基于電容感應(yīng)的燈光控制用戶(hù)界面

使用偽隨機(jī)序列（PRS）生成器生成開(kāi)關(guān)頻率，可以擴(kuò)展開(kāi)關(guān)頻率信號(hào)的頻譜，降低輻射，增強(qiáng)抗噪能力。

用戶(hù)界面
環(huán)境光控制器的基本用戶(hù)界面可以對(duì)紅、綠、藍(lán)三色以及光照強(qiáng)度的選擇進(jìn)行控制。因此，它需要至少4個(gè)電容按鈕和1個(gè)滑條來(lái)控制光的強(qiáng)度值和色彩的飽和度?；瑮l可設(shè)計(jì)為放射狀的滑條?；瑮l段數(shù)可以根據(jù)多種因素來(lái)確定，如滑條直徑、達(dá)到100%值的轉(zhuǎn)數(shù)，外覆層厚度，等等。

典型的感應(yīng)器設(shè)計(jì)布局如圖4所示。這種設(shè)計(jì)為光的紅、綠和藍(lán)分量安排了電容開(kāi)關(guān)。另外它還安排了一個(gè)亮度開(kāi)關(guān)。中間的放射狀滑條用來(lái)根據(jù)通過(guò)按下R、G、B或者強(qiáng)度開(kāi)關(guān)選擇的功能來(lái)控制色彩飽和度和光的強(qiáng)度。

圖4： 電容感應(yīng)器用戶(hù)界面

放射狀滑條是以環(huán)形布置的多個(gè)電容感應(yīng)器的組合。它與線(xiàn)性滑條類(lèi)似，區(qū)別僅在于環(huán)形滑條沒(méi)有開(kāi)始端和終止端。激活一個(gè)感應(yīng)器就會(huì)半激活相鄰的物理感應(yīng)器。手指在滑條上的實(shí)際位置是通過(guò)計(jì)算激活的感應(yīng)器圖心位置來(lái)確定的。

集群接近感應(yīng)和背光
集群接近感應(yīng)和背光是本設(shè)計(jì)的增值特性。該特性可以在手接近設(shè)備的時(shí)候啟動(dòng)界面的背光，以便讓用戶(hù)在黑暗中找到界面。

CY8C21x34內(nèi)置一個(gè)模擬復(fù)用總線(xiàn)，用來(lái)把連接到各個(gè)引腳的感應(yīng)器連接到CSD時(shí)鐘上。用作集群接近時(shí)，放射狀滑條的各段都連接到模擬復(fù)用總線(xiàn)上。這可以通過(guò)以下IDE（PSoC Designer）中用于CY8C21x34器件的API來(lái)實(shí)現(xiàn)。

CSD_EnableSensor (0x02, 0x044);// Connects P2.6 and P2.3 to the Analog Mux Bus

不管什么時(shí)候，當(dāng)檢測(cè)到手的時(shí)候，就會(huì)激活背光，以便用戶(hù)可以找到界面。這項(xiàng)功能還可以在手離開(kāi)界面后關(guān)閉背光，以節(jié)省電力。

開(kāi)啟背光的距離可以通過(guò)調(diào)節(jié)集群感應(yīng)器來(lái)加以相應(yīng)配置?？刂茊?dòng)距離（直至限定值）使用的參數(shù)包括Scan Speed、Ref Value和Resolution。

掃描速度
掃描速度是CSD模塊中用來(lái)控制感應(yīng)器掃描速度的參數(shù)。該參數(shù)可以幫助改善信噪比（SNR）。掃描速度決定了比較器輸出ON狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間，這將反過(guò)來(lái)影響系統(tǒng)的計(jì)數(shù)。由于對(duì)輸入信號(hào)的超采樣，較低的掃描速度能夠提供更好的信噪比。較低的掃描速度還能夠提供更好的抵御電源噪音的能力。各種掃描速度下的測(cè)試結(jié)果請(qǐng)參見(jiàn)附錄A。從圖上可以看出，因其噪音低、信噪比高，所以在接近設(shè)計(jì)中應(yīng)采用較低的掃描速度。因此，在集群接近感應(yīng)器設(shè)計(jì)中，應(yīng)使用較低掃描速度；在掃描剩余感應(yīng)器時(shí)，應(yīng)使用較高的掃描速度。

分辨率
由于超采樣增量測(cè)量法的性質(zhì)所致，在分辨率增加的情況下，噪音會(huì)有所下降。分辨率越高，測(cè)量感應(yīng)器的時(shí)間就越長(zhǎng)，而由于這種集成行動(dòng)，濾除的噪音就越多。請(qǐng)參考附錄A了解測(cè)試結(jié)果：

參考值
在比較器的倒相輸入端施加與該值相對(duì)應(yīng)的電壓VREF。由于把RB接地所產(chǎn)生的反饋?zhàn)饔茫欠聪喽说碾妱?shì)也是VREF。當(dāng)該電勢(shì)設(shè)置得較小時(shí)，感應(yīng)器存儲(chǔ)的電荷量將增加，具體原因請(qǐng)參見(jiàn)公式2的基本電容方程式。

方程式2
因此，降低參考值可以改善信號(hào)質(zhì)量，進(jìn)而改善信噪比。

背光LED
背光LED的作用是用來(lái)增強(qiáng)暗處界面的能見(jiàn)度。其可以用單色LED，也可以用三色LED。三色LED可以準(zhǔn)確地再現(xiàn)受控的周邊環(huán)境光。對(duì)于三色LED，可以使用降壓/升壓配置，根據(jù)需求構(gòu)造閉環(huán)系統(tǒng)，進(jìn)而控制LED的色彩和強(qiáng)度。

結(jié)論
本文分析了使用CapSense作為用戶(hù)界面來(lái)控制環(huán)境光的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)還討論了實(shí)現(xiàn)基本用戶(hù)界面及附加特性的設(shè)計(jì)指南。