Dans quelle mesure serait-il possible d'utiliser un détecteur capacitif à travers un verre de 5 mm d'épaisseur avec un espace entre le PCB et le verre?

Je recherche un projet qui aurait besoin d'une sorte de détection tactile à travers une table en verre de 5 mm d'épaisseur.

Serait-il possible d'utiliser un PCB avec des motifs appropriés et un microcontrôleur mTouch / QTouch / capSense avec lui sur un côté de la vitre et s'attendre à ce qu'il soit capable de détecter le toucher de l'autre côté de la vitre s'il y a un écart entre le PCB et le verre? Je pense avoir des LED SMD sur le côté du PCB près du verre. Les idées pour combler le vide sont également les bienvenues.

J'ai fait des recherches à ce sujet et j'ai vu que certaines personnes ici ont réussi à faire fonctionner les capteurs sans espace à travers le verre, mais je ne sais pas comment cela fonctionnerait avec l'écart.

L'image sous la taille de l'espace sélectionnée de 0,5 mm fonctionne bien pour diriger les champs de franges à travers 10 mm de superposition de verre. Ici, la taille du bouton = l'épaisseur du verre ajoute 5 mm pour une meilleure réponse. Vous aurez besoin d'un support mécanique pour le verre et vous aurez certainement besoin de plexiglas ou équivalent pour coupler les pistes sur le bouton au verre. l'épaisseur totale de 10 mm est donc pratique, peut-être un peu plus.

Avec des espaceurs en plexiglas appropriés entre le panneau et le verre pour combler l'espace d'air sur les boutons, je pense que c'est très faisable. mais sans cela, ce serait très risqué.

Gapless avec remplissage en verre et en plexiglas sur chaque piste de doigt et piste au sol de plus de 10 mm est possible, mais avec un entrefer peut-être seulement ~ 1 mm est pratique avec une protection au sol autour du pad RF en raison du faible couplage capacitif de l'air au verre.

Le verre de 8 mm équivaut à un espace d'air de 1 mm et vous avez besoin d'un espace d'air de 5 mm plus du verre.Pensez donc à des coussinets en silicone pour remplir la géométrie, soutenir le verre et combler l'écart afin que le coussinet puisse fermer les coussinets en plastique du condensateur RF sous la surface. Tant que la capacité d'espace est supérieure à l'espace doigt <1pF. BTW 1pF est d'environ 10 KΩ à 24 MHz

Les joints internes de liaison de fil d'or SMD peuvent être sollicités par le verre. Pouvez-vous utiliser du verre fumé ou peint au masque avec du silicone pour combler l'espace au-dessus des capteurs sous le verre? cela peut fonctionner en augmentant la constante diélectrique sur les coussinets et donner le bonus de rigidité structurelle et diffuser l'indicateur LED sur le spot du pavé tactile ou pour une utilisation comme indicateurs de rétroaction.

Côté réflexion, vous pouvez peut-être utiliser des paires de réflecteurs émetteurs infrarouges pour les points du pavé tactile pour le verre sans contact en pointant tout près de la paire émetteur-détecteur réglée sur un seuil de proximité court.

Vous pouvez également utiliser des espaceurs en plexiglas étendant la forme du tampon au verre, qui ont tous deux des valeurs epsilon similaires à 8 et utilisent un adhésif mince du côté des composants et des espaceurs similaires autour des LED pour protéger et le verre mince de la tension.

C'est à partir d'une feuille de calcul Cypress

Paramètres d'entrée Unités de valeur

Épaisseur du recouvrement 2 mm Recouvrement - Constante diélectrique 2,8 farad / m Capacité de trace par pouce 2 pF

Diamètre de bouton minimum recommandé
(basé sur une réponse minimale des doigts de 0,25pF)
Conditions de bruit - Faible (bruit de 0,05 pF) 7 mm Conditions de bruit - Moyen (bruit de 0,075 pF) 9 mm Conditions de bruit - Élevé (bruit de 0,1 pF) 11 mm

Longueur de trace maximale
Conditions de bruit - Faible (bruit de 0,05 pF) 400 mm Conditions de bruit - Moyen (bruit de 0,075 pF) 387 mm Conditions de bruit - Élevé (bruit de 0,1 pF) 374 mm

Bouton pour garde au sol 2 mm

Les capteurs tactiles capacitifs mesurent les changements de capacité. La capacité d'un condensateur à plaques parallèles est d'environ C = A / d.

Si un dispositif à capuchon fonctionne correctement avec un changement de capacité de 1 pf lorsque la surface supérieure du verre est à 1 mm des tampons métalliques, il ne peut pas faire la différence - et cela fonctionnera tout aussi bien - si vous pouvez truquer les choses afin que nous obtenions à peu près le même changement de capacité de 1 pf lorsque la surface supérieure du verre est à 10 mm.

Une façon de procéder consiste à effectuer une mise à l'échelle simple. Si vous voulez que la distance entre le verre et l'entrefer (d) soit 64 fois plus grande que sur les cartes de démonstration capsense, utilisez environ 64 fois la zone (A) - faites les coussinets métalliques 8 fois plus larges et 8 fois plus hauts, et à la place d'utiliser 1 doigt, utilisez votre main entière.

Parce que chaque 1 mm d'espace supplémentaire est à peu près aussi mauvais que 5 mm d'épaisseur de verre supplémentaire (la permittivité relative du verre est environ 5 fois plus que l'air), la plupart des gens essaient de presser les plaques de détection de capuchon directement contre le verre sans aucune trou d'air. Une façon de le faire est d'utiliser des ressorts métalliques pour connecter électriquement le métal à l'arrière des tampons en verre sur le PCB. Le métal du ressort lui-même pourrait être adéquat. Certaines personnes attachent des plaques métalliques aux ressorts et laissent les ressorts appuyer les plaques contre le verre. D'autres personnes collent des plaques transparentes conductrices sur le verre. (Voir section 3.5.3 de "AN2869: Lignes directrices pour la conception d'applications de détection tactile" , section 4.3.2 de "AN0040: Conception matérielle pour tactile capacitif" , prototypes dangereux:"Remarque sur l'application: utilisation des ressorts Philipp pour créer des touches tactiles" , section 3.3.1 de "QTAN0079: Boutons, curseurs et roues: Guide de conception des capteurs" , etc.)