วิธีแก้ปัญหาการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าของหน้าจอสัมผัสแบบคาปาซิทีฟ

       เนื่องจากเทคโนโลยีกระแสหลักของอินเทอร์เฟซแบบมัลติทัช หน้าจอสัมผัสแบบ capacitive จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อุตสาหกรรม เรียกอีกอย่างว่าหน้าจอสัมผัสอุตสาหกรรมในอุตสาหกรรมการควบคุมอุตสาหกรรม การป้องกันการรบกวนของหน้าจอสัมผัสแบบ capacitive เป็นหนึ่งในข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของหน้าจอสัมผัส หากการป้องกันสัญญาณรบกวนอ่อนแอ จะส่งผลต่อเอฟเฟกต์หน้าจอสัมผัสของแผงสวิตช์ เช่น การสัมผัสที่ไม่ละเอียดอ่อนและไม่ถูกต้อง ปัญหาการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าของหน้าจอสัมผัสทางอุตสาหกรรมถือเป็นความท้าทายอย่างมากในการพัฒนาและการออกแบบในช่วงแรก

      หน้าจอสัมผัสแบบ capacitive ที่คาดการณ์ไว้สามารถระบุตำแหน่งที่นิ้วสัมผัสหน้าจอได้อย่างแม่นยำ โดยจะกำหนดตำแหน่งนิ้วโดยการวัดการเปลี่ยนแปลงความจุเล็กน้อย ในแอปพลิเคชันหน้าจอสัมผัส ปัญหาการออกแบบหลักที่ต้องพิจารณาคือผลกระทบของสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) ที่มีต่อประสิทธิภาพของระบบ ประสิทธิภาพการทำงานที่ลดลงเนื่องจากการรบกวนอาจส่งผลเสียต่อการออกแบบหน้าจอสัมผัส บทความนี้จะหารือและวิเคราะห์แหล่งสัญญาณรบกวนเหล่านี้

โครงสร้างหน้าจอสัมผัสแบบ capacitive ที่คาดการณ์ไว้

      เซ็นเซอร์คาปาซิทีฟที่คาดการณ์ไว้ทั่วไปจะติดตั้งไว้ใต้ฝาแก้วหรือพลาสติก อิเล็กโทรดส่ง (Tx) และขารับ (Rx) เชื่อมต่อกับอินเดียมทินออกไซด์ (ITO) โปร่งใสเพื่อสร้างเมทริกซ์แบบไขว้ และโหนด Tx-Rx แต่ละโหนดมีความจุไฟฟ้าเฉพาะตัว Tx ITO ตั้งอยู่ด้านล่าง Rx ITO โดยคั่นด้วยชั้นฟิล์มโพลีเมอร์หรือกาวแบบออปติคอล (OCA)

หลักการทำงานของเซนเซอร์

      มาวิเคราะห์การทำงานของหน้าจอสัมผัสโดยไม่คำนึงถึงปัจจัยรบกวนในขณะนี้: นิ้วของผู้ปฏิบัติงานอยู่ที่ศักย์ไฟฟ้าในนาม Rx จะถูกรักษาไว้ที่ศักย์กราวด์โดยวงจรควบคุมหน้าจอสัมผัส ในขณะที่แรงดันไฟฟ้า Tx เป็นตัวแปร การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า Tx ทำให้กระแสไหลผ่านตัวเก็บประจุ Tx-Rx วงจรรวม Rx ที่มีความสมดุลอย่างระมัดระวังจะแยกและวัดค่าประจุที่เข้าสู่ Rx และประจุที่วัดได้แสดงถึง "ความจุร่วมกัน" ที่เชื่อมต่อ Tx และ Rx

      หน้าจอสัมผัสแบบ capacitive ที่ฉายซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์พกพาในปัจจุบันมีความอ่อนไหวต่อการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้ามาก แรงดันไฟฟ้ารบกวนจากแหล่งภายในหรือภายนอกจะเชื่อมต่อกับอุปกรณ์หน้าจอสัมผัสผ่านความจุไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้ารบกวนเหล่านี้ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของประจุภายในหน้าจอสัมผัส ซึ่งอาจสร้างความสับสนในการวัดการเคลื่อนที่ของประจุเมื่อนิ้วสัมผัสหน้าจอ ดังนั้นการออกแบบที่มีประสิทธิภาพและการเพิ่มประสิทธิภาพของระบบหน้าจอสัมผัสจึงขึ้นอยู่กับความเข้าใจในเส้นทางการเชื่อมต่อสัญญาณรบกวนและการย่อเล็กสุดหรือการชดเชยให้มากที่สุด

      นอกจากนี้ เมื่อออกแบบหลักการวงจรหน้าจอสัมผัส สามารถเพิ่มการต่อสายดินของสาย FPC หรือปิดสายเคเบิลหน้าจอสัมผัสด้วยฟิล์มแม่เหล็กไฟฟ้าสีดำสองด้าน ซึ่งยังสามารถลดปัญหาการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าของหน้าจอสัมผัสได้อีกด้วย การใช้งานจริง เซินเจิ้น Hongjia Technology ได้รับการพัฒนาและผลิตจอแสดงผลขนาด 1.14 นิ้วถึง 10.1 นิ้วอย่างมืออาชีพและรองรับหน้าจอสัมผัสเป็นเวลา 12 ปี มีทีมงาน R&D มากกว่า 20 คนที่คุ้นเคยกับการแก้ปัญหาทั่วไปในอุตสาหกรรมและสามารถลดปัญหาให้กับลูกค้าได้

      เส้นทางการเชื่อมต่อสัญญาณรบกวนเกี่ยวข้องกับผลกระทบของปรสิต เช่น ความจุของขดลวดหม้อแปลง และความจุของอุปกรณ์นิ้ว การสร้างแบบจำลองเอฟเฟกต์เหล่านี้อย่างเหมาะสมสามารถเข้าใจแหล่งที่มาและขนาดของสัญญาณรบกวนได้อย่างสมบูรณ์

      สำหรับอุปกรณ์พกพาจำนวนมาก เครื่องชาร์จแบตเตอรี่ถือเป็นแหล่งที่มาหลักของการรบกวนหน้าจอสัมผัส เมื่อนิ้วของผู้ปฏิบัติงานสัมผัสหน้าจอสัมผัส ความจุไฟฟ้าที่สร้างขึ้นจะทำให้วงจรการเชื่อมต่อสัญญาณรบกวนเครื่องชาร์จถูกปิด คุณภาพของการออกแบบป้องกันภายในของเครื่องชาร์จและการออกแบบสายดินของเครื่องชาร์จที่เหมาะสมหรือไม่นั้นเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อการเชื่อมต่อสัญญาณรบกวนของเครื่องชาร์จ