的標稱鄰近值上，這一配置足夠檢測出5μm以內(nèi)的金屬彎曲。一個微控制器能夠處理數(shù)據(jù)，以檢測電感值何時超過預先設定的閥值。還可以支持觸覺反饋事件，從而提供觸覺反饋，并且告訴用戶有一個按鈕被按下了。

圖3:按鈕被按下4次時的LDC1612輸出響應

圖3顯示了按鈕被按下4次時的LDC1612原始輸出和閥值設置。當LDC輸出通過閥值時，微控制器能夠表示已經(jīng)發(fā)生了一次按鈕下壓，并且觸發(fā)一個觸覺響應。根據(jù)所需要的強或弱的按鈕下壓檢測，可以設定較高或較低的閥值。

如需獲得一個使用我在本文中所談到原理的完整設計，敬請查看支持觸覺反饋的金屬按鈕觸摸TI Designs參考設計。

很明顯，因為有了電感技術和后處理，我們對于按鈕有了全新的認識?？赡苄允菬o窮的。請在下方給我們留言，告訴我們你希望改進哪些按鈕應用。