電感式觸控按鈕測(cè)量傳感器上方金屬目標(biāo)的偏轉(zhuǎn)引起的電感變化，可用于需要無(wú)縫觸控按鈕（根據(jù)表面施加的力大小來(lái)工作）的應(yīng)用。

圖 2-5 電感式感應(yīng)基本操作

電感式感應(yīng)根據(jù)施加的力大小來(lái)工作，因此無(wú)需像某些電容式觸控按鈕那樣為表面接地，并且采用此設(shè)置時(shí)，即使用戶佩戴手套或觸控表面潮濕，也能正常進(jìn)行電感式感應(yīng)。LDC3114-Q1 等器件會(huì)處理電感式傳感器中的變化，并提供表示按鈕按壓操作的數(shù)字輸出，從而使 MCU 無(wú)需對(duì)按鈕數(shù)據(jù)進(jìn)行任何數(shù)據(jù)處理。處理按鈕按壓操作的算法還包括基線跟蹤，有助于消除因灰塵、損壞或環(huán)境變化（溫度變化等）而導(dǎo)致的誤檢。

圖 2-6 基線跟蹤

即使傳感器需要金屬目標(biāo)，也無(wú)需使用金屬觸控表面。TIDA-060039 等示例使用塑料觸控表面并以下方的金屬帶作為目標(biāo)。

圖 2-7 具有非導(dǎo)電觸控表面的電感式觸控按鈕層疊

電感式觸控按鈕可以使用許多不同的材料作為目標(biāo)，并提供可靠的檢測(cè)特性，因此這些按鈕可用于車(chē)內(nèi)和車(chē)外來(lái)檢測(cè)用戶的觸控輸入。

汽車(chē)內(nèi)部的許多按鈕都帶有照明組件。電感式觸控按鈕使用金屬目標(biāo)，因此需要額外考慮如何處理照明。處理按鈕照明的最簡(jiǎn)單方法是使照明燈偏離按鈕的觸控表面。將照明燈置于按鈕側(cè)面、上方或下方可將照明與觸控按鈕層疊分離開(kāi)來(lái)，但在設(shè)計(jì)中，這種方法并不總是可以接受的。要將照明燈置于觸控表面的中間，一種方法是將 LED 置于傳感器線圈的任一側(cè)，并使用照明導(dǎo)光板使光像在以下層疊中那樣分散到金屬目標(biāo)上方。

圖 2-8 帶照明導(dǎo)光板的照明 LDC 觸控按鈕

可以在外部觸控表面上提供所需的照明切口，在此實(shí)現(xiàn)中，金屬目標(biāo)迭代與傳感器線圈保持完好無(wú)損。但是，此設(shè)計(jì)需要一層薄薄的照明導(dǎo)光板以及一個(gè)可產(chǎn)生足夠變形的金屬目標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健的按鈕按壓檢測(cè)。此設(shè)計(jì)的替代方案是移動(dòng)金屬目標(biāo)和傳感器線圈之間的照明導(dǎo)光板，并在金屬目標(biāo)中開(kāi)一個(gè)切口，以便光線穿過(guò)。

圖 2-9 照明 LDC 觸控按鈕照明導(dǎo)光板替代方案

如果可以改用 LED 作為隔塊，則此應(yīng)用中不需要照明導(dǎo)光板。此實(shí)現(xiàn)可能會(huì)使金屬目標(biāo)遠(yuǎn)離傳感器線圈，并需要在金屬目標(biāo)上開(kāi)一個(gè)孔或切口?？椎男螤詈统叽鐣?huì)破壞目標(biāo)上形成的渦流，從而對(duì)目標(biāo)和傳感器耦合產(chǎn)生影響。通過(guò)仿真圓形傳感器線圈在方形目標(biāo)上產(chǎn)生的渦流，可以得到流動(dòng)的電流。

圖 2-10 渦流形成

目標(biāo)上形成的渦流呈圓形，因此金屬中心的小孔不會(huì)對(duì)按鈕性能產(chǎn)生很大影響?？椎某叽缡且粋€(gè)重要因素，因?yàn)檩^大的孔會(huì)減少目標(biāo)和傳感器線圈之間的耦合。

圖 2-11 孔尺寸比較

如上圖所示，當(dāng)目標(biāo)處于近距離時(shí)，小孔不會(huì)造成傳感器頻率發(fā)生顯著變化，但當(dāng)孔變大時(shí)，傳感器上的變化量會(huì)減小。頻率變化較小會(huì)導(dǎo)致需要讓按鈕產(chǎn)生更多的運(yùn)動(dòng)或需要用更大的力按壓按鈕，才能檢測(cè)到按鈕按壓操作。此外，如果按鈕在金屬目標(biāo)中心變形，則較大的孔會(huì)對(duì)目標(biāo)耦合產(chǎn)生更顯著的影響，因?yàn)槌騻鞲衅鞯慕饘僮冃螘?huì)更少?；蛘?，可以將 LED 置于傳感器線圈內(nèi)部，而不是外部，以免需要使用照明導(dǎo)光板來(lái)分散光線，如圖 2-12 所示。

圖 2-12 具有中央 LED 的電感式觸控按鈕層疊

此實(shí)現(xiàn)方案將 LED 跡線向下布放到第四層并遠(yuǎn)離傳感器線圈，將其影響降至最低。LED 添加的金屬將導(dǎo)致傳感器和金屬目標(biāo)之間的耦合發(fā)生輕微變化，但當(dāng)目標(biāo)靠近傳感器線圈時(shí)，該變化不足以影響按鈕性能。如果設(shè)計(jì)需要該功能，設(shè)計(jì)人員可以用彈簧代替導(dǎo)電目標(biāo)，以便支持機(jī)械運(yùn)動(dòng)。使用彈簧作為目標(biāo)時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須考慮應(yīng)用中引入一組新的問(wèn)題。首先，必須將彈簧與線圈分開(kāi)，使它們不會(huì)接觸，方法是展開(kāi)墊圈來(lái)覆蓋部分電感線圈。彈簧的形狀和樣式也是一個(gè)問(wèn)題。傳統(tǒng)的壓縮彈簧可能無(wú)法為按鈕應(yīng)用提供太多的電感變化。為了解決此問(wèn)題，可以使用第一層在彈簧被壓縮之前不與自身接觸的彈簧。彈簧有間隙，不會(huì)形成完整的圓，因此彈簧上通常不會(huì)形成渦流。當(dāng)彈簧被壓縮并形成一個(gè)完整的圓或環(huán)形目標(biāo)時(shí)，會(huì)形成渦流，情況更類(lèi)似于圖 2-10，并且會(huì)發(fā)生較大的電感變化。或者，如果使用錐形彈簧，目標(biāo)中心的孔會(huì)減小，并使電感隨著孔尺寸減小而發(fā)生變化。電感式觸控按鈕的實(shí)現(xiàn)可能并不僅限于這些方法。使用金屬作為目標(biāo)可讓設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中自由地利用現(xiàn)有的機(jī)械結(jié)構(gòu)，前提是該實(shí)現(xiàn)可在用戶與觸控表面交互時(shí)為金屬提供一種使傳感器線圈產(chǎn)生電感變化的方法。