有快速的直流测电容方案吗？

只看该作者 · 2007-2-28 13:55

有一个矩阵，每个格子像一个电容，格子里有子这个格子的电容就变了
我想判断哪个格子有子，就想通过电容是否变化（或者与其他有差异）来判断
（当然可能检测其他属性也行，只是我还不清楚）

电容范围大概是10pf-150pf，只要能快速区别判断每个格子的有子无子情况，电压先定为直流，可以高压如100V。

现在棋盘格子有16*16或者更多，需要做到判断快速准确，频率当然能越快越好，希望在ms级，有什么办法能够解决下吗？
谢谢

3万 · 2007-3-3 07:50

矩阵有多大,格子是通的吗(有无底层),底层能装传感器吗？
子是什马东东？棋子吗？你在做电子棋盘？
可试试手用pc键盘的薄膜按键方法.子压上去,该键处上下膜就通.不过你的子也得有点重量才行.
有种电容式pc键盘,去拆一个看看能否利用.(跟薄膜按键差不多的东东,不过好象不是导通键,是测薄膜电容来判定的)
子较轻的话,可把上层薄膜键周围一圈挖空,只留几根窄条连着,这样手感就轻了.
直流不能测电容,你得做个振荡器,不同电容,振荡频率不同,根据这个来判定有无子.

3万 · 2007-3-5 16:42

看标题，我还以为楼主是要用直流测量电容器的电容量。
楼主要的，好像就是一个电容式键盘。
如果允许检测其它属性，买16个按键就行。

只看该作者 · 2007-3-7 10:42

在哪可以查到电容式键盘、薄膜按键的技术原理
谢谢！

3万 · 2007-3-8 17:28

电容式键盘它是基于电容式开关的键盘，原理是通过按键改变电极间的距离产生电容量的变化，暂时形成震荡脉冲允许通过的条件。理论上这种开关是无触点非接触式的，磨损率极小甚至可以忽略不计，也没有接触不良的隐患，具有噪音小，容易控制手感，可以制造出高质量的键盘，但工艺较机械结构复杂。

塑料薄膜式键盘内有四层，塑料薄膜一层有凸起的导电橡胶，当中一层为隔离层，上下两层有触点。通过按键使橡胶凸起按下，使其上下两层触点接触，输出编码。

　　这种键盘四轴飞行器械磨损，可靠性较高，目前在市场占相当大的比重，不过很多JS也将这种成本相对较低的键盘当成电容式键盘。它最大的特点就是低价格，低噪音，低成本。

　　导电橡胶式键盘触点的接触是通过导电的橡胶接通。其结构是有一层带有凸起的导电橡胶，凸起部分导电，而这部分对准每个按键，互相连接的平面部分不导电，当键帽按下去时，由于凸起部分导电，把下面的触点按通，不按时，凸起部分会弹起。目前使用的也较多。

　　电容式键盘它是一种类似电容式开关的原理，通过按键改变电极间的距离而产生电容量的变化，暂时形成震荡脉冲允许通过的条件。我们知道，电容的容量是由介质，两极的距离及两极的面积来决定的。所以当键帽按下时，两极的距离发生变化，这就引起电容容量发生改变，当参数设计合适时，按键时就有输出，而不按键就无输出，这个输出再经过整形放大，去驱动编码器。由于电容器无接触，所以这种键在工作过程中不存在磨损、接触不良等问题，耐久性、灵敏度和稳定性都比较好。为了避免电极间进入灰尘，电容式按键开关采用了密封组装。1000万到3000万寿命。但目前市场上真正的电容式键盘并不多，大部分是前面两种键盘，一款真正的电容键盘价格是比较高的。

所以非接触式键盘，是与此前的各种“接触式键盘”相对而言的，与“接触式键盘”不同的是，它们并不是依靠导电触点的机械式连通来获得按键信号的，而是依靠按键本身的电参数变化来获得按键信号。由于不需要触点的机械接触，所以它的使用寿命就能强很多。       主要的非接触式键盘有电阻式键盘和电容式键盘。其中电容式键盘由于工艺更加简单成本更低所以更受到普遍应用。与机械式键盘相比，它最大的两个特点是使用弹性橡胶制作的弹簧取代了机械金属弹簧，同时由机械键盘的电连通转为通过按键底部和键盘底部的两个电容极板距离的变化带来的电容量变化来获得按键的信号。
    与机械式键盘相比，电容式键盘的手感有了很大的变化，变得轻柔而富于韧性，这种手感一直延续到今天，成为目前键盘的主流设计手感，这也就是为什么很多**说现在的键盘都是电容式键盘的原因，但其实这种手感并不来自电容式的结构而来自橡胶弹簧对机械金属弹簧的取代，这不是电容式键盘之所以为电容式键盘的原因。
    电容式键盘由于其原理，所以每一个按键都必须做成独立的封闭结构，这样的键盘也被分类为“封闭式键盘”。
    对于大多数键盘**，讲到电容式键盘也就告一段落了，但是其实他们的错误也正在于此，为什么？这里先卖一个关子，当我们讲到键盘的结构时再继续。

