Technische Daten und Anwendungsschaltung des kapazitiven Berührungssensor-IC BS801B

Die kapazitive Touch-Technologie ist in modernen elektronischen Geräten weit verbreitet, da sie eine einfache, zuverlässige und dauerhafte Möglichkeit bietet, herkömmliche mechanische Tasten zu ersetzen.Zu diesen Lösungen gehört der Touch-Key-Controller BS801B, der menschliche Berührungen über leitfähige Pads erkennt und diese in ein digitales Signal für elektronische Systeme umwandelt.In diesem Artikel wird der Touch-Key-Controller BS801B besprochen, einschließlich seiner Pin-Konfiguration, Betriebsmodi, Spezifikationen und mehr.

Katalog

Übersicht über den Touch-Key-Controller BS801B

Die BS801B Der Touch Key Controller ist ein kapazitiver Berührungssensor-IC, der menschliche Berührungen über leitfähige Pads erkennt.Es gehört zur BS801-Serie von Touch-Key-Geräten, die 1 bis 8 Touch-Tasten zum Erstellen berührungsbasierter Benutzeroberflächen unterstützen.Anstatt mechanische Schalter zu verwenden, erkennt der BS801B Kapazitätsänderungen, wenn ein Finger ein Sensorpad berührt, und wandelt dieses Signal in einen digitalen Ausgang für elektronische Steuerungssysteme um.

Das Gerät verfügt über ein hohes Maß an Integration, sodass Sie Touch-Control-Anwendungen mit nur wenigen externen Komponenten erstellen können.Es verfügt außerdem über eine einzeilige serielle Schnittstelle, die eine einfache Kommunikation mit einem externen Mikrocontroller (MCU) zur Konfiguration und Touch-Key-Überwachung ermöglicht.Der BS801B integriert außerdem Rauschunterdrückungsschaltungen und automatische Kalibrierungsfunktionen, um Fehlerkennungen zu reduzieren und einen stabilen Betrieb zu gewährleisten.Mit niedrigem Standby-Strom und konfigurierbaren Weckfunktionen eignet es sich für viele Berührungsschalteranwendungen im Verbraucher- und Industriebereich.

Details zur Pinbelegung des BS801B-Sensor-ICs

Pin Nein.	Pin Name	Beschreibung
1	Kout	Touch-Tasten-Ausgabe Signal, das an den Mikrocontroller oder die Steuerschaltung gesendet wird.
2	VSS	Boden Anschluss des IC.
3	Schlüssel	Berührungserkennung Eingang mit dem Touchpad verbunden.
4	Cref	Referenz Kondensatorstift zur Einstellung der Erfassungsempfindlichkeit.
5	VDD	Stromversorgung Eingang für den IC.
6	LHF	Niederfrequenz Filterstift zur Verbesserung der Störfestigkeit und Stabilität.

Alternativen und gleichwertiges Modell

• TTP223

• TTP226

• AT42QT1010

• TTP229

• MPR121

• CAP1188

• AT42QT1070

Betriebsmodi des BS801B-Geräts

Der Touch-Key-Controller BS801B arbeitet in zwei Hauptmodi: Standby-Modus und Normalmodus.Wenn das Gerät zum ersten Mal mit Strom versorgt wird, führt es einen Power-On Reset (POR) durch und wechselt dann automatisch in den Standby-Modus, um den Stromverbrauch zu senken.In diesem Zustand überwacht der IC kontinuierlich die Touch-Tasteneingabe und hält gleichzeitig die internen Schaltkreise in einem stromsparenden Zustand.

Wenn der Benutzer das Tastenfeld berührt, wechselt das Gerät vom Standby-Modus in den Normalmodus.Während dieses aktiven Zustands verarbeitet der BS801B das Berührungssignal und generiert eine Ausgangsantwort über den Kout-Pin.Der Ausgang ist aktiv niedrig, was bedeutet, dass das Kout-Signal auf einen niedrigen Logikpegel geht, wenn eine gültige Berührung erkannt wird.

