電容式感測技術為研發業者提供一個與使用者互動的全新方式，這種方法解決許多傳統問題，包括機械式按壓桿或使用電磁閥控制值的按鈕開關。在飲水機內部設計中採用電容式感測技術，不僅展現出電容式感測技術所帶來的強大可靠性，並顯示出由控制器所操控的電容式感測技術還可支援傳統功能，為顧客提供更多的價值，並降低平時維修的費用。
機械式的出水按壓開關容易有個大問題，就是容易因經常施力或甚至導致無法出水，因此造成漏水的情況。使用者很容易對按鈕施力過大，或因異物卡住，而導致不斷持續出水。機械式開關容易磨損，且容易刺破產品的外殼，導致破洞或裂縫處容易藏污納垢。電容式感測面板絕不會穿透外殼，因此不會產生累積污垢的裂縫，所以不會磨損。因此特別適合用於處理食物或食品級的產品。
如下圖1所示，電容式開關實際上是由兩條相鄰電路所構成的一個電容。物理法則決定兩條電路之間的電容。若有一個像是手指的導電物體靠近這些電路，一個平行電容就會與感測器進行耦合。所以把手指放在電容式感測器上，電容就會增加，移開手指，電容就會減少。只要量測這個電容，就能研判是否有手指靠近。
要構成一個電容式感測器，只需一條電路、中間的空間、及另一條電路。這些電路是在電路板中，上方置有絕緣覆蓋層的部份。這些也可以運用在彎曲的表面上。
建構一個電容式開關，需要以下元件:
* 一顆電容
* 電容式量測電路
* 區域性的智慧元件，能把電容值轉譯成感測狀態
典型的電容式感測器，電容值為10至30pF。在隔著1mm厚的絕緣覆蓋層時，手指與感測器之間的耦合電容是1至2pF。若使用較厚的覆蓋層，耦合電容則會降低。要偵測是否有手指靠近，必須要建置能偵測出百分之一的電容變化幅度的電容感測電路。
delta sigma調變器是一個用來量測電容極有效且簡單的電路。
變相開關讓感測器將電荷注入到整合電容中。此時電壓會持續增加，直到超過參考電壓。此時比較器會持續升高，直到啟動放電電阻。當整合電壓(integrating voltage)低於參考電壓時，電阻就會消失。比較器則會供應所需的負回饋，讓整合電壓與參考電壓能夠匹配。
感測器充電電流
在1階段，感測電容(Csensor)會進行充電，以達到電源電壓為止。在2期間，電荷轉移至整合電容(Cint)。而回饋的訊號值會轉成參考電壓(k*Vdd)。每當開關啟動時，電荷就會開始轉移。這些電荷以切換時脈(fc)的速度進行轉移，充電的電流如下列公式所示
放電電流
此設計是利用一個電阻來進行放電。當比較器處在高位，會讓開關連結至放電電阻。比較器會以一定的比率在高低位之間循環，以試著讓整合式電容電壓等於參考電壓。這個比較器處在高位的比率，會定義成 "DensityOut"。在充電時，就只會移除這個比例的時間。
感測電容和密度是成正比的。相同的頻率、放電電阻、以及參考值(Vdd·k)都是已知。量測密度以及感測電容都可推算出來。參考電壓和電源電壓是成正比的，所以電源電壓會排除在電容式/密度公式之外。這讓電路能夠容許電源的波動。
調節密度輸入的PWM(脈寬調變)，可支援計數器功能。這種設計能算出週期數"m"。假設計數器在這段時間內累計了 "n"個樣本，則密度就是n/m。執行這個流序100個週期，將會得到百分之一的解析度。再加長10倍的時間，就達到萬分之一的解析度。觀察的週期數越多，解析度就越高。
用電磁閥取代出水按壓開關
在傳統的飲水機中，水是從機械式出水按壓開關流出。出水按壓開關桿必須靠近出水口。而採用電容式感測技術，按壓開關桿可換成電磁閥。按壓開關可換成符合人體工學的套件，方便使用者使用。CPU則能計算按下開關時間的長短，以避免因施力過度導致閥門持續開啟。這個避免施力過度的保護機制，可依照您的需求調整成更簡單或更複雜的設計。
這個設計採用Cypress的CY24x94 PSoC元件。此元件共具備3個針腳，一個針腳可用於感測器、一個針腳用於排放電阻、另一個針腳則可用於整合電容。其中一個輸出針腳會用來驅動水閥。
電容式感測與溫度
傳統的飲水機包含:
* 儲水槽
* 冷卻壓縮機
* 熱繼電器
熱繼電器會隨時監測水槽中的水溫，當水槽溫度超過設定的溫度，熱氣產生會啟動壓縮機。此時只需要調整繼電器上的一顆螺絲，就能調整水溫。此設計是一個開放迴圈，是隨機的操控方式。
