作者：Microchip Technology Inc.，觸摸屏控制器總監Carol Crawford，觸摸屏控制器產品經理Charlie Riegert投射電容式觸摸傳感技術正在快速發展以滿足現代應用對高級用戶接口的需求。除了這些應用之外，采樣多點觸摸和手勢檢測的消費類產品很受歡迎，它們同樣刺激了投射電容式觸摸解決方案需求的增長。人們希望以使用智能手機和平板電腦的方式與大多數設備交互。我們面臨的挑戰在于，并非所有應用都能負擔起與當前針對智能手機優化的設計相關的硬件、軟件和功耗預算。
安全控制面板、鍵盤、恒溫器、游戲設備、遙控器和可穿戴設備等應用對于響應時間、觸摸次數、功耗和成本的要求迥然不同。具備相應能力來優化觸摸控制器和傳感器解決方案，從而滿足上述要求對于該行業向主流消費類應用之外的其他領域推廣至關重要。
將投射電容式傳感技術向其他市場推廣時，面臨的主要挑戰之一是功耗問題。大多數觸摸應用的功耗相對較高，這就限制了其在低功耗輸入設備中的應用。目前，移動設備的電池僅能連續使用幾個小時，而用戶期望大多數嵌入式設備的電池能夠連續使用幾個月，甚至幾年。功耗要求和管理在評估投射式電容技術時成為了重要考慮因素。PCAP代碼和超低功耗管理的最優組合有助于客戶在添加PCAP觸摸和手勢功能時打破此類功耗限制。結合了我們獨特免版稅PCAP源代碼的Microchip超低功耗(XLP)技術便是一個最佳例證。
舉例來說，單擊、滑動、滑動并按住以及雙擊手勢可通過成本較低的低功耗電子解決方案來部署。在2V條件下運行的1" X 2"小型傳感器，處于等待觸摸的有效空閑模式時，功耗可低至15 μA左右;處于有效掃描模式時，功耗僅150 μA。在最近的設計方案中，這意味著電池壽命可達兩年以上。對于PCAP技術和功耗管理的進步，遙控器、游戲控制和其他功耗敏感型設備均可從中獲益。若考慮全部應用，有時會出現影響性能的情況，但可以通過對功耗、尺寸和其他特性進行管理來滿足低功耗設計要求。
將投射電容式觸摸傳感技術向新市場推廣時，面臨的另一挑戰是靈活性問題。市場上正迅速呈現出將觸摸和手勢整合到傳統移動市場之外的各種設備這一發展趨勢，這就要求客戶必須迅速做出響應以保持競爭力。設計周期隨之縮短，因此需要采用先進且靈活的PCAP觸摸控制器和傳感器設計。
傳統PCAP解決方案的設計周期較長而且不易實施，其中包含ASIC式觸摸控制器和固定的傳感器設計。許多觸摸技術供應商提供與特定觸摸傳感器匹配的專用黑盒ASIC式觸摸控制器。它們用于專門的應用，但是限制了客戶設計的靈活性。當在開發或生產過程中想要稍作更改時，這些固定解決方案并不支持修改代碼。例如，如果設計人員想要對傳感器的尺寸或結構稍作修改，則這種更改會被視作重新設計，并且需要觸摸傳感器供應商完成大量工作來更新代碼和傳感器設計。
此外，如果客戶希望向同一控制器集成代碼來實現LED控制、Wi-Fi®或IR等其他功能從而打造多功能觸摸設備，此類封閉型解決方案也不能提供支持。客戶會因受封閉型解決方案的限制而錯失降低成本、提高效率的機會。對于客戶而言，通過管理開發周期以及部署下一代設計來降低成本、增強功能同樣十分困難。
客戶不應受到PCAP解決方案中的硬件和軟件限制。若要靈活地修改設計并提高效率，其中一種方案就是要使設計人員能夠訪問源代碼并能借助相應工具，針對其應用獨立完成進一步的定制，打造優化的解決方案。憑借設計的靈活性，客戶可以管理其觸摸界面解決方案，從而能夠按照自己的時間表有針對性地快速進行修改，而無需依靠外部供應商。
對于為相應的觸摸技術選擇適當的電子元件，Microchip采用一種獨特的方法來應對客戶需求。我們提供靈活的黑盒觸摸控制器和能夠用于8位、16位和32位PIC®單片機標準產品組合的免版稅源代碼選項，從而對功能、性能和成本進行優化。這提供了一種包含多個選項的簡單移植方案，能夠支持未來對設計進行修改，并支持從成本角度進行優化。
將投射電容式觸摸傳感技術向其他市場推廣時，面臨的第三個挑戰是傳感器。移動市場中的觸摸傳感器通常是專有設計，與供應鏈的接觸會受到限制。這種受限的接觸為嘗試自行開發定制解決方案的設計人員帶來了采購挑戰以及功能的不確定性。幸運的是，當前正在開發易于購買和生產的多種低成本投射電容式觸摸傳感器，因此，設計人員可通過支持PCAP功能的設計開始開發面向這些新型細分市場的產品。
觸摸板和柔性傳感器即為這類傳感器。典型的觸摸板是一種基于印刷電路板(PCB)的低成本傳感器，其上面可以覆蓋塑料材料，外觀和手感與筆記本電腦上的觸摸板類似。這種標準傳感器設計方案可為游戲設備、照明開關、汽車控制臺和遙控器等應用的日常界面提供所需的光滑觸感，并且能夠對單擊和滑動觸摸做出響應。
其他傳感器選項包括柔性印刷電路(FPC)傳感器和含導電油墨的印刷型傳感器。這些柔性傳感器可用于采用彎曲表面的設計或需要開孔進行LED照明的背光鍵盤。透明印刷導體的快速發展可為包括可穿戴應用在內的低成本顯示解決方案提供可制造的低成本透明觸摸傳感器。
觸摸解決方案正在快速發展并逐漸向智能手機或平板電腦市場之外的許多應用推廣。客戶正在尋求各種方法將觸摸界面和手勢添加到他們的設計中，而這種設計易于集成且能夠解決本文所討論的各種典型設計難題。觸摸控制器和傳感器解決方案有限的功耗預算以及對靈活設計的需求將不再是投射電容式傳感技術應用于日常嵌入式應用的障礙。
關注我們
公眾號：china_tp
微信名稱：亞威資訊
顯示行業頂級新媒體
掃一掃即可關注我們
