柔性导电织物键盘设计.pdf

2011年4月15日
现代电子技术
Apr.2011
第34卷第8期
Modern Electronics Technique
Vol 34 No 8
柔性导电织物键盘设计
蒋毅2,周宏2,陈晓2,祖媛媛
(1.清华人学电子工程系,北京100084;2.总后勤部军需装备研究所,北京10082)
摘要:针对便携式电子设备及可穿戴计算机系统对柔性、可折叠、多功能输入设备的需求,采用导电织物结合触摸屏
控制器开发一种织物鍵盘,对设备组成原理、传感器材料选取、键盘结构设计、控制程序编写等3个关鍵问題进行探讨。测试
了4种导电织物的面电阻値,根据标准差率最小原则,选取面电阻值为2646Ω,标准差为114Ω2的织物作为传感器材料;根
据五线式触摸屏控制电路的功能要求设计了全织物的5层鍵盘结构,其中2层为手电织物层,实现按压点位置与电压信号的
转換。采用 Cypress公司的软件开发包,USB接口协议,在 Microsoft VS2005开发环境下设计了计算机采集程序。经测试,
织物鍵盘定位值的线性拟合R值为0.9995,提供了一种完全基于织物的高精度、柔性鍵盘解决方案
关键词:导电织物;柔性;输入设备;表面电;触摸屏
中图分类号:TN919-34;TS94111
文献标识码:A
文章编号:1004-373X(2011)08-0151-03
Design of Flexible Keyboard Based on Conductive Fabric
JIANG Yi. 2, ZHOU Hong, CHEN Xiao, ZU Yuan yuan"
of Ele
ronic上 steerin
sing hua
2. The Quartermaster Equipment Research Institute of the CPLA, Beijing 100082, hina)
Abstract: For requirements on flexible. foldable and multifunctional input device from portable devices, the conductive
fabric with 5-wire touch screen controller was used to develop a flexible input device. The surface resistance value of four con
ductive fabrics were tested, whose value were several hundred to thousands Ohms, the standard deviation were different. One
fabric and one five-wire touch screen control circuitry were used to design the fabric input devices, which include two conduc
tive fabric layers to convert point location to voltage signals. With software development kit of Cypress, the computer data ac
quisition progratn was designed based on the VS2005 development environment. Through the linearity test, the flexible input
device is useable
Keywords: conductive fabric; flexible; input device; surface resistance; touch screen
和控制电路比较简单,功能也较为单一「6?。同时,由于
0引言
导体材料与织物面料力学特性存在差异,在折叠及受力
随着电子技术的快速发展,电子设备逐渐小型化、情况下容易发生导体断裂、移位等现象,导致按键功能
低功耗化、模块化,各种类型的便携设备如手机、MP3、失效。采用电阻式触摸屏原理的织物输入设备用具有
PDA乃至超便携计算机不断涌现,并逐步融入大众的均匀表面电阻的导电织物代替通常触摸屏的透明氧化
生活,成为人们获取、传输信息的主要手段2。使用方金属导电层作为传感器,对导电织物表面电阻值的一致
捷、易于携带的输入设备成为提高信息输入效率、增强性要求较高,必须选用表面电阻均匀的织物作为基材。
用户体验的关键,微型键盘、触摸屏、语音控制等技术的同时,设备基于电阻分压原理设计?电压测量控制与
应用不断提高电子设备的人机交互性能。基于织物的位置计算也相对复杂,一般采用专用的芯片实现电路功
输入设备由于采用织物作为主体,具有轻薄、柔软可折能。与开关式鍵盘不同,触摸鍵盘属于连绫型电压模拟
叠,便于与服装进行集成的优点而成为便携式输入设备量测量,原理上可以细分到控制芯片DA分辦率相同数
的理想选择。
量的按键数目,还可通过软件配合完成键盘、鼠标等
基于导电织物的柔性键盘一般分为开关原理的扫多种自定义功能,具有更为广泛的用途
描式键盘及触摸屏原理的电阻式鍵盘2种。开关键
信息化服装?及可穿戴计算机g?是将信息处理
盘采用导体或是银浆作为导电通路嵌入织物面料中,通设备穿戴在于人体身上,与人所穿的衣物相结合实现人
过轮询扫描按压点的通断信息,判断按键位置,其结构与计算机之间自然、方便和有效的信息交互,因此需要
将键盘、鼠标进行柔性化、织物化后与服装进行有效集
收稿日期:2010-12-23
成。针对信息化服装及可穿戴计算机要求输入方式灵