    键盘的结构

    前面，我们提到了，现在的键盘其实并不是真正的电容键盘，那么现在的键盘属于哪一类呢？还是让我们拆开一个键盘来看一看。    从照片上我们可以看到一个普通的超薄型键盘，拆开后背的螺丝以后，可以将键盘拆成如图的几个部件。    首先是键盘和上盖板和嵌在其中的每个按键的键帽，这是用户所主要接触的部分。    在上盖板以下，是一块橡胶薄膜，在每个按键的位置上有一个弹性键帽，这个部件就是键盘的主要弹性元件，一款键盘的手感主要就是由这个部件的性状和材质决定的，因此其形状设计和橡胶成分都是各大键盘厂商的机密。需要指出的是，并不是所有的厂商都使用这样的一体式橡胶薄膜，某些厂商如明基在某些键盘上习惯于每个按键都使用单独的橡胶弹簧，这样的设计更有利于保持每个按键手感的统一，但生产工序更为复杂一些。    在橡胶薄膜以下，是三层重叠在一起的塑料薄膜，上下两层覆盖着薄膜导线，在每个按键的位置上有两个触点，而中间一张塑料薄膜则是不含任何导线的，将上下两层导电薄膜分割绝缘开来，而在按键触点的位置上则开有圆孔。    这样，在正常情况下，上下两层导电薄膜被中间层分隔开来，不会导通。但在上层薄膜受压以后，就会在开孔的部位与下层薄膜连同，从而产生一个按键信号。
    由此可见，现在的键盘实际上是一种接触式键盘，尽管外形大相径庭，但实际上它的基本原理和机械触点式键盘是一样的，依靠机械性的导电触点连同来产生按键信号。根本不是电容式键盘。
    实际上这种键盘的真正名字叫做“薄膜接触式键盘”，是一种机械接触式键盘。它和机械触点式键盘一样，有寿命短易损坏的问题，但是由于橡胶弹簧取代了金属弹簧，所以它的手感比机械触点式键盘要好而接近于电容式键盘，而且寿命虽不及电容式键盘，但比机械触点式键盘要长得多。    真正的电容式键盘依据的是非接触式的电容导电触发原理，所以电路结构比薄膜接触式键盘要复杂得多，而且电容式键盘的每个键都使用的是封闭式结构，其整体成本要远远高于开放式的薄膜接触式键盘。所以现在除了少数高档特种键盘以外，其实已经没有真正的电容式键盘在卖了。
    目前的主流键盘除了薄膜接触式键盘以外，还有另外一种“导电橡胶接触式键盘”，它的特点是只有一层导电薄膜，在每个按键位置上有不连通的两个触点，而橡胶弹簧的下部则使用导电橡胶来制作，当按下的时候就会将两个触点连通。
    可以看出来，这种键盘的原理和计算器按键的原理是很接近的。实际上早在个人电脑的早期，这种设计就经常在一些超薄的膝上型电脑上使用。只是与薄膜接触式键盘相比，这种结构的寿命更短，所以现在除了在某些特殊用途以外，已经在逐渐消失中。
    在键盘的右上角，有一块与薄膜连同的电路板，这块电路板就是键盘的核心部分，从导电薄膜传来的导通信号会通过导线输入到电路板上的运算芯片，这块芯片会根据上下两条表面的导线编号通过芯片内部的一张按键排布表查找出对应按键的ASCII码，通过接口将其输出。    这种通过查表获得按键编码的方式称之为“非编码式键盘”，相对的有“编码式键盘”，这种键盘的ASCII码是直接由每个按键的数字电路产生的。与非编码式键盘相比，编码式键盘的成本高，重定义困难，所以现在已经很罕见了。电容式键盘由于其工作原理，大都是编码式键盘，这也从另一个角度证明了现在的主流键盘并不是电容式键盘。

