PCBとガラスの間にギャップがある5 mmの厚さのガラスを通して容量性検出器を使用することはどの程度実行可能でしょうか？

私は、厚さ5 mmのガラステーブルでタッチ検出を行う必要があるプロジェクトを調査しています。

適切なパターンのPCBと、ガラスの片側にあるmTouch / QTouch / capSenseマイクロコントローラーを使用して、PCB間にギャップがある場合、ガラスの反対側のタッチを検出できると期待できますか？そしてガラス？PCBのガラスに近い側にSMD LEDを配置することを考えています。ギャップを埋めるアイデアも大歓迎です。

私はこれについていくつかの調査を行い、ギャップレスセンサーがガラスを介して機能するようにした人々がいることを確認しましたが、これがギャップでどのように機能するかはわかりません。

選択した0.5 mmのギャップサイズの下の画像は、10 mmのガラスオーバーレイを通してフリンジフィールドを方向付けるのに適しています。ここで、ボタンサイズ=ガラスの厚さは5mmを追加して応答性を高めます。ガラスを機械的にサポートする必要があり、ボタンのガラスにトラックを結合するためにプレキシガラスまたは同等のものが確かに必要です。そのため、全体の厚さは10mmが実用的で、おそらくもう少し多くなります。

ボードとガラスの間に適切なプレキシガラススペーサーを配置して、ボタン上のエアギャップを埋めると、非常に実現可能だと思います。しかし、それがなければ非常に危険です。

ギャップレスガラスとプレキシガラスギャップで各フィンガートラックとグランドトラックを10mm以上埋めることは可能ですが、エアギャップとガラスとの容量結合が低いため、RFパッドの周囲のグランドガードではおそらく1mm程度しか実用的ではありません。

8 mmのガラスは1 mmのエアギャップに相当し、5 mmのエアギャップとガラスが必要なため、ジオメトリを埋めるシリコンパッドを考慮し、ガラスを支え、ギャップを埋めて、指パッドが表面の下のRFコンデンサプラスチックパッドを閉じることができるようにします。ギャップ容量がフィンガギャップ<1pFよりも大きい限り。 BTW 1pFは24MHzで約10KΩ

SMDゴールドワイヤーボンドの内部接合部には、ガラスから応力がかかる場合があります。ガラスの下のセンサーの隙間を埋めるために、スモークまたはマスクペイントされたガラスにシリコンを使用できますか パッドの誘電率を上げて構造上の剛性を高め、タッチパッドスポットにLEDインジケータを拡散させたり、フィードバックインジケータとして使用したりできます。

その問題についての側の考えは、短い近接しきい値に設定されたエミッター。検出器ペアの近くを指すだけで、タッチレスガラスのタッチパッドポイントにIRエミッターリフレクターペアを使用できるでしょう。

パッドの形状をガラスに拡張するプレキシガラススペーサーを使用することもできます。これらは、イプシロン値が8であり、コンポーネント側に薄い接着剤を使用し、LEDの周りに同様のスペーサーを使用して薄いガラスをひずみから保護します。

これはサイプレスのスプレッドシートからのものです

入力パラメーター値の単位

オーバーレイの厚さ2 mmオーバーレイ-誘電率2.8ファラッド/ m 1インチあたりのトレースの静電容量2 pF

最小推奨ボタン直径
（最小0.25pFの指の応答に基づく）
ノイズ条件-低（0.05 pFノイズ）7 mmノイズ条件-中（0.075 pFノイズ）9 mmノイズ条件-高（0.1 pFノイズ）11 mm

最大トレース長
ノイズ条件-低（0.05 pFノイズ）400 mmノイズ条件-中（0.075 pFノイズ）387 mmノイズ条件-高（0.1 pFノイズ）374 mm

地面とのクリアランスが2 mmのボタン

静電容量式タッチセンサーは、静電容量の変化を測定します。平行板コンデンサの静電容量は約C = A / dです。

ガラスの上面が金属パッドから1 mm離れているときに静電容量の1 pfの変化でキャップセンスデバイスが正常に動作する場合、違いを認識できず、同じように動作します。ガラスの上面が10 mm離れている場合でも、静電容量の変化が約1 pfになるようにリギングできます。

これを行う1つの方法は、単純なスケーリングです。ガラスとエアギャップの距離（d）をcapsenseデモボードの64倍にしたい場合は、面積（A）の約64倍を使用します-金属パッドを幅の8倍、高さの8倍にし、代わりに1本の指先を使用する場合は、手全体を使用します。

追加のエアギャップが1 mm増えるごとに、追加のガラスの厚さが5 mmほど悪くなるため（ガラスの比誘電率は空気の約5倍です）、ほとんどの人はキャップセンスプレートをガラスに直接押し付けようとせず、エアギャップ。これを行う1つの方法は、金属スプリングを使用して、PCBのガラスパッドの裏側にある金属を電気的に接続することです。ばね自体の金属で十分かもしれません。一部の人々は、スプリングに金属プレートを取り付け、スプリングがプレートをガラスに押し付けるようにします。他の人々はガラスに導電性透明プレートを接着します。（「AN2869：タッチセンシングアプリケーションの設計に関するガイドライン」のセクション3.5.3、「AN0040：静電容量式タッチのハードウェア設計」のセクション4.3.2 、危険なプロトタイプ：「アプリノート：Philippスプリングを使用してタッチキーを作成する」、「QTAN0079：ボタン、スライダー、ホイール：センサー設計ガイド」のセクション3.3.1 など）