這顆原本用來管理電容式感測器的控制器，不但可以取代熱繼電器，也可用來量測溫度，以及控制壓縮機的電源。其實只要一顆控制器就可重新配置成具備測溫之功能，而不需第二顆控制器。
使用電熱調節器就可輕易量測溫度。電熱調節器這顆半導體元件，當溫度升高時電阻就會下降。所以量測電阻，就可推算出溫度。下圖5顯示量測電阻的電路圖。
只要量測出熱繼電器與參考電阻的電壓，就能研判熱繼電器的電阻。
原本用來感測電容的硬體元件，經過重新配置後就能用來量測溫度。當溫度變回來時，這個值就可用來研判冷卻壓縮機是否應開啟。額外的電熱調節器可用來量測室溫與壓縮器的溫度，因為一個過熱的壓縮機可能會造成提早故障。在偵測到問題時，感測控制器可立即停止運作，告知使用者該單位已經故障，並等待修復。
電容式感測與電表
當壓縮機運轉後溫度逐漸上升。進行除錯工作的第一個方法，就是量測輸入電壓。這個偵測功能，可輕鬆透過動態調節功能來支援。把控制器重新配置成電壓計，就能用來量測主電壓，也可用來測得其他系統電壓。
電容式感測與顯示器
由於能輕易量測溫度，若使用者還能設定想要的溫度，那就更理想了。這項功能需要一個鍵盤與顯示螢幕。鍵盤是由已內建電容式感測使用者模組的電容式感測器所組成。控制器也可用來控制一個採用標準產業協定的LCD驅動晶片。使用者可設定想要的水溫，並能透過螢幕看到溫度。16個輸入埠都可保留給操作介面來使用。
電容式感測與計時功能
搭配額外的時脈石英元件，電容式感測控制器亦能用來維持時間的準確。這項功能，讓飲水機能在設定的時間關閉，或是設定運作溫度，超越傳統機種的功能。
電容式感測與USB
購買飲水機主要的花費是在使用者的售後維修服務。若電容式感測控制器也有USB介面，就能用來作為偵測埠。當維修技術人員來到現場時，只須用維修埠連結至筆電，就能立即開始除錯。也可透過用戶的PC連結至維修埠，讓遠方的技術人員連線來解決問題。
電容式感測讓產品具備無限擴充功能
電容式感測控制器大量的I/O針腳以及動態調整彈性，讓產品具備無限的擴充功能。可加入壓力計來測量瓶中剩餘的水量，或是加入無線通訊介面，以支援更簡易的偵測功能等等更多應用。
沒有機械式零組件，以及容易應用在彎曲的表面，讓觸控感測電容器開關更適合應用在現今各種產品。具備動態重新配置的特性，讓產品不必增加成本，就能重複利用硬體元件來執行額外的系統功能。
機械式的出水按壓開關容易有個大問題，就是容易因經常施力或甚至導致無法出水，因此造成漏水的情況。使用者很容易對按鈕施力過大，或因異物卡住，而導致不斷持續出水。機械式開關容易磨損，且容易刺破產品的外殼，導致破洞或裂縫處容易藏污納垢。電容式感測面板絕不會穿透外殼，因此不會產生累積污垢的裂縫，所以不會磨損。因此特別適合用於處理食物或食品級的產品。
如下圖1所示，電容式開關實際上是由兩條相鄰電路所構成的一個電容。物理法則決定兩條電路之間的電容。若有一個像是手指的導電物體靠近這些電路，一個平行電容就會與感測器進行耦合。所以把手指放在電容式感測器上，電容就會增加，移開手指，電容就會減少。只要量測這個電容，就能研判是否有手指靠近。
要構成一個電容式感測器，只需一條電路、中間的空間、及另一條電路。這些電路是在電路板中，上方置有絕緣覆蓋層的部份。這些也可以運用在彎曲的表面上。
建構一個電容式開關，需要以下元件:
* 一顆電容
* 電容式量測電路
* 區域性的智慧元件，能把電容值轉譯成感測狀態
典型的電容式感測器，電容值為10至30pF。在隔著1mm厚的絕緣覆蓋層時，手指與感測器之間的耦合電容是1至2pF。若使用較厚的覆蓋層，耦合電容則會降低。要偵測是否有手指靠近，必須要建置能偵測出百分之一的電容變化幅度的電容感測電路。
delta sigma調變器是一個用來量測電容極有效且簡單的電路。
變相開關讓感測器將電荷注入到整合電容中。此時電壓會持續增加，直到超過參考電壓。此時比較器會持續升高，直到啟動放電電阻。當整合電壓(integrating voltage)低於參考電壓時，電阻就會消失。比較器則會供應所需的負回饋，讓整合電壓與參考電壓能夠匹配。
感測器充電電流
在1階段，感測電容(Csensor)會進行充電，以達到電源電壓為止。在2期間，電荷轉移至整合電容(Cint)。而回饋的訊號值會轉成參考電壓(k*Vdd)。每當開關啟動時，電荷就會開始轉移。這些電荷以切換時脈(fc)的速度進行轉移，充電的電流如下列公式所示
