对于此设计示例，我们可以假设按钮包含在专用塑料外壳中，并以 PCB 和金属带提供目标表面。电感式感应计算器工具用于帮助确定此示例中的线圈参数。图 4-28 展示了用于后续条目的 Spiral_Inductor_Designer 选项卡的图像。本节中的数字 ((#)) 用于跟踪步骤，并与图 4-28 左侧蓝色字体 (#) 中的数字相对应。

• 假设线圈 PCB 层数为 2，因此，该工具的 Layers 字段 (1) 设置为 2（‌如图 4-28 所示）。
• Sensor Shape (2) 选择为 Circular。
• Outer diameter of the inductor (3) 设置为 8mm。
• Spacing between traces (4) 和
• Width of trace (5) 设置为 5mil。
• Turns per layer (6) 设置为 8。
• 这些设置使 Inductor inner diameter (7) 略小于 4mm，得到的 Coil Fill Ratio (8)（内径除以外径）约为 50%。对于大部分按钮设计，充分降低线圈填充比能够提高灵敏度，但这需要目标表面非常接近于线圈才能从中获益。在其他情况下，最好将线圈填充比保持在 20% 到 80% 之间，以充分提高设计的 Q 系数。
• 对于此设计，在没有目标的情况下（例如，不存在按钮表面），得到的 Q factor (9) 等于 37。
• 此传感器设计的 Sensor capacitance (10) 选择为 220pF，使得 Sensor Operating Frequency no target (11) 在 8.396MHz 频率下交互。
• 根据线圈直径，选择的（按下按钮）Target Distance (12) 为距离线圈 0.8mm。因此，目标完全处于线圈直径 3% 到 20% 的建议范围内，这可提供对按钮表面上的按压力的高灵敏度。
• 如电子表格所示，0.8mm 的 Target Distance 对应的 Sensor Frequency with Target Interaction (13) 为 11.081MHz，Q factor (14) 为 26。

如果有任何最终参数超出器件范围，电子表格会发出警告，但在本例中未显示警告。

请注意，该工具支持多个电感式传感器，可通过 LDC Device 字段的下拉菜单来选择传感器。该工具会根据每个器件的参数以及规格和功能来定制通知和警告。

图 4-28 电感式感应计算器工具 -“Spiral Inductor Designer”选项卡

表 4-2 总结了该工具的结果。

由于此设计的原型按钮设计可以进行 3D 打印，因此原型还可以包括按钮设计所需的垫圈，而不必使用如图 4-29 所示的单独垫圈材料。支架和按钮表面均为 1mm 厚，因此表面带有一点弹性，并可根据需要设置目标高度。金属带放置在支架之间的按钮表面内部，以便在按钮表面受力时，按钮表面可在所需区域发生偏转。金属带的厚度使目标距传感器线圈约 0.8mm。

图 4-29 电感式触控按钮层叠

按钮表面的材料会影响金属目标的可偏转程度。更加坚硬的材料或能够吸收按压力的材料可能会使偏转减少，因此可能需要更大的力才能检测到按钮按压力。在考虑按钮表面厚度时，也要将这一点考虑在内。LDC 计算器工具电子表格 有一个选项卡用于在已知材料的杨氏模量和泊松比时确定材料的偏转度。此设计使用尼龙 12 进行 3D 打印，因此表面若受力 2N，预计偏转约为 20μm。这一偏转量对于此按钮设计来说可能是足够的，因为目标非常靠近第一个传感器。有关按钮设计的详细信息，请参阅适用于 HMI 按钮应用的电感式触控系统设计指南 应用手册。