在当今的智能互联世界,触摸屏得到了广泛应用。如果没有触摸感应交互带来的直观简易操作和便利性,很难想象我们的日常生活会变成什么样。比如现在我们只需简单的触摸、捏合、轻扫操作就可以控制各种设备,包括厨房电器、电冰箱、恒温器、智能手机、笔记本电脑以及其他手持式设备、游戏机、汽车信息娱乐显示屏、智能家居和楼宇控制、售卖机、电子投票箱以及各种工业控制设备等等。此类设备可谓不胜枚举。
支持触摸操作的智能手机日益普及,推动了触摸控制市场的快速增长。如今电容式触摸技术很快淘汰了电阻式控制,成为智能手机、手持式设备、消费型电子产品市场的主流触控技术。出现这种趋势的原因显而易见:众所周知,电阻式触摸屏精确度欠佳、难以使用,且同时仅支持一个触控点,反观电容式触摸,精确度、性价比、实用性更高,且能够支持先进的多点触控和捏合缩放控制。
人机界面(HMI)是一个交互式屏幕,向操作员提供系统的信息、数据和工作环境指标。HMI创新从未止步,现在我们拥有了高级手势和语音控制,甚至同时运用这两种技术,实现了先进的非接触式用户界面——在需要避免接触的新冠疫情期间,这种技术非常有益于我们开发新兴产品。
虽然非接触式控制日益受到科技爱好者青睐,但经过实践考验的触摸操作仍然是最易用、最直观的界面,触摸感应仍然是用户首选的成熟HMI技术,适用于各种各样的应用,而使用不便又不可靠的机电按钮控制正逐渐被市场淘汰。现在,人们可以通过触摸和滑动进行各种操作。
随着嵌入式应用中对电容式触摸控制需求的不断增加,开发人员在不断寻找更快捷、更简单、更经济的方式,为产品增加电容式感应接口。多年来,恩智浦一直致力于提供电容式触摸感应解决方案,推出了一系列支持触摸功能的8位和32位微控制器(MCU),另外还建立了全面的硬件和软件生态系统,以简化触摸接口应用开发。恩智浦不断开发触摸感应接口(TSI)技术,以支持新的消费和工业应用场景,满足苛刻的应用要求。
如今,恩智浦进一步扩展了32位Kinetis E系列,作为EdgeVerse™ 边缘计算平台的一部分,推出隶属于KE1xZ系列强大的5V MCU家族新产品,提供高性能、广泛可扩展性和先进触摸感应功能。全新的KE17 Z/13Z/12Z MCU基于频率最高达到72 MHz的Arm®Cortex®-M0+内核,支持最高256 KB闪存和48 KB RAM,提供一组丰富的模拟/数字外设。KE1xZ系列新产品进一步扩展了Kinetis E系列产品,提供了可选的双触TSI技术,支持最多50个通道,为HMI应用提供出色的稳定性和精度。
恩智浦的KE1xZ触摸感应MCU提供了交钥匙解决方案,让用户能够为各种产品添加时尚直观的触摸式用户界面,包括家用电器、消费类电子产品、照明控制装置、便携式设备、医疗设备、售卖机、5V电机控制以及工业仪器和控制面板。KE1xZ MCU提供良好的抗噪性、防水触控和低功耗触摸唤醒操作,这些特性对于满足工业和家用电器市场中的严格电磁兼容性(EMC)标准必不可少。
5V KE1xZ MCU可在易受电噪声干扰的工作环境中保持高度的可靠性和稳定性,因而非常适用于家用电器、工业和汽车应用。KE1xZ MCU集成12位ADC,能够达到1百万次采样每秒(Msps)的采样率,另外提供多达三个FlexTimer,是无刷直流(BLDC)电机控制系统的出色解决方案。这款MCU还提供可选的MSCAN技术,它是一种实施CAN 2.0A/B协议的通信控制器规范,可用于CAN节点控制和汽车售后市场应用。
当今的多灶头电磁炉向我们提出了全新的挑战,恩智浦的强大KE1xZ MCU和多功能触摸控制技术在这种应用中能够发挥重要作用。
首先,KE17Z MCU的双触TSI技术支持最多50个触摸通道。在自容式模式中,开发人员能够使用这50个通道来设计50(25 x 2)个触控板。在互电容模式中,设计选项扩展到最多72(6 x 6 x 2)个触控板。在某些应用场景下,例如使用触摸控制的多灶头电磁炉,这款MCU能够支持扩展到最多98个触控板(26个使用自电容的触控板 + 72个使用多通道的触控板)的触摸屏设计。借助灵活的多点触控设计功能,消费者能够轻松地在单个电磁灶台上轻松控制多个灶头,精确调节火力大小,从容烹制家庭大餐。
KE1xZ MCU的每个TSI模块中包括三个屏蔽通道,以增强对厨房环境中水、蒸气和其他溢流物的耐受力。恩智浦的可配置TSI技术支持可调分辨率和灵敏度,允许在恶劣环境下工作,即便部署在12毫米玻璃或10毫米玻璃/塑料盖板下方,或者在需要耐受恶劣环境条件的工业控制系统中,性能也不会受影响。
借助恩智浦的全面硬件和软件生态系统,开发人员能够快速地评估和创建新型电容式触摸传感应用,并开发原型。恩智浦的Freedom开发平台包括低成本的兼容开发板,并提供一组丰富的第三方扩展选项。恩智浦的MCUXpresso软件开发套件(SDK)还包括触摸感应软件库。
为了帮助开发人员快速开始设计,恩智浦提供了一系列的应用笔记,包括BLDC应用场景、2D触摸解决方案、硬件设计指南、软件迁移指南,适用于FRDM-KE17Z评估板、FRDM-TOUCH开发平台和FRDM-MC-LVBLDC3相BLDC电机控制开发平台。
恩智浦还提供X-KE17Z-TSI-EVB触摸模式评估板,帮助开发人员评估自电容触摸键、互电容触控板、数字触摸滑块、接近感应回路和屏蔽电极,并开发原型。