三种主流键盘的异同对比

	薄膜接触式键盘（市场的主流）	电容式键盘（淘汰中）	机械触点式键盘（已淘汰）
手感	轻柔富于韧性	轻柔富于韧性	硬而清脆
弹簧类型	橡胶弹簧	橡胶弹簧	金属弹簧
按键结构	开放式整体结构	密闭式独立按键	密闭式独立按键
信号生成原理	触点连通式（接触式）	电容脉冲信号导通式（非接触式）	触点连通式（接触式）
按键编码类型	非编码矩阵式	绝大多数为编码式	几乎全是编码式
成本	低	高	较高
寿命	长	极长	短
噪音	小	小	大
重量	轻	较重	重

工作原理

　　键盘根据不同的工作原理可以分为机械式、塑料薄膜式、导电橡胶式、电容式。
　　机械式键盘它一般类似金属接触式开关的原理使触点导通或断开。在实际应用中机械开头的结构形式很多，最常用的是交叉接触式。它的优点是结实耐用,缺点是不防水。,敲击比较费力,打字速度快时容易漏字。不过现在比较好的机械键盘都增加了Click功能, click功能实际上就是从机械结构上进行了改进，加大了缓存，防止快速打字时漏掉字符。它的使用寿命5000万到一亿次左右，普通用户10年大约键盘敲击20万次左右。所以一款好的机械键盘够用一辈子了。笔者一款早期的IBM XT机上的AT键盘，用到现在了，一点问题没有。
　　塑料薄膜式键盘内有四层，塑料薄膜一层有凸起的导电橡胶，当中一层为隔离层，上下两层有触点。通过按键使橡胶凸起按下，使其上下两层触点接触，输出编码。这种键盘四轴飞行器械磨损，可靠性较高，目前在市场占相当大的比重,不过很多JS也将这种成本相对较低的键盘当成电容式键盘。它最大的特点就是低价格,低噪音,低成本。

　　导电橡胶式键盘触点的接触是通过导电的橡胶接通。其结构是有一层带有凸起的导电橡胶，凸起部分导电，而这部分对准每个按键，互相连接的平面部分不导电，当键帽按下去时，由于凸起部分导电，把下面的触点按通，不按时，凸起部分会弹起。目前使用的也较多。
　　电容式键盘它是一种类似电容式开关的原理，通过按键改变电极间的距离而产生电容量的变化，暂时形成震荡脉冲允许通过的条件。我们知道，电容的容量是由介质，两极的距离及两极的面积来决定的。所以当键帽按下时，两极的距离发生变化，这就引起电容容量发生改变，当参数设计合适时，按键时就有输出，而不按键就无输出，这个输出再经过整形放大，去驱动编码器。由于电容器无接触，所以这种键在工作过程中不存在磨损、接触不良等问题，耐久性、灵敏度和稳定性都比较好。为了避免电极间进入灰尘，电容式按键开关采用了密封组装。1000万到3000万寿命。但目前市场上真正的电容式键盘并不多，大部分是前面两种键盘，一款真正的电容键盘价格是比较高的。

3万 · 2007-3-10 07:53

1. 模拟开关可用cd4066之类的电路,有可能你那几个pf的电容会被电路的输入电容淹没,找找高频模拟开关,或是干脆用小继电器.
2. 行1～行16,列1～列16均为扫描输出.
3. 行列均选中的点的电容就会被加载到振荡器,使振荡发生变化,输出一个信号,cpu收到这个信号,再根据行,列序号判断是几号位置有"子"了.
4. 你的振荡器若能做成所加载的电容一端是接地或是接vcc的,则行扫描的模拟开关可省去不用.
5. 这种电容键确实很烦的,电容键盘是密封的,稍有污染就会失灵,你的格子具备这个条件吗？
6. 建议还是去定做薄膜键方便可靠,每平方厘米约0.14元左右(制版费另算,千把元)

只看该作者 · 2007-3-14 00:37

请问振荡器部分的电路时什么样的？
如何在电容变化的时候产生输出？
谢谢！

3万 · 2007-3-15 18:14

第4章脉冲信号的产生与整形.part1.rar→  https://bbs.21ic.com/upfiles/img/20073/2007315181823983.rar
第4章脉冲信号的产生与整形.part2.rar→  https://bbs.21ic.com/upfiles/img/20073/2007315181940741.rar
第4章脉冲信号的产生与整形.part3.rar→  https://bbs.21ic.com/upfiles/img/20073/2007315182010506.rar

产生振荡后再通过带通滤波单元,检出有效信号.

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