放電電流
此設計是利用一個電阻來進行放電。當比較器處在高位，會讓開關連結至放電電阻。比較器會以一定的比率在高低位之間循環，以試著讓整合式電容電壓等於參考電壓。這個比較器處在高位的比率，會定義成 "DensityOut"。在充電時，就只會移除這個比例的時間。
感測電容和密度是成正比的。相同的頻率、放電電阻、以及參考值(Vdd·k)都是已知。量測密度以及感測電容都可推算出來。參考電壓和電源電壓是成正比的，所以電源電壓會排除在電容式/密度公式之外。這讓電路能夠容許電源的波動。
調節密度輸入的PWM(脈寬調變)，可支援計數器功能。這種設計能算出週期數"m"。假設計數器在這段時間內累計了 "n"個樣本，則密度就是n/m。執行這個流序100個週期，將會得到百分之一的解析度。再加長10倍的時間，就達到萬分之一的解析度。觀察的週期數越多，解析度就越高。
用電磁閥取代出水按壓開關
在傳統的飲水機中，水是從機械式出水按壓開關流出。出水按壓開關桿必須靠近出水口。而採用電容式感測技術，按壓開關桿可換成電磁閥。按壓開關可換成符合人體工學的套件，方便使用者使用。CPU則能計算按下開關時間的長短，以避免因施力過度導致閥門持續開啟。這個避免施力過度的保護機制，可依照您的需求調整成更簡單或更複雜的設計。
這個設計採用Cypress的CY24x94 PSoC元件。此元件共具備3個針腳，一個針腳可用於感測器、一個針腳用於排放電阻、另一個針腳則可用於整合電容。其中一個輸出針腳會用來驅動水閥。
電容式感測與溫度
傳統的飲水機包含:
* 儲水槽
* 冷卻壓縮機
* 熱繼電器
熱繼電器會隨時監測水槽中的水溫，當水槽溫度超過設定的溫度，熱氣產生會啟動壓縮機。此時只需要調整繼電器上的一顆螺絲，就能調整水溫。此設計是一個開放迴圈，是隨機的操控方式。
這顆原本用來管理電容式感測器的控制器，不但可以取代熱繼電器，也可用來量測溫度，以及控制壓縮機的電源。其實只要一顆控制器就可重新配置成具備測溫之功能，而不需第二顆控制器。
使用電熱調節器就可輕易量測溫度。電熱調節器這顆半導體元件，當溫度升高時電阻就會下降。所以量測電阻，就可推算出溫度。下圖5顯示量測電阻的電路圖。
只要量測出熱繼電器與參考電阻的電壓，就能研判熱繼電器的電阻。
原本用來感測電容的硬體元件，經過重新配置後就能用來量測溫度。當溫度變回來時，這個值就可用來研判冷卻壓縮機是否應開啟。額外的電熱調節器可用來量測室溫與壓縮器的溫度，因為一個過熱的壓縮機可能會造成提早故障。在偵測到問題時，感測控制器可立即停止運作，告知使用者該單位已經故障，並等待修復。
電容式感測與電表
當壓縮機運轉後溫度逐漸上升。進行除錯工作的第一個方法，就是量測輸入電壓。這個偵測功能，可輕鬆透過動態調節功能來支援。把控制器重新配置成電壓計，就能用來量測主電壓，也可用來測得其他系統電壓。
電容式感測與顯示器
由於能輕易量測溫度，若使用者還能設定想要的溫度，那就更理想了。這項功能需要一個鍵盤與顯示螢幕。鍵盤是由已內建電容式感測使用者模組的電容式感測器所組成。控制器也可用來控制一個採用標準產業協定的LCD驅動晶片。使用者可設定想要的水溫，並能透過螢幕看到溫度。16個輸入埠都可保留給操作介面來使用。
電容式感測與計時功能
搭配額外的時脈石英元件，電容式感測控制器亦能用來維持時間的準確。這項功能，讓飲水機能在設定的時間關閉，或是設定運作溫度，超越傳統機種的功能。
電容式感測與USB
購買飲水機主要的花費是在使用者的售後維修服務。若電容式感測控制器也有USB介面，就能用來作為偵測埠。當維修技術人員來到現場時，只須用維修埠連結至筆電，就能立即開始除錯。也可透過用戶的PC連結至維修埠，讓遠方的技術人員連線來解決問題。
電容式感測讓產品具備無限擴充功能
電容式感測控制器大量的I/O針腳以及動態調整彈性，讓產品具備無限的擴充功能。可加入壓力計來測量瓶中剩餘的水量，或是加入無線通訊介面，以支援更簡易的偵測功能等等更多應用。
沒有機械式零組件，以及容易應用在彎曲的表面，讓觸控感測電容器開關更適合應用在現今各種產品。具備動態重新配置的特性，讓產品不必增加成本，就能重複利用硬體元件來執行額外的系統功能。
