更智能的触摸屏设计方法

无论我们是在使用智能手机、在 ATM 上进行银行业务、在汽车中获取 GPS 方向，还是在玩电子游戏，我们在日常生活中都会定期与触摸屏进行交互。迄今为止，人机界面仅限于“读取”我们指尖的动作以采取相应的行动。在这些情况下，电容式触摸屏就足够了。但是，如果机器能够感知第三维，或者不仅能够感知我们触摸的位置，而且能够感知我们触摸的力度如何？这不仅提供了触摸的鲁棒性，还提供了与机器交互的其他创新方式。要创建这种类型的交互，您需要提供力感应的底层技术，也称为 3D 感应。

通过将输入机械力转换为可通过精密测量设备测量的电阻变化，力传感提供了更高水平的触摸灵敏度。Mordor Intelligence 估计，到 2020 年底，全球力传感器市场将从 2014 年的 18.4 亿美元增长到 24.7 亿美元。传感器在自动化和测量应用中变得越来越重要。此外，据 Mordor Intelligence 称，先进电子控制系统的发展以及更好的传感器精度、响应时间、可靠性和小型化正在推动各种应用领域对传感器的需求不断增加。

ADC 提供触摸灵敏度

为了将力感应集成到具有人机界面的设备中，Maxim 提供了工业智能力传感器的参考设计。MAXREFDES82# 参考设计本质上用作称重秤和带有力感应的触摸界面。它在透明塑料板上有四个称重传感器，可测量施加到每个单独称重传感器以及板本身的力。

Maxim 高级技术人员 Mulong Gao 解释说，一旦打开智能力参考设计（图 1），传感器就会自动校准，然后准备测量力位置和力大小。高先生开发的这个参考设计获得了 2016 年 ACE 奖，并被EDN 评为 2016 年年度热门 100 产品。使用该设计，您可以快速创建设计原型并评估参考设计的底层 IC，Maxim 的 MAX11254。

该参考设计支持强制触摸功能的驱动引擎是 Maxim 的 MAX11254 模数转换器 （ADC）。MAX11254是一款24位、6通道、64ksps delta-sigma ADC，带有SPI接口。凭借其六个通道，该 IC 可提供高水平的位置精度以及低噪声放大，从而使其对触摸敏感。参考设计中的桥接器（用作每个角落的称重传感器）消耗电路板上的最多功率。Maxim 核心产品部高级业务经理 Sohail Mirza 解释说，该 ADC 的一大特点是集成定序器，它允许您在测量之前激活和停用电桥，这有助于降低功耗。MAX11254 采用 TQFN 封装，适用于工业应用和小型便携式设计，WLP 包。图 2 显示了智能力传感器参考设计的框图。

图 1. 智能力传感器参考设计框图。

一种更快的方式来制作各种工业和消费类应用程序的原型

拥有这样的参考设计可以节省用于构建设计原型的时间、精力和成本。使用MAXREFDES82#，您可以快速评估底层 IC 的功能和性能。经过典型应用案例的验证和测试，参考设计可针对特定应用开发进行定制。称重、工业控制、自动化、智能手机/平板电脑，甚至游戏控制器应用都是一些例子。

智能力传感器技术还提供比电容传感技术更高的耐用性。电容传感技术涉及嵌入电容传感线的薄玻璃层。显然，玻璃很容易破裂，此外，例如，当用户戴着手套时，这种表面反应不佳。另一方面，智能力传感器技术可用于恶劣的工业环境并响应用户戴手套的手指。

审核编辑：郭婷