ZHCADY6 April   2024 DRV8220 , FDC1004-Q1 , LDC3114-Q1 , TMAG5131-Q1 , TMAG5173-Q1 , TMAG6180-Q1

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
  5. 2汽车车门把手架构
  6. 3功能演示设计
  7. 4车门把手功能的详细设计流程
    1. 4.1 使用磁感应功能进行车门开关检测
      1. 4.1.1 在演示中使用 TMAG5131-Q1 实现车门开/关检测
    2. 4.2 使用磁感应功能进行可展开式车门把手位置检测
      1. 4.2.1 使用 TMAG6180-Q1 实现可展开式车门把手位置检测的演示
    3. 4.3 使用电容式感应功能进行手接近检测
      1. 4.3.1 电容式感应应用概述
      2. 4.3.2 车门把手演示中基于电容式感应的软触控检测示例
        1. 4.3.2.1 触控按钮
        2. 4.3.2.2 车门把手
    4. 4.4 具有电感式感应功能的按钮
      1. 4.4.1 电感式按钮
      2. 4.4.2 电感式按钮灵敏度
      3. 4.4.3 目标材料
      4. 4.4.4 目标距离和传感器尺寸
      5. 4.4.5 设计示例
  8. 5总结
  9. 6参考资料

4.3.2.2 车门把手

由于传感器、外表面和用户手之间存在空气间隙和塑料，即使是对位于缩回和伸出位置的车门把手进行近似分析也会更加复杂一些。一些简单的计算（类似于触控按钮，但考虑了塑料和空气间隙的介电效应）再结合方程式 2 中的平行板电容器公式，可以得出非常接近我们使用演示时获得的实验结果。为此，我们可以针对有手在伸出的把手上的情况，指定塑料厚度和空气间隙宽度。

机械堆叠（显示空气间隙宽度和塑料厚度）如表 4-1 和图 4-20 所示。

表 4-1 车门把手和电容式传感器之间的机械堆叠
把手传感器尺寸宽度 = 8cm，高度 = 5cm
1. 车门把手传感器与容纳缩回把手的腔室之间的塑料厚度2mm
2.腔室外表面与车门把手外表面之间的距离（空气间隙）10mm
车门把手机械堆叠用于计算电容图 4-20 车门把手机械堆叠用于计算电容

使用先前给出的并联电容器公式，在前面的堆叠中，我们可以预期的近似电容是多少？假设用手抓住伸出的把手，如图 4-21 所示。

用手抓住伸出的把手图 4-21 用手抓住伸出的把手

假设表 4-1 中的项目 (1) 和 (2) 实际上是我们需要在电容器公式中考虑的唯一距离。首先，项目 (1) 是 8cm x 5cm 车门把手传感器与容纳缩回车门把手的腔室之间的 2mm 厚塑料 (εr = 5)。第二个项目 (2) 是 2mm 厚塑料外表面与车门外表面之间的 1cm 空气间隙 (εr = 1)。用手抓住伸出的把手时，用户的手指可以形成一个接地平面，这个平面距离腔室外表面约 1cm（根据上面的项目 2）。

因此，对于电容器，一个平行板可以是传感器，另一个平行板可以是由抓住车门把手的用户手指形成的接地平面。如果我们做简化假设，两个平面的表面相等，那么我们的总电容可以通过具有两个不同介电常数的区域进行近似计算，如图 4-20 所示。

传感器和用户手指之间的总电容可以近似为两个串联的电容器，这两个电容器具有相同的板 面积，但间隙长度和介电常数不同。基于上述堆叠的数量基于塑料厚度 [d1 = 2mm，εr1 = 5] 以及腔室表面与用户手指之间的空气间隙 [d2 = 1cm，εr2 = 1]，如以下公式所示。

方程式 3. 1CT=1C1+1C2=d1∈1A+d2∈2ACT=∈1∈2A∈2d1+∈1d2=∈r1∈r2∈o2A∈r2∈od1+∈r1∈od2CT=∈o∈r1A∈od1+∈r1d2=5∈o0.08×0.050.002+50.01CT=3.4pF

这种简单计算的结果与该演示的结果相比如何？图 4-22 显示了该演示的 FDC1004 输出与时间样本的关系图，在第 400 个和第 500 个时间样本之间时，手抓住展开的把手。手抓住把手之前，FDC1004 报告传感器电容约为 1.5pF，这一数值在一定程度上符合我们粗略计算的 1pF 结果。手抓住把手之后，报告的电容稳定在大约 2.9pF。虽然这不是计算得出的值，但它确实反映了一个事实，即最靠近传感器的手表面约为 12mm 至 13mm，而不是我们在计算中使用的 10mm。

演示车门把手：FDC1004 在抓住把手之前和之后报告的电容图 4-22 演示车门把手：FDC1004 在抓住把手之前和之后报告的电容