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怎样更好地为厨房家电增加家电触摸面板触摸功能?
- 2020-09-16-

五年前,为厨房电器和洗衣电器装备家电触摸面板还只是CES上提出的概念,目的是吸收与会者及展示公司的远见卓识。往常,至少关于少数高端电器而言,带触摸屏的白色家电产品已成为理想。随着物联网(IoT)的兴起,将来的趋向是将触摸屏逐步融入更多更低本钱的电器当中。关于用户而言,在互联网衔接和支持应用程序的功用的推进下,触摸屏人机界面(HMI)能够处理多种工作环境问题,同时还能保证美观的外型。


家电触摸面板技术主要适用于触摸按钮、滑动条和滚轮,作为机械按钮和旋钮的换代产品,普遍应用于各种白色家电。除了降低系统本钱外,电容式触摸技术还可以进步牢靠性,由于随着时间的推移,机械按钮或旋钮更容易损坏,还会粘上厨房和洗衣间里常见的水、油脂。但是触摸传感器外表掩盖玻璃或塑料,清洁起来很容易,同时支持各种时髦的设计。

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触摸按钮和滑动条的这些共同优势适用于电容式触摸HMI触摸屏,运用户可以与电器以及互联网停止通讯。此外,与互联网相连的物联网家电为电器制造商带来了关键优势,包括:

1. 远程维护
2. 供给商经过数据发掘来理解用户的形式
3. 功耗管理——同步高电流电器以防止电源线呈现尖峰
4. 针对远程缺陷修复和产品改良的固件更新

同时,物联网衔接为用户带来了诸多优势,有助于制造商推行和销售支持触摸屏的家电,包括:

1. 某些产品的烹饪阐明、菜谱和做法下载
2. 洗衣粉及用量、设定洗衣机(以至可依据洗衣粉或洗衣液的类型设定)和处置毛病
3. 为添加新功用和进步性能而停止的固件更新
4. 天气、新闻和股票更新
不过,要想为供给商和用户提供上述优势,必需处理一些设计问题。

处理白色家电问题

与现代智能手机和汽车相似(但重要水平不同),触摸屏HMI在白色家电应用中常见的三个问题是抗噪性、防潮性以及在用户戴手套时辨认触摸命令。触摸屏控制器或IC以何种质量处理这些问题因器件而异。

在抗噪性方面,我们的专利技术可协助控制器进步抵御电源线噪声的才能。这关于美国以外因未接地或接地不良而招致电源线噪声极端严重的地域来说尤为重要。噪声经过电源线传导到电源,然后传输到触摸控制器IC。

触摸控制器是一种极端敏感的元件,可丈量纳库伦级的电荷。只需用手指悄悄触碰触摸屏,就能从屏幕上带走少量电荷,对此需求停止分歧的正确解读。噪声会向传感器注入大量电荷,扰乱控制器,特别是没有足够抗噪才能的控制器。

呈现误触摸事情或幽魂触摸时,按钮可能会被随机地自行按下。关于烤箱而言,这可能十分风险。例如,误触摸事情可能在用户不需求的状况下启动自清洁进程,寄存在其中的物品可能给用户带来平安问题,形成风险。

为理解决噪声问题,控制器将滤除共模噪声,并经过跳频计划防止噪声问题。该专利办法应用自电容触摸以及互电容触摸扫描,并触及差分触摸传感。IC不是将每条传感线路视为其本身的独立元素,而是丈量传感线路对之间的差值;这样就消弭了两条线路共有的噪声。假如显现屏的类似区域呈现相同的噪声,则该噪声将被消弭,仅保存有效信号。这种差分触摸传感提供了十分有效的噪声消弭/抑止才能。

在电器内部,洗衣机电机、冰箱紧缩机以及电磁炉上的熄灭器辐射的噪声处于噪声消弭频带范围内,这样便可为这些电器上的触摸屏提供牢靠、稳健的性能。因而,这可防止误触摸事情。但是,还有一点也同样重要:检测合法触摸并向主控制器报告以防止因噪声而错过触摸事情,否则会呈现用户估计会发作某事情但实践未发作的状况。

由于水和其他液体在厨房和洗衣间中非常常见,因而需求防潮功用。例如,当炉子上锅里的液体因沸腾而飞溅到触摸屏上时,不应发作误触摸事情。不过,雾或液滴也可能招致问题。因而,可以在湿润或有水的状况下检测触摸应当是每个设计人员研讨电器的触摸屏HMI时的关键请求。

