정전용량 감지는 전기적 결합의 변화를 감지합니다. 버튼, 근접 센서, 액체 수위 감지 및 터치스크린에 사용할 수 있습니다. 터치 디스플레이에서 컨트롤러는 커버 뒤의 전극을 측정하고, 손가락에 의한 변화를 감지하며, 그 위치를 추정합니다.
자기 정전용량과 상호 정전용량은 서로 다른 관계를 측정합니다. 이는 센서가 전극을 스캔하고 터치를 해석하는 방식에 영향을 미칩니다. 설계는 또한 터치와 노이즈를 구별해야 합니다.
정전용량 감지는 무엇을 측정하는가?
정전용량은 주어진 전압 차이에 대해 도체가 전하를 저장하는 방식을 설명합니다. 터치 센서는 절연 물질(흔히 커버 렌즈를 포함)에 의해 손가락과 분리된 전극을 사용합니다. 컨트롤러는 정전용량과 관련된 응답을 측정합니다. 손가락이 전극을 누르거나 전기적으로 접촉할 필요는 없습니다.
터치되지 않은 센서는 기준선 응답을 가집니다. 컨트롤러는 이후 측정값을 해당 기준선과 비교하여 의미 있는 변화(흔히 터치 델타라고 함)를 찾습니다. 시간에 따른 느린 기준선 변화를 추적하고 필터링 및 감지 임계값을 적용할 수 있습니다. 단위와 보고된 카운트가 상승하는지 하강하는지는 전자장치와 소프트웨어에 따라 달라집니다. Texas Instruments의 예시는 하나의 구현이 원시 판독값, 기준선, 임계값을 어떻게 관련시키는지 보여줍니다.[1]
자기 정전용량과 상호 정전용량
자기 정전용량 감지 감지 회로의 기준에 대한 개별 전극의 겉보기 정전용량을 측정합니다. 손가락이 해당 전극에 결합되는 한편, 사람의 신체도 주변 환경에 정전용량적으로 결합됩니다. 일반적인 터치는 일반적으로 측정된 정전용량을 증가시킵니다. 이 상호작용을 위해 사람이 접지에 물리적 전선을 연결할 필요는 없습니다.[2]
상호 정전용량 감지 송신 전극과 수신 전극 사이의 겉보기 결합을 측정합니다. 이들의 상호작용 영역 근처의 손가락은 전기장을 변화시키고 신체와 주변 환경을 통한 또 다른 결합 경로를 도입합니다. 일반적인 인간의 터치의 경우, 측정된 상호 결합은 일반적으로 감소합니다. 상호작용에는 경쟁하는 효과가 있으므로, 모든 근처의 전도성 물체가 동일한 응답을 생성하지는 않습니다.[3]
| 자기 정전용량 | 상호 정전 용량 | |
|---|---|---|
| 측정 | 감지 회로 기준에 대한 하나의 전극 | 송신 전극과 수신 전극 사이의 결합 |
| 손가락의 일반적인 효과 | 겉보기 정전용량 증가 | 겉보기 상호 정전용량 감소 |
| 위치 데이터 | 개별 전극 판독값을 결합하여 위치를 추정할 수 있음 | 개별 송신/수신 교차점이 2차원 신호 맵을 제공할 수 있음 |
이는 측정 원리이며, 지원되는 터치 수에 대한 보장이 아닙니다. 투영 정전용량 터치(흔히 PCAP라고 함)는 더 넓은 센서 구현 제품군을 설명합니다. 구조에 대한 일반적인 소개는 다음을 참조하십시오 PCAP 터치 스크린 기술.
스캔은 어떻게 터치 포인트가 되는가?
컨트롤러는 센서 채널을 스캔하고, 응답을 터치되지 않은 값과 비교하며, 충분한 변화가 있는 영역을 식별합니다. 해당 신호로부터 위치를 추정하고 좌표를 호스트에 보고합니다. 호스트 소프트웨어는 좌표를 디스플레이 이미지와 방향에 매핑합니다.
하나의 간단한 자기 정전용량 매트릭스에서 컨트롤러는 행과 열을 별도로 읽습니다. 단일 터치는 행 응답과 열 응답을 결합하여 위치를 파악할 수 있습니다. 서로 다른 행과 열에 두 개의 동시 터치가 있는 경우, 동일한 판독값이 하나 이상의 페어링에 해당할 수 있어 모호하거나 고스트 위치가 생성됩니다. 이 제한은 해당 매트릭스 접근 방식에 적용되며, 모든 자기 정전용량 시스템이 다중 터치를 인식할 수 없다는 것을 증명하지는 않습니다.[4]
상호 정전용량 매트릭스에서 컨트롤러는 개별 송신/수신 교차점을 스캔할 수 있습니다. 이는 각 측정 노드에서 위치 정보를 제공하며 동일한 행-열 페어링 모호성 없이 다중 접촉을 지원할 수 있습니다. 실제 터치 수, 분리, 정확도, 응답은 센서, 컨트롤러, 펌웨어, 작동 조건에 따라 달라집니다.[4] 컨트롤러의 더 넓은 역할은 다음을 참조하십시오 터치 IC가 하는 일.
