术语和定义

参考

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作者：马修伦纳德

介绍

必须从环境曝光中密封的设备的常见要求是用功能替代品取代所有金属接触式按钮，这些按钮没有那些天气密封困难。本应用笔记介绍使用力敏感电阻（FSR）与SLG47004V一起创建联系按钮更换的这种方式[5.]。

原理图和框图

设计描述

概述

上面突出显示的设计旨在用作金属接触式按钮的功能替代品，同时具有超低功耗。使用与SLG47004V的内部变阻器模块之一串联的外力敏感电阻，创建电阻器分压器网络，随后由SLG47004V的内部低功耗ACMP中的一个进行采样。该ACM基于处于分频器输出处存在的电压来确定按钮的状态。一旦内部低功耗ACMP确定按下按下按钮，内部格林帕克逻辑处理按钮按下信号以确定是否发生了单个，双或三水龙头，并将这些信号输出到专用引脚。

由于该设计中存在的力敏感电阻极容易受到由于温度变化引起的阻力变化，通常在极高/低温下+/- 15％，因此常数“不- 在宽范围的温度范围内保持“参考电压。使用SLG47004V的自动修剪功能实现这种恒定的参考电压，这些功能周期性地对分频器输出电压进行了采样并调整SLG47004V的内部变阻率电阻，允许分频器输出返回到指定的“无按压”参考电压。这种自动修剪功能不仅允许在宽范围的温度下进行准确操作，但它还允许设计适应传感器到传感器的变化以及整体系统电压电平的变化。

为了获得超低电流消耗，ACMP和外部电阻分频器网络由SLG47004V的尾部/睡眠控制器控制。该唤醒/睡眠控制器通过矩阵信号保持ACMP，通过SLG47004V的内部模拟开关中的一个保持在打开状态下的电阻分压器电路，该开关放置在分频器的低端。负责SLG47004V的自动修剪功能的斩波器ACMP也使用唤醒/睡眠控制器使用中间计数器间接控制，该计数器每100个正常唤醒/睡眠周期触发自动调整循环一次。

机械预加载FSR传感器（必填）

为了使用SLG47004V的数字变阻器正确地修整到所需的输出电压，在发生修剪之前必须永久地施加到FSR传感器的小型，一致的力。这是由于FSR在该测试中测量了超过100MΩ的非常高的无负载电阻，并且由下图所示，对于SLG47004V的数字变阻器来说，对于补偿的数字而言。预装载FSR的小质量将降低其基部“未按压”阻力，以允许SLG47004V的数字变阻器正确修整分压器。值得注意的是，这个过程不需要应用特定的力值，只要施加的力满足两个要求：

1. 应用的力在FSR内产生足够大的电阻下降，以允许分压器的适当修剪。
2. 在应用的整个寿命中，所施加的力保持恒定。

自动修剪概述

为了充分实现FSR传感器作为按钮更换，必须考虑其相当大的温度依赖性。理想情况下，系统的无按压输出电压将保持恒定的温度，允许检测到要调整的ACMP以检测所有温度的按钮。由于FSR的电阻在温度上不保持恒定，因此SLG47004V变得负责维持该输出电压。

在本申请中，SLG47004V的变阻器用于其自动调整能力，可调节它们对内部产生的参考电压匹配的电阻。每当提供高信号到变阻器的“设置”引脚时，此自动调整过程会发生。当该信号高电平，外部或通过内部逻辑，自动修剪过程开始。该过程的波形设置在该部分的末端，其示出了所带高的“设定”信号，并且分压器输出电压改变以匹配该波形中的内部设定的参考电压为1.5V。

如果在设备的运行时间期间定期发生这种自动调整过程，则将在分压器的输出电压下提供非常高的一致性。这又允许SLG47004V的内部ACMP中的一个用于检测FSR上的压力信号，并且可以调节以检测设备范围内的所有温度的压力机。

结果

测量了两点的功能，以确定设计的成功。首先，设计必须用作按钮更换，响应某些按钮按序列触发适当的输出信号。其次，该装置必须尽可能少消耗。鉴于这种类型的设计可以赋予其可穿戴技术的使用，因此施加了10个UA的最大静态电流作为设计限制。

按钮 - 按功能

下面可以在附表和标签上找到FSR按钮设置的各种操作条件的波形捕获。雷电竞下载app在该测试中，VDDA设置为3.3 V，FSR含有少量的机械预载荷。另外，自动调节参考电压设定为1.5V，并且变阻器的“设定”信号被配置为每100 ACMP样本循环通过内部计数器块带高。

目前的消费

静态电流的测试主要以25 Hz的采样率发生，因为这似乎似乎提供了一种充分响应的按钮设计。DC电源监视器用于捕获装置的平均IQ，包括外部函数，在十秒钟内，所述电源监视器的采样率设定为50kHz以进行这些测试。以下是所述直流电源监视器的捕获窗口：

捕获中存在的两个尖峰代表了设计的自动修剪窗口，负责修改SLG47004V的内部变阻值，以允许上述原理图中的分压器匹配参考电压。由于该设备在此时已经完全自动修剪，因此SLG47004V的内部斩波器ACMP负责自动调整功能，因此立即关闭，从而导致尖峰短。捕获中的每个较小的尖峰表示SLG47004V的内部低功耗ACMP被通电以检查该参考电压是否下降到特定阈值以下，这将发出按钮压力。

在进行该测试时防止更高级别精度的主要测试参数是该设计中使用的力敏感电阻必须给予一定量的机械“预装载”力，以便为传感器的电阻落入SLG47004V可以有效地自动修剪的范围内。该传感器对传感器上的力量非常敏感，而是对所述传感器上的力的精确位置非常敏感。由于传感器对于要使用的各种参考权重的传感器太小，因此可以观察到平均有源电流测量以在4UA和5 UA之间波动，从测试到测试之间。

结论

该设计在许多样本速率下测试，从10 Hz到1 kHz。在这些采样率中，确定提供足够的按钮性能和低功耗，25 Hz似乎是理想的ACMP采样频率。然而，在所有测试条件下，SLG47004V和FSR的组合被证明是一种稳定且良好的纽扣替换解决方案。