JHM2031在人体接近探测中的应用-感算商城

JHM2031在人体接近探测中的应用

1、静电电容——互电容

如下图所示，互电容方式由接收电极、发送电极及脉冲发生器构成。发送电极输出交流脉冲时，和接收电极间产生电场耦合。此时，如果有人体接近，一部分电场将耦合到人体，导致电极间的电场耦合减少。通过测量接收电极上电场耦合的减少，可以判断人体的接近。

2、JHM2031的电容测量方式

JHM2031支持互电容的测量方式，但需要注意互电容传感器的图案设计。

3、互电容传感器的设计

互电容方式的原理，如下图所示。

发送电极输出脉冲，与接收电极之间通过电容耦合形成电磁场。当手指接近两个电极的间隙时，由于人体是导电体，一部分电磁场会耦合到人体，从而导致电容耦合减小。通过周期性监测这个电磁场的变化，可以检测到人体的接近或触摸。

上图是建议用于互电容方式的电极图案。接收电极更容易受到噪声的影响，因此周围放置发射电极来对其进行保护。这种配置会增加Tx（发射电极）和Rx(接收电极)的正对距离以及与手指接触的表面积。需要注意的是，电极图案超出触摸面积的部分并不会提高电极的效果，反而会增加寄生电容量，因此电极图案稍大于感应或触摸面积即可。发射电极Tx和接收电极Rx的平行走线距离越长，耦合电容越大，互电容的base电容越大。Tx/Rx正对距离越长，支持的覆盖物和气隙厚度越大，电容耦合会减弱，base电容减小。在设计互电容传感器时，需要优化布局，最大化触摸增量，最小化传感器电容，以满足应用需求。最大化触摸增量是通过电极的高度交错实现的，最小化传感器电容则需要通过增大发射电极和接收电极的正对距离来实现。但增加正对距离也会缩短电极之间平行段的长度，使得触摸时所覆盖的平行段总长度较小，从而传感器灵敏度成比例降低。

4、软件处理

如上所述，当有人体接近时，组成互电容方式的一对电极间的电容量减少，因此，通过测量电容值减小量来判断发生人体触摸或人体接近。对于JHM2031来说，可通过选择合理量程和参数，令无人体靠近或触摸时的湿度输出位于80%附近，当探测到输出减少时判定人体靠近或触摸。

5、实测数据

5.1、使用2mm亚克力做覆盖面无手掌接近时，如下图测得数据为77.809%。