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投射电容式触摸传感技术

技术文章 luoman 795浏览 0评论

    投射电容式触摸传感技术正在快速发展以满足现代应用对高级用户接口的需求。除了这些应用之外,采样多点触摸和手势检测的消费类产品很受欢迎,它们同样刺激了投射电容式触摸解决方案需求的增长。人们希望以使用智能手机和平板电脑的方式与大多数设备交互。我们面临的挑战在于,并非所有应用都能负担起与当前针对智能手机优化的设计相关的硬件、软件和功耗预算。

  安全控制面板、键盘、恒温器、游戏设备、遥控器和可穿戴设备等应用对于响应时间、触摸次数、功耗和成本的要求迥然不同。具备相应能力来优化触摸控制器和传感器解决方案,从而满足上述要求对于该行业向主流消费类应用之外的其他领域推广至关重要。

  将投射电容式传感技术向其他市场推广时,面临的主要挑战之一是功耗问题。大多数触摸应用的功耗相对较高,这就限制了其在低功耗输入设备中的应用。目前,移动设备的电池仅能连续使用几个小时,而用户期望大多数嵌入式设备的电池能够连续使用几个月,甚至几年。功耗要求和管理在评估投射式电容技术时成为了重要考虑因素。PCAP代码和超低功耗管理的最优组合有助于客户在添加PCAP触摸和手势功能时打破此类功耗限制。结合了我们独特免版税PCAP源代码的Microchip超低功耗(XLP)技术便是一个最佳例证。

  举例来说,单击、滑动、滑动并按住以及双击手势可通过成本较低的低功耗电子解决方案来部署。在2V条件下运行的1" X 2"小型传感器,处于等待触摸的有效空闲模式时,功耗可低至15 μA左右;处于有效扫描模式时,功耗仅150 μA。在最近的设计方案中,这意味着电池寿命可达两年以上。对于PCAP技术和功耗管理的进步,遥控器、游戏控制和其他功耗敏感型设备均可从中获益。若考虑全部应用,有时会出现影响性能的情况,但可以通过对功耗、尺寸和其他特性进行管理来满足低功耗设计要求。

  将投射电容式触摸传感技术向新市场推广时,面临的另一挑战是灵活性问题。市场上正迅速呈现出将触摸和手势整合到传统移动市场之外的各种设备这一发展趋势,这就要求客户必须迅速做出响应以保持竞争力。设计周期随之缩短,因此需要采用先进且灵活的PCAP触摸控制器和传感器设计。

  传统PCAP解决方案的设计周期较长而且不易实施,其中包含ASIC式触摸控制器和固定的传感器设计。许多触摸技术供应商提供与特定触摸传感器匹配的专用黑盒ASIC式触摸控制器。它们用于专门的应用,但是限制了客户设计的灵活性。当在开发或生产过程中想要稍作更改时,这些固定解决方案并不支持修改代码。例如,如果设计人员想要对传感器的尺寸或结构稍作修改,则这种更改会被视作重新设计,并且需要触摸传感器供应商完成大量工作来更新代码和传感器设计。

此外,如果客户希望向同一控制器集成代码来实现LED控制、Wi-Fi?或IR等其他功能从而打造多功能触摸设备,此类封闭型解决方案也不能提供支持。客户会因受封闭型解决方案的限制而错失降低成本、提高效率的机会。对于客户而言,通过管理开发周期以及部署下一代设计来降低成本、增强功能同样十分困难。

  客户不应受到PCAP解决方案中的硬件和软件限制。若要灵活地修改设计并提高效率,其中一种方案就是要使设计人员能够访问源代码并能借助相应工具,针对其应用独立完成进一步的定制,打造优化的解决方案。凭借设计的灵活性,客户可以管理其触摸界面解决方案,从而能够按照自己的时间表有针对性地快速进行修改,而无需依靠外部供应商。

  对于为相应的触摸技术选择适当的电子元件,Microchip采用一种独特的方法来应对客户需求。我们提供灵活的黑盒触摸控制器和能够用于8位、16位和32位PIC?单片机标准产品组合的免版税源代码选项,从而对功能、性能和成本进行优化。这提供了一种包含多个选项的简单移植方案,能够支持未来对设计进行修改,并支持从成本角度进行优化。

  将投射电容式触摸传感技术向其他市场推广时,面临的第三个挑战是传感器。移动市场中的触摸传感器通常是专有设计,与供应链的接触会受到限制。这种受限的接触为尝试自行开发定制解决方案的设计人员带来了采购挑战以及功能的不确定性。幸运的是,当前正在开发易于购买和生产的多种低成本投射电容式触摸传感器,因此,设计人员可通过支持PCAP功能的设计开始开发面向这些新型细分市场的产品。

  触摸板和柔性传感器即为这类传感器。典型的触摸板是一种基于印刷电路板(PCB)的低成本传感器,其上面可以覆盖塑料材料,外观和手感与笔记本电脑上的触摸板类似。这种标准传感器设计方案可为游戏设备、照明开关、汽车控制台和遥控器等应用的日常界面提供所需的光滑触感,并且能够对单击和滑动触摸做出响应。

  其他传感器选项包括柔性印刷电路(FPC)传感器和含导电油墨的印刷型传感器。这些柔性传感器可用于采用弯曲表面的设计或需要开孔进行LED照明的背光键盘。透明印刷导体的快速发展可为包括可穿戴应用在内的低成本显示解决方案提供可制造的低成本透明触摸传感器。

  触摸解决方案正在快速发展并逐渐向智能手机或平板电脑市场之外的许多应用推广。客户正在寻求各种方法将触摸界面和手势添加到他们的设计中,而这种设计易于集成且能够解决本文所讨论的各种典型设计难题。触摸控制器和传感器解决方案有限的功耗预算以及对灵活设计的需求将不再是投射电容式传感技术应用于日常嵌入式应用的障碍。

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