無論我們是在使用智能手機(jī)、在 ATM 上進(jìn)行銀行業(yè)務(wù)、在汽車中獲取 GPS 方向，還是在玩電子游戲，我們?cè)谌粘Ｉ钪卸紩?huì)定期與觸摸屏進(jìn)行交互。迄今為止，人機(jī)界面僅限于“讀取”我們指尖的動(dòng)作以采取相應(yīng)的行動(dòng)。在這些情況下，電容式觸摸屏就足夠了。但是，如果機(jī)器能夠感知第三維，或者不僅能夠感知我們觸摸的位置，而且能夠感知我們觸摸的力度如何？這不僅提供了觸摸的魯棒性，還提供了與機(jī)器交互的其他創(chuàng)新方式。要?jiǎng)?chuàng)建這種類型的交互，您需要提供力感應(yīng)的底層技術(shù)，也稱為 3D 感應(yīng)。

通過將輸入機(jī)械力轉(zhuǎn)換為可通過精密測(cè)量設(shè)備測(cè)量的電阻變化，力傳感提供了更高水平的觸摸靈敏度。Mordor Intelligence 估計(jì)，到 2020 年底，全球力傳感器市場(chǎng)將從 2014 年的 18.4 億美元增長到 24.7 億美元。傳感器在自動(dòng)化和測(cè)量應(yīng)用中變得越來越重要。此外，據(jù) Mordor Intelligence 稱，先進(jìn)電子控制系統(tǒng)的發(fā)展以及更好的傳感器精度、響應(yīng)時(shí)間、可靠性和小型化正在推動(dòng)各種應(yīng)用領(lǐng)域?qū)鞲衅鞯男枨蟛粩嘣黾印?/p>

ADC 提供觸摸靈敏度

為了將力感應(yīng)集成到具有人機(jī)界面的設(shè)備中，Maxim 提供了工業(yè)智能力傳感器的參考設(shè)計(jì)。MAXREFDES82# 參考設(shè)計(jì)本質(zhì)上用作稱重秤和帶有力感應(yīng)的觸摸界面。它在透明塑料板上有四個(gè)稱重傳感器，可測(cè)量施加到每個(gè)單獨(dú)稱重傳感器以及板本身的力。

Maxim 高級(jí)技術(shù)人員 Mulong Gao 解釋說，一旦打開智能力參考設(shè)計(jì)（圖 1），傳感器就會(huì)自動(dòng)校準(zhǔn)，然后準(zhǔn)備測(cè)量力位置和力大小。高先生開發(fā)的這個(gè)參考設(shè)計(jì)獲得了 2016 年 ACE 獎(jiǎng)，并被EDN 評(píng)為 2016 年年度熱門 100 產(chǎn)品。使用該設(shè)計(jì)，您可以快速創(chuàng)建設(shè)計(jì)原型并評(píng)估參考設(shè)計(jì)的底層 IC，Maxim 的 MAX11254。

該參考設(shè)計(jì)支持強(qiáng)制觸摸功能的驅(qū)動(dòng)引擎是 Maxim 的 MAX11254 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC）。MAX11254是一款24位、6通道、64ksps delta-sigma ADC，帶有SPI接口。憑借其六個(gè)通道，該 IC 可提供高水平的位置精度以及低噪聲放大，從而使其對(duì)觸摸敏感。參考設(shè)計(jì)中的橋接器（用作每個(gè)角落的稱重傳感器）消耗電路板上的最多功率。Maxim 核心產(chǎn)品部高級(jí)業(yè)務(wù)經(jīng)理 Sohail Mirza 解釋說，該 ADC 的一大特點(diǎn)是集成定序器，它允許您在測(cè)量之前激活和停用電橋，這有助于降低功耗。MAX11254 采用 TQFN 封裝，適用于工業(yè)應(yīng)用和小型便攜式設(shè)計(jì)，WLP 包。圖 2 顯示了智能力傳感器參考設(shè)計(jì)的框圖。

圖 1. 智能力傳感器參考設(shè)計(jì)框圖。

一種更快的方式來制作各種工業(yè)和消費(fèi)類應(yīng)用程序的原型

擁有這樣的參考設(shè)計(jì)可以節(jié)省用于構(gòu)建設(shè)計(jì)原型的時(shí)間、精力和成本。使用MAXREFDES82#，您可以快速評(píng)估底層 IC 的功能和性能。經(jīng)過典型應(yīng)用案例的驗(yàn)證和測(cè)試，參考設(shè)計(jì)可針對(duì)特定應(yīng)用開發(fā)進(jìn)行定制。稱重、工業(yè)控制、自動(dòng)化、智能手機(jī)/平板電腦，甚至游戲控制器應(yīng)用都是一些例子。

智能力傳感器技術(shù)還提供比電容傳感技術(shù)更高的耐用性。電容傳感技術(shù)涉及嵌入電容傳感線的薄玻璃層。顯然，玻璃很容易破裂，此外，例如，當(dāng)用戶戴著手套時(shí)，這種表面反應(yīng)不佳。另一方面，智能力傳感器技術(shù)可用于惡劣的工業(yè)環(huán)境并響應(yīng)用戶戴手套的手指。

審核編輯：郭婷