Kapacitní dotekové senzory
(teorie)

Kapacita na vstupu obvodu

Obrázek nahoře ukazuje, jak je tvořena kapacita na vstupu obvodu a jaké parametry jsou pro ni významné. Kapacita deskového kondenzátoru je přímo úměrná aktivní ploše desek (S) a klesá s jejich vzdáleností (d). Podstatný je také vliv dielektrika (permitivita ε).
Celková kapacita, připojená ke vstupu obvodu, je dána součtem kapacity dotekové plošky, připojovacích vodičů a volitelného kondenzátoru (10pF na obrázku).

Statické hodnoty jsou obvodem automaticky kompenzovány a změny kapacity jsou převedeny na změny základní detekční frekvence. Snímače pracují s časovými okny a na několika základních frekvencích. Odezva je vyhodnocována vyladěným algoritmem. Automatická kompenzace zajišťuje adaptaci senzoru na aktuální prostředí a jeho změny (teplota, vlhkost). Senzory mají digitální filtr, který umožňuje jejich spolehlivé použití i v prostředí s VF rušením.

Přesnost snímání doteku je tak vysoká, že umožňuje vyhodnocovat také intenzitu stisku. Například TSM12 vyhodnocuje sílu stisku ve třech stupních (slabá, střední, silná).

Funkce prstu je podobná, jako funkce plochého vodiče přiloženého nad dotykovou plošku a nulový potenciál (GND)
(kapacita na vstupu obvodu narůstá)

Pokud je doteková ploška volná, kapacita pomyslného kondenzátoru je malá. Jakmile se prst začne přibližovat, kapacita se postupně zvyšuje. Tento proces je monitorován obvody snímače a jakmile změna kapacity odpovídá charakteristice doteku, obvod spíná.

Citlivost snímačů je nastavitelná. Některé obvody umožňují nastavení citlivosti externím kondenzátorem. Jiné obsahují speciální vstup, který slouží pro volbu citlivosti ve třech úrovních (malá, střední, vysoká). Obvody s rozhraním I2C mají registry pro nastavení citlivosti a dalších parametrů.

Pro představu, v jakých hodnotách se pohybuje kapacita dotykové plošky uveďme příklad. Deskový kondenzátor s aktivní plochou desek 7x7[mm], dielektrikum z ABS tloušťky 3mm. Kapacita tohoto kondenzátoru je pouhých 0.42pF! V případě doteku, bude výsledná hodnota ještě menší (v praxi přibližně poloviční).