Принцип работы емкостных датчиков

Принцип работы емкостных датчиков

Емкостный датчик — это технология, которая может рассматриваться как замена механическим кнопкам, и она широко распространена, например, каждый смартфон использует емкостной сенсор в экране, чтобы сделать его сенсорным. Несмотря на то, что существуют различные способы достижения емкостного считывания, принципы схожи, и с помощью емкостного датчика пользователь может определить либо прикосновение, либо приближение. К слову, купить емкостные датчики можно по ссылке.

Датчики емкостные

Как работают емкостные датчики?

Сначала давайте обсудим, что такое конденсатор. В электрической цепи есть три основных компонента: резисторы, конденсаторы и индукторы. Резистор — это пассивный элемент, который рассеивает энергию. Индукторы и конденсаторы, однако, являются активными элементами, они накапливают энергию, и именно конденсаторы позволяют выполнять емкостное зондирование. И наоборот, с помощью индукторов можно осуществлять индуктивное зондирование.

Конденсатор в своей простейшей форме представляет собой две проводящие пластины, разделенные диэлектрической средой, которая может быть воздухом, но в большинстве случаев это фарфор, стекло или пластик. Когда к конденсатору прикладывается напряжение, он накапливает заряд, и в диэлектрике образуется электрическое поле. Конденсаторы могут использоваться для сглаживания выходного напряжения источника питания или для фильтрации при обработке сигналов. Количество заряда, которое может накопить конденсатор, зависит от его емкости, а емкость конденсатора зависит от площади и расстояния между пластинами и диэлектрической проницаемости. Емкостное зондирование, в свою очередь, определяет изменение емкости. Индуктивный датчик похож на емкостной датчик, но для обнаружения или измерения объектов используется индуктивность датчика.

Сенсорный емкостной датчик — это датчик, который использует изменение емкости для обнаружения прикосновения или присутствия сыпучих материалов или жидкостей. Емкостные датчики приближения работают подобно емкостным датчикам прикосновения, за исключением того, что они более чувствительны. Существует два распространенных способа емкостного зондирования. Один из них — самоемкость, и мы используем его в нашей технологии. На наших платах есть несколько электродов, которые используются для емкостного считывания. Их можно представить как одну пластину параллельно-пластинчатого конденсатора. Другая пластина — это поверхность Земли — очень большая, но довольно далекая.

Когда вы приближаете часть своего тела к одному из этих электродов, эта часть тела действует как вторая пластина конденсатора. Она заменяет землю, так как часть тела находится гораздо ближе и поэтому оказывает большее влияние, и это увеличивает емкость, измеренную на этом электроде. Это датчик приближения, и это изменение регистрируется платой. Если вы поднесете руку так близко, что фактически коснетесь электрода, эффект будет еще больше, чем если бы вы просто находились рядом с ним. Если вы посмотрите на выход электрода на нашем Grapher, вы заметите, что линия идет вниз, а не вверх — это потому, что чип, измеряющий емкость на наших платах, имеет выход, обратно пропорциональный емкости — если емкость увеличивается, то выход уменьшается.

Каждый электрод наших плат работает как емкостной сенсорный датчик или как емкостной датчик приближения. Этот метод емкостного зондирования называется самоемкостью, и каждый электрод работает независимо. Здесь емкость измеряется по отношению к заземлению.

firstplatoon