前段時間給大家介紹了電容式觸摸感應技術(shù)，今天給大家介紹另一種在穿戴類設備中很常見的交互技術(shù)方案--壓力感應。

相較于電容觸摸方案而言，壓力感應最大的優(yōu)勢就是防誤觸，尤其是在濕手檢測的抗干擾上。

目前壓感技術(shù)在游戲手機、藍牙耳機和XR眼鏡等產(chǎn)品中被廣泛使用。

01 原理

壓感技術(shù)主要基于壓阻材料的微應力原理。壓感模組粘貼在目標面板上，當對面板施加一個力時，面板發(fā)生彎曲變形，并帶著模組一起發(fā)生形變。由于發(fā)生形變，模組上的電橋阻值產(chǎn)生變化，對應著電壓信號發(fā)生變化，最終經(jīng)過公式算法，換算出按壓位置和壓力值大小。

02 設計注意點

由于壓感模組是一個力敏感器件，所以一個良好的空間結(jié)構(gòu)設計，是壓感成功的關(guān)鍵。

1）面板材質(zhì)及厚度

壓感模組是粘貼在目標面板上，借助于面板的變形而檢測壓力的變化。不同的面板材質(zhì)和厚度都會影響壓感模組的信號。對于手機而言，目前壓感只能適用于OLED屏，LCD不適用。對于AR設備而言，目前常見的材料有TR90，一般推薦的目標壓力感應區(qū)域厚度不超過0.8mm，以保證足夠的靈敏度。

當目標感應區(qū)域的材料、厚度、壓力值確定后，可以讓廠商進行仿真，通常會輸出如下范圍和壓力值的仿真圖?；诖耍鲞M一步確認優(yōu)化即可。

2）Z軸方向空間

按壓的過程中，面板會向內(nèi)凹陷變形。Z軸方向需要保證一定的安全間隙，才能滿足特定壓力范圍的正常檢測。比如對于0.8mm壁厚的TR90材料而言，在150g力的 按壓條件下，通常需要預留0.3mm的間隙。對于更薄的壁厚、更大的力的話，預留間隙可能還要更大。該參數(shù)也可以求助廠商給出。

3）FPC冗余設計

對于FPC面貼裝的壓感模組而言，F(xiàn)PC的冗余和預粘膠面的設計尤為重要。可以避免在組裝過程中，人為拉扯導致的殘存應力問題，甚至模組脫膠。

4）PCB布局走線

壓感模組前端信號是一個是有uV級別的模擬小信號，因此極容易受到干擾。在走線的時候，其電源和差分信號必須要立體包地，遠離強干擾源（如buck、SPK等開關(guān)信號）。

03 組裝和測試流程

1）保壓

以FPC面貼裝方案舉例，在壓感組裝完之后，要對于模組進行保壓設計。不同壓敏膠參數(shù)略有不同，一般激活壓強為0.5~1.5MPa，激活時間為5~10s。可以根據(jù)公式P=F/S（P是壓強，F(xiàn)是保壓夾具的力，S是粘膠面積）計算出壓力值。

為了保證貼合完好且長期穩(wěn)定，可以使用透明殼來確認保壓是否到位，或者通過拉拔力測試看粘膠是否牢固。

2）校準

一般情況下，因為模組單體差異、模組貼合位置、殼體結(jié)構(gòu)差異等因素的影響，在組裝好的整機中，即使以相同的力去按壓，整機壓感的信號量也會存在一致性差異，不便于算法處理、影響用戶體驗。

因此需要對每一臺機器做校準處理，直接上圖，一目了然。

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