HMI触摸感应的设计挑战，触控技术如何应对？

电子发烧友网报道（文/李宁远）HMI的设计在消费者选用产品时是非常重要的决定要素。 HMI的触控体验很容易影响消费者的青睐度。如何改进提升HMI的触控性能，成为市场竞争的焦点。

电容、电感、电阻都是可以用来实现触摸感应的技术手段，像电感器件可以利用线圈自感或互感系数的变化来代替很多机械按钮应用。电容技术应用得更广泛，已经成为绝大部分设计中的首选。

尺寸与功耗的挑战

虽然电容感应的原理一点也不复杂，但是电容式触控已经可以实现非常复杂的反馈。比如支持手势识别、防水、手腕检测和戴手套触摸等功能现在都可以通过电容感应技术实现，增强消费者与产品之间的交互体验。

带触摸屏的设备触摸屏的设计是吸引消费者的一大要素，人机交互的体验是产商做出差异化的关键所在。在确保触摸感应准确响应能力的前提下，这一领域的市场竞争主要围绕着两大设计方向。其一是更好的续航，减少触摸屏耗电量；其二是在小尺寸上实现更多的功能。

触摸感应功能是一项设备会长期开启的功能，只要设备不是关机状态，该功能就一直处于开启状态。因为用户的交互行为是不可预期的，只能全程保持响应。所以触摸感应功能的功耗是非常影响设备整体功耗的。

现在越来越多的功能都基于触摸感应来实现，在尺寸受限的屏幕上，加入这些丰富的功能而且不能降低触摸感应的响应速度和可靠性，也是一道难题。触摸感应元件的是否灵敏与其大小正相关，更多功能的引入不能以牺牲感应性能为代价。

选用哪种感应技术来应对市场挑战

触觉感应技术，还是比较多样的，各自的特点也不同。选择合适的感测技术对触摸感应的使用体验有着明显的影响。

如电感感应，是利用线圈自感或互感系数的变化来实现非电量电测，在自动化领域有着用例很多。电感式触控器件很久之前就开始在可穿戴设备HMI上和工业HMI上代替机械按钮应用了，随着触控感应技术的发展现在电感式触控器件在工业HMI上还有不少应用，消费类应用不多了。

电感式技术在触控按钮里优势在于不需要金属触点和垫圈这种活动部件，尺寸可以做到非常小，现在也发展出了更多功能，比如通过压力检测来实现多级按钮功能。

电阻触控技术是利用薄膜接触到压力的时候，表面电极膜弯曲，和下面的电极膜接触，从而产生电流被检测到。该技术优势和短板都很明显，优势在于任何能施加压力的物体都可以触发触摸感应，加之成本很低，所以适用面很广。

但该技术同时响应较慢，也不支持多点触控，想要在HMI实现更多的功能几乎没有什么可拓展的地方。

电容触控，现在绝对的主流技术，触控时电容极之间的距离发生一定的变化，从而使电容发生变化，该技术可以细分为自电容感应与互电容感应。自电容使用一个连接到MCU的导电体，并测量触发时该引脚和电源地之间的电容，这种技术一般用于单点触摸或滑条。互电容感应则是两个直接测两个电极之间的电容变化，可以同时检测多指触摸的触摸屏。

电容式触控响应速度快，反应灵敏，是现在智能手机、平板电脑、智能穿戴设备、家电等领域都很青睐的技术。虽然成本较高，但是其多功能的实现，以及先进的多点触控带来的便利性，都是做出差异化的前提。

小结

HMI触控技术已经成为诸多设备设计中不可缺少的关键部分，不论选择哪种技术路线，触摸芯片如何提升抗干扰能力、提高灵敏度、在高可靠性的同时优化低功耗快速唤醒是提升触控体验的关键因素。