HMI觸摸感應(yīng)的設(shè)計挑戰(zhàn)，觸控技術(shù)如何應(yīng)對？

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李寧遠(yuǎn)）HMI的設(shè)計在消費(fèi)者選用產(chǎn)品時是非常重要的決定要素。 HMI的觸控體驗很容易影響消費(fèi)者的青睞度。如何改進(jìn)提升HMI的觸控性能，成為市場競爭的焦點(diǎn)。

電容、電感、電阻都是可以用來實(shí)現(xiàn)觸摸感應(yīng)的技術(shù)手段，像電感器件可以利用線圈自感或互感系數(shù)的變化來代替很多機(jī)械按鈕應(yīng)用。電容技術(shù)應(yīng)用得更廣泛，已經(jīng)成為絕大部分設(shè)計中的首選。

尺寸與功耗的挑戰(zhàn)

雖然電容感應(yīng)的原理一點(diǎn)也不復(fù)雜，但是電容式觸控已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的反饋。比如支持手勢識別、防水、手腕檢測和戴手套觸摸等功能現(xiàn)在都可以通過電容感應(yīng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，增強(qiáng)消費(fèi)者與產(chǎn)品之間的交互體驗。

帶觸摸屏的設(shè)備觸摸屏的設(shè)計是吸引消費(fèi)者的一大要素，人機(jī)交互的體驗是產(chǎn)商做出差異化的關(guān)鍵所在。在確保觸摸感應(yīng)準(zhǔn)確響應(yīng)能力的前提下，這一領(lǐng)域的市場競爭主要圍繞著兩大設(shè)計方向。其一是更好的續(xù)航，減少觸摸屏耗電量；其二是在小尺寸上實(shí)現(xiàn)更多的功能。

觸摸感應(yīng)功能是一項設(shè)備會長期開啟的功能，只要設(shè)備不是關(guān)機(jī)狀態(tài)，該功能就一直處于開啟狀態(tài)。因為用戶的交互行為是不可預(yù)期的，只能全程保持響應(yīng)。所以觸摸感應(yīng)功能的功耗是非常影響設(shè)備整體功耗的。

現(xiàn)在越來越多的功能都基于觸摸感應(yīng)來實(shí)現(xiàn)，在尺寸受限的屏幕上，加入這些豐富的功能而且不能降低觸摸感應(yīng)的響應(yīng)速度和可靠性，也是一道難題。觸摸感應(yīng)元件的是否靈敏與其大小正相關(guān)，更多功能的引入不能以犧牲感應(yīng)性能為代價。

選用哪種感應(yīng)技術(shù)來應(yīng)對市場挑戰(zhàn)

觸覺感應(yīng)技術(shù)，還是比較多樣的，各自的特點(diǎn)也不同。選擇合適的感測技術(shù)對觸摸感應(yīng)的使用體驗有著明顯的影響。

如電感感應(yīng)，是利用線圈自感或互感系數(shù)的變化來實(shí)現(xiàn)非電量電測，在自動化領(lǐng)域有著用例很多。電感式觸控器件很久之前就開始在可穿戴設(shè)備HMI上和工業(yè)HMI上代替機(jī)械按鈕應(yīng)用了，隨著觸控感應(yīng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)在電感式觸控器件在工業(yè)HMI上還有不少應(yīng)用，消費(fèi)類應(yīng)用不多了。

電感式技術(shù)在觸控按鈕里優(yōu)勢在于不需要金屬觸點(diǎn)和墊圈這種活動部件，尺寸可以做到非常小，現(xiàn)在也發(fā)展出了更多功能，比如通過壓力檢測來實(shí)現(xiàn)多級按鈕功能。

電阻觸控技術(shù)是利用薄膜接觸到壓力的時候，表面電極膜彎曲，和下面的電極膜接觸，從而產(chǎn)生電流被檢測到。該技術(shù)優(yōu)勢和短板都很明顯，優(yōu)勢在于任何能施加壓力的物體都可以觸發(fā)觸摸感應(yīng)，加之成本很低，所以適用面很廣。

但該技術(shù)同時響應(yīng)較慢，也不支持多點(diǎn)觸控，想要在HMI實(shí)現(xiàn)更多的功能幾乎沒有什么可拓展的地方。

電容觸控，現(xiàn)在絕對的主流技術(shù)，觸控時電容極之間的距離發(fā)生一定的變化，從而使電容發(fā)生變化，該技術(shù)可以細(xì)分為自電容感應(yīng)與互電容感應(yīng)。自電容使用一個連接到MCU的導(dǎo)電體，并測量觸發(fā)時該引腳和電源地之間的電容，這種技術(shù)一般用于單點(diǎn)觸摸或滑條?；ル娙莞袘?yīng)則是兩個直接測兩個電極之間的電容變化，可以同時檢測多指觸摸的觸摸屏。

電容式觸控響應(yīng)速度快，反應(yīng)靈敏，是現(xiàn)在智能手機(jī)、平板電腦、智能穿戴設(shè)備、家電等領(lǐng)域都很青睞的技術(shù)。雖然成本較高，但是其多功能的實(shí)現(xiàn)，以及先進(jìn)的多點(diǎn)觸控帶來的便利性，都是做出差異化的前提。

小結(jié)

HMI觸控技術(shù)已經(jīng)成為諸多設(shè)備設(shè)計中不可缺少的關(guān)鍵部分，不論選擇哪種技術(shù)路線，觸摸芯片如何提升抗干擾能力、提高靈敏度、在高可靠性的同時優(yōu)化低功耗快速喚醒是提升觸控體驗的關(guān)鍵因素。