Nachdem die Berührung losgelassen wurde, bleibt das Gerät für kurze Zeit im Normalmodus, bevor es in den Standby-Modus zurückkehrt.Beim BS801B beträgt die normale Betriebsdauer etwa 10 Sekunden. Danach kehrt der IC automatisch in den Standby-Modus mit geringem Stromverbrauch zurück, um Energie zu sparen.

Technische Spezifikationen

Kategorie	Symbol	Parameter	Min	Typ	Max	Einheit
Absolutes Maximum Bewertungen	—	Versorgungsspannung	VSS−0,3	—	VSS+6.0	V
	—	Eingangsspannung	VSS−0,3	—	VDD+0,3	V
	IOL Gesamt	Ausgabesenke Aktuell	—	—	80	mA
	IOH Gesamt	Ausgabequelle Aktuell	—	—	80	mA
	—	Gesamtleistung Zerstreuung	—	—	500	mW
	—	Lagerung Temperatur	-50	—	125	°C
	—	Betrieb Temperatur	-40	—	85	°C
Gleichstrom Eigenschaften	VDD	Betrieb Spannung	2.2	—	5.5	V
	ISTB	Standby-Strom	—	1.5	2.5	µA
	IDD	Betrieb Aktuell	—	3	6	µA
	VIH	Eingang hoch Spannung	0,7VDD	—	VDD	V
	VIL	Eingang niedrig Spannung	0	—	0,3VDD	V
	IOL	Sinkstrom	4	8	—	mA
	RPH	Hochziehen Widerstand	20	60	100	kΩ

BS801B Sensor-IC-Funktionen

Großer Betriebsspannungsbereich

Der BS801B arbeitet mit einem Versorgungsspannungsbereich von 2,2 V bis 5,5 V und kann daher mit vielen gängigen Stromquellen verwendet werden, die in elektronischen Geräten verwendet werden.Aufgrund dieser Flexibilität eignet es sich für Niederspannungssysteme, batteriebetriebene Produkte und Standard-Digitalschaltungen.

Extrem niedriger Standby-Strom

Das Gerät verfügt über einen sehr niedrigen Standby-Strom, typischerweise etwa 1,5 µA bei 3 V.Dieser geringe Stromverbrauch trägt zur Verlängerung der Batterielebensdauer bei und macht den BS801B ideal für energieeffiziente und tragbare elektronische Anwendungen.

Automatische Kalibrierungsfunktion

Die automatische Kalibrierungsfunktion passt die Berührungsempfindlichkeit automatisch an, um eine stabile Leistung aufrechtzuerhalten.Dies hilft dem Gerät, sich an Umgebungsveränderungen wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder elektrisches Rauschen anzupassen.

Zuverlässige Berührungserkennung

Der BS801B bietet eine hochzuverlässige Berührungserkennung und gewährleistet so eine genaue Erkennung menschlicher Berührungen auf dem Sensorpad.Dies reduziert Fehlauslösungen und verbessert die Stabilität von Touch-Control-Schnittstellen.

Hohes Netzteil-Unterdrückungsverhältnis (PSRR)

Der IC verfügt über ein Design mit hohem PSRR, das dazu beiträgt, die Auswirkungen von Netzteilrauschen zu reduzieren.Dies verbessert die Genauigkeit der Berührungserkennung, selbst wenn das System in Umgebungen mit elektrischem Rauschen betrieben wird.

Flexibler Ausgabetyp

Der BS801B unterstützt den Ausgangsmodus „Level-Hold“ oder „Toggle“, sodass Designer wählen können, wie der Ausgang reagiert, wenn eine Berührung erkannt wird.Diese Flexibilität erleichtert die Integration des IC in verschiedene Steuerungssysteme.

Optionen für den Weckmodus

Das Gerät unterstützt den Aktivierungsmodus „Ein-Taste“ oder „Beliebige Taste“, sodass das System den Standby-Modus verlassen kann, wenn eine Berührung erkannt wird.Diese Funktion trägt dazu bei, Reaktionsfähigkeit und Stromverbrauch in Einklang zu bringen.

