MSP CapTIvate耐水性和溢出检测的PCB设计指南

采用 CapTIvate 技术的 MSP - 进行耐湿性

和溢出检测的 基础 PCB 布局和

设计指南。

在此视频系列中， 我们将查看

设计采用 CapTIvate 技术的 电容触控解决方案期间使用的

一些基础 PCB 布局指南

和最佳做法。

通过遵照本课程 简述的指南，

您的设计有望 达到最佳水平的性能与

可靠性。

对于电容式 触控面板，

通过在一个 或多个电极之间

为附近接地创建电容耦合，

手指触控时即可产生水分。

对于 在可能存在偶然或故意

喷洒、泼溅或积聚的液体的环境中

工作的电容触控产品，

这可能是严重的 可靠性问题。

幸运的是， 有多种 PCB 设计技术

和软件算法可以 帮助解决这个问题。

为了帮助决定 适合于应用的技术，

我们考虑 将潜在情况分为

两种类型，

即 耐湿性和溢出抑制。

我们首先看看 耐湿应用

和可用于 帮助产品

在这些条件下实现 可靠性的方法。

在户外的 安全面板、电子锁、

汽车和车库门键盘等 外部环境中工作的

大多数产品 都暴露于雨中，

甚至暴露于方向操作错误的草坪喷洒器。

可能不能

直接暴露于环境中， 但确实在

存在水的环境下工作的产品 也受这些条件的约束，

例如，热水浴缸 和淋浴器。

因此，基于 耐湿性的定义，

这些产品 可能会受到

冷凝、 喷洒和泼溅的水的影响，

但不会受到积聚水的影响。

处理 耐湿性时，

有两个目标，即 通过

防止液体积聚来抑制水分， 以及

避免潜在的接地耦合。

技巧 1 - 在垂直安装 电容触控面板的情况下

设计系统。

这样即可防止 面板上

出现任何积聚的水。

技巧 2 - 在传感器 和任何附近接地之间

保持足够的间距。

间距会 因设计的不同而异，

但请先确定 传感器的尺寸

和在面板上的位置， 然后考虑

接地平面和线迹的布置。

间距越大， 就越不可能

存在到接地的 耦合路径。

技巧 3 - 确保 在距离

暴露于液体的表面最远的 PCB 层上 对所有传感器布线。

通过增加距离， 液体和传感器线迹之间

可以发生较少耦合。

技巧 4 - 在 CapTIvate 设计中心中，

将每个传感器的空闲状态 设置为高阻态或浮动。

在未扫描时 浮动的传感器

不提供到接地的 耦合路径。

如果同时跨越 主动扫描的传感器和

浮动传感器 形成液体桥，

则很难有机会形成 到接地的耦合路径。

技巧 5 - 设计 带非金属外壳的产品。

如果产品 包括电容触控面板

周围或附近的 接地金属，

则存在 可能

跨过按钮和周围金属 形成液体桥的风险。

技巧 6 - 当手指 按下

其中一个按钮时， 必需防止

水跨过按钮形成耦合。

按下两个按钮时， 软件会检测到是否有水，

清除水之前 只需忽略这个条件。

最后是 关于水分抑制

和传导噪声指南的一个重要注意事项。

由于 一些水分指南

违背了一些传导噪声指南 的建议，

请注意这两者， 此外，如果针对

两种情形设计， 则在可能的情况下进行适当折中。

溢出抑制是一种 更积极的设计方法，

可以实现 安防通道来检测

是否存在液体。

在大多数情况下， 溢出抑制

在面板上可能积聚液体的 水平表面上进行实施，

例如 电灶灶面，

因此可能会 将产品置于不安全的模式中。

目标是 检测

跨越一个或多个按钮的 这种溢出，

并禁用所有 面板按钮，

直到条件被清除。

安防通道设计细节 在以下幻灯片中

进行了说明。

安防通道的用途 是控制或保护传感器免于

接触可能与 这些传感器交互

并导致错误检测条件 的物体。

这些物体可以是 放错的手指、手

或手掌等简单事项， 也可以是大量的水，

例如电灶灶面上的 一锅沸水。

安防通道通常为 自电容传感器，

与其要保护的 目标传感器相比，

其灵敏度 调整的更高，

并且会检测 跨越其自身

和一个或多个传感器的液体。

根据应用， 软件

可以轻松忽略 所有传感器，

直到条件被清除。

由于此灵敏度 更高，

因此安防通道易受 寄生电容的影响，

而寄生电容通常因 到周围接地或接地平面的耦合

而产生。

设计 安防通道电极时，

需要考虑两个主要 参数，

即其宽度和 与周围传感器的

间距。

通常，就任何安防 或接近型传感器而言，

可用于与 环境交互的铜表面区域

更宽或更多，

灵敏度越高。

安防通道传感器的 宽度可能受限，

例如， 在按钮彼此靠近的

小键盘上。

因此， 间距的一般规则是

在安防通道和 其保护的传感器之间

提供足够的距离， 以在触控传感器时

尽量减少耦合。

通常， 大于手指触控一半的距离

是最小间距， 但是大于此距离会更好。

然而，间距太大 会使安防通道

效率降低。

另外，请记住， 附近的任何接地平面都会

降低 安防通道的灵敏度，因此，

如果可能，不要 在同一 PCB 层上包括

接地平面。

如果需要， 请尽可能

使其远离 安防通道，

并使用网格接地。

或者，可以 将接地孔

从安防通道移动到 最远的 PCB 层。

在此培训课程中，我们为 CapTIvate 电容触控解决方案

提供了一些基础 PCB 设计指南。

具体来说， 我们了解了