커버, 레이아웃, 주변 환경이 중요한 이유는?
커버 재료와 두께, 접착제, 에어 갭, 전극 형상, 케이블, 근처 도체, 디스플레이 어셈블리가 측정에 영향을 미칠 수 있습니다. 더 두꺼운 커버는 일반적으로 손가락 결합을 약화시키며, 전극 및 컨트롤러 설계가 시스템 한계 내에서 보상할 수 있습니다.[5]
접지와 차폐도 트레이드오프를 수반합니다. 근처의 접지된 구조물은 간섭 제어에 도움이 될 수 있지만 기생 정전용량을 추가하고 감도를 감소시킬 수 있습니다. 전원 공급장치, 디스플레이 전자장치, 케이블, 사용자의 신체는 전기적 노이즈 경로를 제공할 수 있습니다.[5]
장갑 재료와 두께는 센서와의 상호작용을 변화시킵니다. 물과 습기는 결합을 변화시키고 원치 않는 감지를 생성할 수 있습니다. 실제 커버, 센서, 컨트롤러 설정, 환경으로 요구되는 동작을 확인하십시오.
OEM은 감지를 어떻게 검증해야 하는가?
베어 센서에만 의존하지 말고 대표 완성 어셈블리를 테스트하십시오. 디스플레이 및 터치 리비전, 커버 및 접합 스택, 케이블, 접지 배치, 호스트 소프트웨어, 컨트롤러 설정을 기록하십시오. 테스트 전에 테스트 조건과 합격 한계를 합의하십시오.
- 컨트롤러가 신호 진단을 제공하는 경우, 정의된 위치(가장자리 포함)에서 터치되지 않은 신호 변동과 가장 약한 유효 터치 신호를 기록하십시오. 그렇지 않은 경우, 보고된 터치 이벤트를 기록하고 공급업체에 어떤 진단 데이터를 사용할 수 있는지 문의하십시오.
- 의도된 디스플레이 및 전원 조건에서 놓친 터치, 의도하지 않은 터치, 좌표 오류, 응답을 측정하십시오.
- 애플리케이션이 요구하는 경우 지정된 장갑, 습기, 온도 또는 전기적 교란으로 관련 검사를 반복하십시오.
- 커버, 케이블, 접지 경로, 디스플레이 또는 컨트롤러 설정이 변경되면 테스트를 재평가하십시오.
필터링, 임계값 변경, 주파수 선택은 컨트롤러가 노이즈를 처리하는 데 도움이 될 수 있지만 감지와 응답에도 영향을 미칩니다. 기능과 트레이드오프는 장치별로 다릅니다. Microchip은 하나의 주파수 호핑 구현을 설명합니다.[6] 더 큰 터치 델타를 요구하면 원치 않는 신호뿐만 아니라 약한 유효 터치도 억제할 수 있습니다. 전체 시스템 테스트를 통해 한계를 설정하십시오.
감지 이외의 디스플레이 및 터치 선택 고려사항은 다음을 참조하십시오 TFT LCD 모듈 및 터치 스크린 가이드. 특정 설계를 논의하려면, RJY Display에 문의하십시오 디스플레이, 커버, 호스트 인터페이스, 사용 조건, 터치 요구사항을 가지고 진행하십시오. 지원은 특정 프로젝트와 구성요소에 따라 달라집니다.
자주 묻는 질문
정전용량 터치스크린은 손가락 압력을 측정하는가?
정전용량 감지는 전기적 결합의 변화를 측정합니다. 기본 정전용량 측정만으로는 가해진 힘을 직접 측정하지 않습니다. 압력 기능이 있으려면 자체적으로 지원되는 방법이 필요합니다.
자기 정전용량 감지는 다중 터치를 지원할 수 있는가?
일부 구현은 가능하지만, 단순한 자기 정전용량 행-열 매트릭스는 여러 지점이 터치될 때 모호한 조합이 발생할 수 있습니다. 특정 센서 및 컨트롤러 설계를 확인하십시오.
상호 정전용량은 멀티터치를 보장하는가?
아니요. 개별 상호 정전용량 노드를 스캔하면 여러 접점을 지원할 수 있지만, 접점의 수와 간격은 하드웨어, 펌웨어 및 테스트 조건에 따라 달라집니다.
더 두꺼운 커버나 장갑이 항상 터치를 방지합니까?
아니요. 이들은 신호를 변화시키며 적절한 센서와 튜닝이 필요할 수 있습니다. 완성된 어셈블리에서 지정된 커버와 장갑을 검증하십시오.