Open-Drain-NMOS-Ausgang

Die Ausgangsstufe verwendet eine Open-Drain-NMOS-Struktur, die über einen externen Pull-up-Widerstand eine einfache Anbindung an Mikrocontroller und andere digitale Logikschaltungen ermöglicht.

Überwachung des Schlüsselstatus

Der Tastenstatus kann über Pins oder eine serielle Schnittstelle überwacht werden, sodass der externe Mikrocontroller den Berührungsstatus zur Systemsteuerung und Benutzeroberflächenverwaltung lesen kann.

BS801B-Sensor-IC arbeitet im Schaltkreis

Das Schaltbild zeigt eine typische Anwendung des kapazitiven Touch-Key-Controllers BS801B zur Erkennung menschlicher Berührungen über ein leitfähiges Touchpad.Der Schlüsselstift des IC ist mit der Berührungselektrode verbunden, die als Erfassungsbereich fungiert.Wenn ein Finger dieses Pad berührt, ändert sich die Kapazität und der BS801B erkennt das Berührungssignal.Dadurch kann das Gerät herkömmliche mechanische Schalter durch berührungsbasierte Bedienelemente ersetzen.

Ein Referenzkondensator (Cs) ist zwischen dem Cref-Pin und Masse angeschlossen.Dieser Kondensator, typischerweise zwischen 0 pF und 10 pF, hilft bei der Einstellung der Sensorempfindlichkeit und stabilisiert den Berührungserkennungsschaltkreis.Der LHF-Pin ist über einen Schalter oder eine Steueroption mit Masse verbunden, wodurch der interne Filter oder das Betriebsverhalten des Geräts angepasst werden können.

Der VDD-Pin ist mit der Stromversorgung verbunden, und zwischen VDD und Masse ist ein 0,1-µF-Kondensator platziert, um Rauschen zu reduzieren und die Versorgungsspannung zu stabilisieren.Der Kout-Pin stellt das Ausgangssignal bereit und verwendet einen an VDD angeschlossenen Pull-up-Widerstand (R).Wenn eine Berührung erkannt wird, wird der Kout-Ausgang aktiv niedrig und sendet ein Signal an einen Mikrocontroller oder eine Steuerschaltung.

BS801B Sensor-IC-Anwendungen

• Touch-Schalter

• Smart-Home-Bedienfelder

• Schnittstellen für Unterhaltungselektronik

• Touch-Tasten für Haushaltsgeräte

• LED-Beleuchtungssteuerung

• Industrielle Schalttafeln

• Kapazitive Touch-Tastaturen

• Tragbare elektronische Geräte

Vergleich: BS801B vs. anderer Berührungssensor-IC

Funktion	BS801B	TTP223	AT42QT1010	MPR121
Sensortyp	Kapazitive Berührung Schlüsselcontroller	Kapazitive Berührung Sensor	Kapazitive Berührung Sensor	Kapazitive Berührung Controller
Anzahl der Schlüssel	1 Schlüssel	1 Schlüssel	1 Schlüssel	Bis zu 12 Schlüssel
Betrieb Spannung	2,2V – 5,5V	2,0 V – 5,5 V	1,8 V – 5,5 V	1,8 V – 3,6 V
Ausgabetyp	Open-Drain-NMOS	Digitaler Ausgang	Digitaler Ausgang	I²C-Schnittstelle
Standby-Strom	~1,5 µA	~1,5 µA	Sehr niedrig	Energiesparmodus
Kommunikation	Einzeilige Seriennummer Bus	Direkte Ausgabe	Direkte Ausgabe	I²C
Typisch Anwendungen	Berührungsschalter, Bedienfelder	DIY-Touch Tasten	Verbraucher Elektronik	Multi-Touch Schnittstellen

