QT113 非接觸式開關

Photo Credit: Alan Levine via Flickr.com

最近公司的案子要作一些讓使用者實體觸碰而觸發程式效果的功能,簡單來說,就是像有一種觸控檯燈,當你摸一下就開一段燈光,摸第二下再開一段,或是直接關燈的那種效果。過去,公司曾在故宮也應用過這樣的開關,我和同事從古早的工具箱中,翻出了還剩餘十來片的QT113 Module來用,很多廠商都會應用這顆QT113 IC來製作Module,我們這顆叫做”E3-5A”。

其實安裝方式相當簡單,給電5V,接上Ground,當觸碰E3-5A Module的Sense端時Module內建的藍色LED就會發光,表示手的帶電荷已經有效觸發導電路,而Sense端可以貼在桌面(真實的桌子)底下,當使用者觸碰正下方有Sense端的桌面,就會導通電路,而在Out端接上繼電器,可以再觸發其他的電路。

但是這裡有個問題,這個Module的Sense端實在太小,總不可能要讓觀眾每次都精確觸到一個點吧,因此Sense端有個外接點,可以自行延伸像是天線的感應區塊,來讓使用者操作,而這個「天線」則可以使用導電的錫箔貼紙來製作。最初我們在壓克力板上貼了一個很大個方格區,大概由4×4條貼紙垂直交錯的區域來作為天線。但是問題來了,我們發現電路剛開始運作時的確有效,感應區也有效擴大於貼紙矩陣涵蓋的範圍,但是沒過多久Module的指示燈就會開始亂亮,表示一直不停觸發。

如果沒有穩定的開關,後續觸發電腦程式的部份會很麻煩。我們開始改變天線的大小、形狀(十字形、條狀等等),在錫箔貼紙上加貼透明膠帶、改變介質(壓克力改成珍珠板),甚至降低給電電壓(5V降為3V),但是都無法改善這問題。

我只能說我同事太厲害了,他靜下心來仔細看了一下QT113的Datasheet,發現在field spreading那一小節有定義「天線」的作法,原文如下:For example, on flat surfaces, the field can spread laterally and create a larger touch area than desired. To stop field spreading, it is only necessary to surround the touch electrode on all sides with a ring of metal connected to circuit ground; the ring can be on the same or opposite side from the electrode.如下圖,原來只要在「感應天線區」之外,黏貼一圈接地的導電圈即可,說也神奇,非接觸開關便正常可以使用了。

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QT113 Datasheet(via parallax.com
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