假如屏幕上有薄雾或小液滴,则应支持多点触摸操作。电器应用通常支持两点触摸,但电器设计人员可经过大型显现屏提供十点或十点以上触摸的支持,以便多个用户能够同时触摸。假如用户触摸屏幕时水聚集到一同或者较大的水滴落在程度屏幕上,则应该抑止由水惹起的误触摸并且支持正常的单指操作。设计人员应该防止运用盐水等高导电性液体以至漂白剂等清洁溶液惹起的误触摸事情。图1扼要引见了显现面板背后的状况。

触摸屏HMI技术的另一个优势是支持戴手套操作。在厨房里,通常会戴上或薄或厚的手套。在目前托付的电器中,有几种功用未被用于触摸屏IC,这些功用本可为终用户提供重要价值,但却经常被无视且不被采用。

在开发过程中翻开和调整后,控制器中可选的支持戴手套操作功用可针对厨房里常用的手套(约1.5 mm厚)提供多点触摸(  多10点触摸)。假如用户戴手套站在厨房水槽旁时需求与冰箱或炉子触摸屏衔接,就可能会用到手套支持功用。

更常见的是,烹饪时会运用通常由硅树脂制成的厚(多 5 mm)手套或烤箱手套,由于支持戴手套操作,控制器依然能够向HMI提供精确的输入。这能够自动发作而无需进入单独的形式,并且可在不运用手套时返回到正常感测程度,因而系统不会过度敏感,从而防止误触摸事情。相比之下,一些控制器请求用户在湿润、暴露手指、手写笔和手套等形式之间停止选择,无法实时自动检测和调整设置以在一切环境下完成自然且直观的用户交互。
在这些应用中,运用较大按钮时,用户界面常常也愈加简单,在设计电器的触摸屏时也应思索支持手套。


关于厨房电器和洗衣间电器,将依据电器的尺寸运用各种屏幕尺寸。例如,咖啡机显现屏为3英寸,微波炉、炉灶和洗衣机的显现屏为5英寸,冰箱和冰柜的显现屏则可到达22英寸或更大。

在电器供给链中,芯片供给商与传感器供给商协作提供芯片和传感器设计。他们共同完成系统集成:通常,模块/显现屏制造商会集成包括触摸传感器和触摸接口的系统,然后将其提供应电器制造商(见图2)。这个例子阐明了当今的半导体供给商如何在提供芯片之余,另外提供调整和完善系统的效劳,使芯片在整个供给链中愈加易用。

规范IC工作在-40至85°C的工业温度范围内,具有规范固件,可以满足各种显现屏尺寸和不同电器制造商的请求。电器触摸屏控制器系列提供各种恰当的屏幕尺寸选项,可进步电器触摸屏设计的可扩展才能,终缩短设计时间以及降低系统和开发本钱。表1显现了工业级电器显现屏的一些设计参数。

后一个思索要素是电磁兼容性(EMC)。显然,设计必需支持EMC。随后,必需经过测实验证设计能否到达了理想的传导发射和辐射发射结果。


为了尽早理解并进步对触摸屏功用的认识,为电器触摸屏系列中的每个控制器提供指定的评价工具包。该工具包中包括一个带触摸屏控制器的印刷电路板(PCB)、一个无源柔性印刷电路(FPC)的尾部,此尾部可将触摸IC衔接到玻璃/塑料透镜上的触摸传感器。该工具包经过USB衔接到主机PC,包括一切必需的电缆、软件和文档。

该评价工具包与一个完好的软件开发环境(可从网上免费下载),即maXTouch Studio开发系统集成开发平台(IDP)一同运用,使电器设计人员可以开发和调试电器触摸控制器。图4为电器制造商能够在评价工具包中找到的内容。


触摸总结


电器制造商家电触摸面板方案应用物联网的功用。为此,必需提供一种可供阅读和输入信息的办法,而触摸显现屏则是理想的处理计划。为了胜利地从当今的办法过渡到先进的触摸屏技术,电器制造商需求与IC供给商,或者与和IC供给商协作的触摸屏或模块供给商协同工作,为电器应用特地设计触摸控制器。运用适宜的触摸控制器,电器能够提供互联网衔接,并完成抗噪性、防潮性以及手套操作。


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