Mechanische Abmessungen

Symbol	Abmessungen (mm)
A	1,0 – 1,3
A1	Maximal 0,1
A2	0,7 – 0,9
b	0,35 – 0,50
C	0,1 – 0,25
D	2.7 – 3.1
E	1,4 – 1,8
e	Nom 1.9
H	2,6 – 3,0
L	Mindestens 0,37
θ	1° – 9°

Hersteller

Holtek Semiconductor verfügt über umfassende Kompetenzen im Design und der Entwicklung integrierter Schaltkreise wie dem Touch-Key-Controller BS801B.Als in Taiwan ansässiges Halbleiterunternehmen konzentriert sich Holtek auf das Design und die Entwicklung von Mikrocontrollern und Mixed-Signal-ICs, einschließlich Berührungssensor-ICs, Energieverwaltungsgeräten und Displaytreibern.Das Unternehmen nutzt fortschrittliche Halbleiterdesigntechnologien, strenge Qualitätskontrollprozesse und zertifizierte Fertigungssysteme, um eine zuverlässige IC-Leistung sicherzustellen.Holtek integriert über seine Fertigungspartner auch Ressourcen für die Herstellung, Verpackung und Prüfung von Wafern, um qualitativ hochwertige Halbleiterprodukte zu liefern.

Häufig gestellte Fragen [FAQ]

1. Wie erkennt ein kapazitiver Touch-Key-Controller wie der BS801B menschliche Berührungen?

Ein kapazitiver Touch-Controller erkennt kleine Kapazitätsänderungen, wenn ein menschlicher Finger ein leitfähiges Pad berührt.Der BS801B misst diese Änderung und wandelt sie in ein digitales Signal um, das zur Steuerung elektronischer Systeme verwendet werden kann.

2. Was ist der Unterschied zwischen einem kapazitiven Berührungssensor und einem mechanischen Schalter?

Ein kapazitiver Berührungssensor erkennt Berührungen durch elektrische Kapazitätsänderungen, während ein mechanischer Schalter physischen Druck erfordert, um elektrische Kontakte zu schließen.Berührungssensoren sorgen für eine längere Lebensdauer, ein glatteres Design und weniger mechanische Ausfälle.

3. Kann der BS801B mit einem Mikrocontroller wie Arduino oder anderen MCUs arbeiten?

Ja.Der BS801B-Ausgangspin kann mit einem Mikrocontroller-Eingangspin verbunden werden.Wenn eine Berührung erkannt wird, ändert der Ausgang seinen Zustand, sodass die MCU das Signal lesen und Aktionen wie das Einschalten von LEDs oder das Steuern von Geräten ausführen kann.

4. Welche Art von Touchpad-Material kann mit dem BS801B verwendet werden?

Zu den gängigen Materialien gehören Kupfer-Leiterplattenpads, Metallplatten oder leitende Oberflächen hinter Kunststoff- oder Glasplatten.Diese Materialien ermöglichen es dem Sensor, Kapazitätsänderungen bei Berührung zu erkennen.

5. Wie lässt sich die Berührungsempfindlichkeit des BS801B einstellen?

Die Empfindlichkeit wird hauptsächlich über den an den Cref-Pin angeschlossenen Referenzkondensator gesteuert.Durch Ändern des Kondensatorwerts können Sie den Sensor so einstellen, dass er Berührungen unter verschiedenen Bedingungen genauer erkennt.

6. Unterstützt der BS801B die Berührungserkennung durch schützende Oberflächen?

Ja.Der BS801B kann Berührungen durch dünne, nicht leitende Materialien wie Kunststoff-, Acryl- oder Glasplatten hindurch erkennen, wodurch er für versiegelte Bedienfelder und moderne Touch-Schnittstellen geeignet ist.

7. Welche Faktoren können die Leistung eines kapazitiven Berührungssensor-ICs beeinflussen?

Umgebungsfaktoren wie Luftfeuchtigkeit, Temperatur, elektrisches Rauschen und PCB-Layout können die Genauigkeit der Berührungserkennung beeinflussen.Die richtige Erdung, Abschirmung und Platzierung der Komponenten trägt zur Aufrechterhaltung einer stabilen Leistung bei.