在5mm厚的玻璃上使用PCB和玻璃之间有缝隙的电容检测器，将有多可行？

我正在研究一个项目，该项目需要通过5毫米厚的玻璃桌子进行某种触摸检测。

使用带有适当图案的PCB和mTouch / QTouch / capSense微控制器在玻璃的一侧使用是否可行，并期望如果PCB之间存在间隙，它能够在玻璃的另一侧检测到触摸？还有杯子？我正在考虑在PCB侧面靠近玻璃的地方安装SMD LED。也欢迎填补空白的想法。

我对此做了一些研究，我发现这里有些人设法使无间隙传感器通过玻璃工作，但是我不确定这种间隙如何工作。

capsense

— 安德烈亚科
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该玻璃传感器板需要什么长度/宽度尺寸？它是很小（对角线<4英寸），很小（对角线<20英寸）还是更大？另外，在这方面有多少感觉点？

— Anindo Ghosh

@Anindo Ghosh此时，这些参数尚未确定。我们仍在研究中。19英寸的对角线是可接受的下边界。大约30英寸就可以了。至于感测点的数量也不是固定的，因此答案尽可能多。我想也许每2 cm ^ 2 1个就可以了，而每cm ^ 2 1个就可以了。如果需要，我们可以提出更大的认识点。

— AndrejaKo

对于这么大的事情，我只能提出一个完全投机的想法，所以我不会回答：液晶显示器的面板。取出背光，您将获得一块大的玻璃板，该玻璃板是透明的，但充满了可寻址的导体（液晶单元）。通过修改为正常显示目的而进行的扫描，可以成组地“激活”这些导体，有效（有效频率上的高频电压）和不起作用的组之间的电容可提供庞大的电容传感器阵列。它实际上可能起作用...或不起作用。:-(

— Anindo Ghosh

如果我的显示器的面板不间断，我会尝试类似的方法。听起来是个好主意。

— AndrejaKo

实际上，您可以拆开一种廉价的数码相框，以小规模，低成本的方式进行试用。下一步：从本地回收商那里拿起无法正常工作的液晶电视-如果面板在物理上没有损坏，则可以在其上测试该策略。

— Anindo Ghosh

Answers:

所选间隙尺寸为0.5毫米以下的图像非常适合引导边缘场穿过10毫米的玻璃覆盖层。这里的按钮大小=玻璃厚度加5mm，以获得更好的响应。您将需要玻璃的机械支撑，当然还需要有机玻璃或类似物，以将按钮上的轨道与玻璃耦合。因此10mm的整体厚度是可行的，可能还会更多。在此处输入图片说明

我认为在板和玻璃之间使用合适的有机玻璃垫片来填充按钮上方的空气间隙，这是非常可行的。但是没有那将是非常危险的。

玻璃和有机玻璃之间的间隙可以在每个手指轨道和地面轨道之间填满10mm以上，但对于空气垫，由于空气与玻璃之间的电容耦合很小，在RF垫周围的接地保护装置中，只有大约1mm的空隙是可行的。

8mm的玻璃等于1mm的气隙，您需要5mm的气隙加上玻璃，因此请考虑填充硅垫以填充几何形状，支撑玻璃并弥合间隙，以便指垫可以关闭表面下方的RF电容器塑料垫。只要间隙电容大于手指间隙<1pF。 BTW 1pF在24MHz时约为10KΩ

SMD金线键合内部接头可能会从玻璃上受压。可以使用熏制的或涂有硅的口罩的玻璃来填充玻璃下方传感器的间隙吗？可以提高焊盘的介电常数，并提供结构刚度的好处，并且将LED指示器分散在触摸板点上或用作反馈指示器。

考虑到这一点，也许您可以将IR发射器对用于非接触式玻璃的触摸板点，只需指向靠近发射器/检测器对设置为短接近阈值即可。

您还可以使用有机玻璃垫片，将焊盘的形状扩展到玻璃，它们的ε值都相似，为8，并且在组件侧使用薄的粘合剂，在LED周围使用类似的垫片，以保护薄玻璃免受应变。

这是来自赛普拉斯电子表格

输入参数值单位

覆盖层厚度2 mm覆盖层-介电常数2.8法拉/米每英寸走线电容2 pF

最小推荐按键直径
（基于最小0.25pF手指响应）
噪声条件-低（0.05 pF噪声）7 mm噪声条件-中（0.075 pF噪声）9 mm噪声条件-高（0.1 pF噪声）11 mm

最大走线长度
噪声条件-低（0.05 pF噪声）400 mm噪声条件-中（0.075 pF噪声）387 mm噪声条件-高（0.1 pF噪声）374 mm

按钮离地间隙2 mm

— 托尼·斯图尔特Sunnyskyguy EE75
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电容式触摸传感器可测量电容的变化。平行板电容器的电容约为C = A / d。

如果当玻璃的顶面距离金属焊盘1毫米时，电容式感应设备在电容变化1 pf的情况下工作良好，则无法分辨出差异-它也可以正常工作-如果您可以装配东西，这样当玻璃的顶面距离10 mm时，电容的变化大约为1 pf。

一种方法是简单缩放。如果您希望玻璃+气隙距离（d）为Capsense演示板上的64倍，则使用大约64倍的面积（A）-将金属焊盘的宽度设为8倍，将高度设为8倍，只用一根指尖就可以了。

因为每增加1毫米的气隙就相当于增加5毫米的玻璃厚度（玻璃的相对介电常数大约是空气的5倍），多数人试图将压盖板直接压在玻璃上气隙。一种实现方法是使用金属弹簧将PCB上玻璃焊盘背面的金属电连接。弹簧本身的金属可能就足够了。有些人将金属板连接到弹簧上，然后让弹簧将板压在玻璃上。其他人将透明导电板粘在玻璃上。（请参见“ AN2869：触摸感应应用程序设计指南”的第3.5.3 节，“ AN0040：电容触摸的硬件设计 ”的第4.3.2节，危险性原型：“应用笔记：使用菲利普弹簧创建触摸键”，《 QTAN0079：按钮，滑条和滚轮：传感器设计指南》的第3.3.1节等）

— 大卫
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