需要耐湿性和溢出抑制的

应用的设计情况。

采用 CapTIvate 技术的 MSP - 进行耐湿性

和溢出检测的 基础 PCB 布局和

设计指南。

在此视频系列中， 我们将查看

设计采用 CapTIvate 技术的 电容触控解决方案期间使用的

一些基础 PCB 布局指南

和最佳做法。

通过遵照本课程 简述的指南，

您的设计有望 达到最佳水平的性能与

可靠性。

对于电容式 触控面板，

通过在一个 或多个电极之间

为附近接地创建电容耦合，

手指触控时即可产生水分。

对于 在可能存在偶然或故意

喷洒、泼溅或积聚的液体的环境中

工作的电容触控产品，

这可能是严重的 可靠性问题。

幸运的是， 有多种 PCB 设计技术

和软件算法可以 帮助解决这个问题。

为了帮助决定 适合于应用的技术，

我们考虑 将潜在情况分为

两种类型，

即 耐湿性和溢出抑制。

我们首先看看 耐湿应用

和可用于 帮助产品

在这些条件下实现 可靠性的方法。

在户外的 安全面板、电子锁、

汽车和车库门键盘等 外部环境中工作的

大多数产品 都暴露于雨中，

甚至暴露于方向操作错误的草坪喷洒器。

可能不能

直接暴露于环境中， 但确实在

存在水的环境下工作的产品 也受这些条件的约束，

例如，热水浴缸 和淋浴器。

因此，基于 耐湿性的定义，

这些产品 可能会受到

冷凝、 喷洒和泼溅的水的影响，

但不会受到积聚水的影响。

处理 耐湿性时，

有两个目标，即 通过

防止液体积聚来抑制水分， 以及

避免潜在的接地耦合。

技巧 1 - 在垂直安装 电容触控面板的情况下

设计系统。

这样即可防止 面板上

出现任何积聚的水。

技巧 2 - 在传感器 和任何附近接地之间

保持足够的间距。

间距会 因设计的不同而异，

但请先确定 传感器的尺寸

和在面板上的位置， 然后考虑

接地平面和线迹的布置。

间距越大， 就越不可能

存在到接地的 耦合路径。

技巧 3 - 确保 在距离

暴露于液体的表面最远的 PCB 层上 对所有传感器布线。

通过增加距离， 液体和传感器线迹之间

可以发生较少耦合。

技巧 4 - 在 CapTIvate 设计中心中，

将每个传感器的空闲状态 设置为高阻态或浮动。

在未扫描时 浮动的传感器

不提供到接地的 耦合路径。

如果同时跨越 主动扫描的传感器和

浮动传感器 形成液体桥，

则很难有机会形成 到接地的耦合路径。

技巧 5 - 设计 带非金属外壳的产品。

如果产品 包括电容触控面板

周围或附近的 接地金属，

则存在 可能

跨过按钮和周围金属 形成液体桥的风险。

技巧 6 - 当手指 按下

其中一个按钮时， 必需防止

水跨过按钮形成耦合。

按下两个按钮时， 软件会检测到是否有水，

清除水之前 只需忽略这个条件。

最后是 关于水分抑制

和传导噪声指南的一个重要注意事项。

由于 一些水分指南

违背了一些传导噪声指南 的建议，

请注意这两者， 此外，如果针对

两种情形设计， 则在可能的情况下进行适当折中。

溢出抑制是一种 更积极的设计方法，

可以实现 安防通道来检测

是否存在液体。

在大多数情况下， 溢出抑制

在面板上可能积聚液体的 水平表面上进行实施，

例如 电灶灶面，

因此可能会 将产品置于不安全的模式中。

目标是 检测

跨越一个或多个按钮的 这种溢出，

并禁用所有 面板按钮，

直到条件被清除。

安防通道设计细节 在以下幻灯片中

进行了说明。

安防通道的用途 是控制或保护传感器免于

接触可能与 这些传感器交互

并导致错误检测条件 的物体。

这些物体可以是 放错的手指、手

或手掌等简单事项， 也可以是大量的水，

例如电灶灶面上的 一锅沸水。

安防通道通常为 自电容传感器，

与其要保护的 目标传感器相比，

其灵敏度 调整的更高，

并且会检测 跨越其自身

和一个或多个传感器的液体。

根据应用， 软件

可以轻松忽略 所有传感器，

直到条件被清除。

由于此灵敏度 更高，

因此安防通道易受 寄生电容的影响，

而寄生电容通常因 到周围接地或接地平面的耦合

而产生。

设计 安防通道电极时，

需要考虑两个主要 参数，

即其宽度和 与周围传感器的

间距。

通常，就任何安防 或接近型传感器而言，

可用于与 环境交互的铜表面区域

更宽或更多，

灵敏度越高。

安防通道传感器的 宽度可能受限，

例如， 在按钮彼此靠近的

小键盘上。

因此， 间距的一般规则是

在安防通道和 其保护的传感器之间

提供足够的距离， 以在触控传感器时

尽量减少耦合。

通常， 大于手指触控一半的距离

是最小间距， 但是大于此距离会更好。

然而，间距太大 会使安防通道

效率降低。

另外，请记住， 附近的任何接地平面都会

降低 安防通道的灵敏度，因此，

如果可能，不要 在同一 PCB 层上包括

接地平面。

如果需要， 请尽可能

使其远离 安防通道，

并使用网格接地。

或者，可以 将接地孔

从安防通道移动到 最远的 PCB 层。

在此培训课程中，我们为 CapTIvate 电容触控解决方案

提供了一些基础 PCB 设计指南。

具体来说， 我们了解了

需要耐湿性和溢出抑制的

应用的设计情况。