基于AD7142和電容傳感器的單鍵數(shù)字快門按鈕

本應(yīng)用筆記描述如何利用AD7142和電容傳感器環(huán)，實(shí)現(xiàn)類似于傳統(tǒng)35 mm單反(SLR)相機(jī)的單一位置數(shù)碼相機(jī)快門按鈕。除了更容易控制快門按鈕的啟動(dòng)之外，其它優(yōu)勢(shì)包括：預(yù)對(duì)焦速度更快、快門按鈕更便宜。

工作原理

圖1所示為電路框圖，一個(gè)單一位置快門按鈕被一個(gè)電容傳感器環(huán)包圍，電容傳感器連接到AD7142和HOST μC (微控制器)。電容傳感器環(huán)在快門按鈕周圍輻射電場(chǎng)，與AD7142配合使用，可以提前檢測(cè)到用戶手指正在接近快門按鈕，從而置位INT引腳以提醒HOST μC。然后，HOST控制器開始進(jìn)行必要的處理，以在用戶實(shí)際接觸快門按鈕之前完成預(yù)對(duì)焦步驟。

圖1. 電容傳感器快門按鈕功能框圖

快門按鈕面積要求

電容傳感器環(huán)的邊緣與任何金屬件(如相機(jī)金屬外殼、金屬快門按鈕或?qū)щ娦越饘儆推岬?之間必須存在一個(gè)1.0 mm的禁區(qū)，這是為了確保用戶操作相機(jī)時(shí)，電容場(chǎng)不會(huì)因?yàn)?a href="http://srfitnesspt.com/tags/耦合/" target="_blank">耦合到處于虛地電平的金屬殼而引起虛假檢測(cè)。圖2所示為金屬禁區(qū)，其中d1 = d2 = 1.0 mm (最小值)。

圖2. 金屬禁區(qū)

快門按鈕靈敏度

圖3顯示一個(gè)用戶的手指懸停在快門按鈕上方，與電容傳感器環(huán)相隔一定的距離D。電容傳感器環(huán)的靈敏度決定用戶手指接近快門按鈕時(shí)，何時(shí)能夠檢測(cè)到用戶手指。如果靈敏度水平設(shè)置得太高，自動(dòng)對(duì)焦馬達(dá)就會(huì)過早啟動(dòng)，導(dǎo)致不必要的電力消耗。為避免這種現(xiàn)象，應(yīng)將靈敏度設(shè)置為較低的水平，要求用戶部分接觸快門按鈕，AD7142才會(huì)置位中斷輸出。

圖3. 手指在快門按鈕上方“D”位置

AD7142可以配置不同的閾值電平(即靈敏度)。利用這一特性，可以設(shè)置非常低的靈敏度閾值電平以滿足上述要求。圖4所示的例子說明了用戶手指與快門按鈕相隔不同距離(D)時(shí)，CDC輸出代碼如何變化。通過設(shè)置較低的中斷閾值電平，用戶手指必須部分接觸快門按鈕才能跨越中斷閾值電平，從而置位AD7142中斷輸出。

圖4. CDC輸出代碼與距離D的關(guān)系示例

中斷輸出時(shí)序

圖5顯示了用戶手指較長(zhǎng)時(shí)間懸停在快門按鈕上時(shí)AD7142的中斷時(shí)序示例。當(dāng)用戶手指離快門按鈕足夠近，導(dǎo)致CDC輸出代碼電平低于中斷閾值電平時(shí)，有三種置位中斷。一旦超過閾值電平，AD7142就會(huì)置位中斷輸出，此時(shí)HOST μC必須回讀中斷寄存器以清除中斷?；刈x此寄存器之前，中斷輸出引腳保持低電平。

圖5. 多種快門按鈕接觸的中斷輸出時(shí)序示例

常見問題

用戶必須接觸快門按鈕才能置位AD7142 INT輸出嗎？

否。用于電容傳感器環(huán)的AD7142閾值電平可以針對(duì)不同的靈敏度水平進(jìn)行設(shè)置。例如，在高靈敏度水平下，用戶手指即使離快門按鈕幾毫米遠(yuǎn)也能被檢測(cè)到，而低靈敏度水平則要求用戶在快門按鈕上施加輕微的壓力。

移動(dòng)相機(jī)以聚焦對(duì)象時(shí)，如果用戶手指靠近快門按鈕，鏡頭對(duì)焦馬達(dá)將持續(xù)工作，這會(huì)造成不必要的電力消耗。有沒有方法可以避免呢？

有。對(duì)于這種應(yīng)用，可以將靈敏度水平和電容傳感器配置得不那么敏感，只要手指稍微離開快門按鈕就停止檢測(cè)。

快門按鈕必須為圓形嗎？

否。電容場(chǎng)環(huán)可以定制，支持不同的機(jī)械形狀，如方形、矩形或圓形快門按鈕等。