免觸控用戶界麵已經成為汽車設計工程師的新趨勢。有多種方法可以實現此功能，其中之一是采用接近感應。接近感應是沒有接觸
、在一定的距離檢測人體或金屬等物體的技術。可以采用紅外線（IR）、光學
、超聲波和電容式感應實現接近感應。這些技術各有利弊，因此選擇正確的技術取決於您的具體應用。

 

　　電容式接近感應由於眾多內在優勢而變得日益流行，如：低功耗、低成本以及能夠集成其它用戶界麵功能
，如：采用相同傳感器的觸摸按鍵與滑條。

 

 

　　人機界麵接近應用

 

　　目前
，汽車OEM廠商正在針對多種應用評估電容式接近感應解決方案。較常用的應用包括：

 

　　●信息娛樂係統：適用於音頻麵板、導航係統和HVAC麵板的接近式喚醒應用；例如，當手部接近係統時開啟音頻麵板照明。

 

　　●3D手勢：電容式接近感應還可以用於支持3D手勢，如：滾動或側滑。

 

　　●無鑰匙進入係統：通過檢測手部接近門把手而啟動汽車解鎖程序。

 

　　●內部照明控製：切換車輛內部照明
；例如，手套箱或門燈的開關。

 

　　電容式接近感應

 

　　電容式接近傳感器通常是位於PCB上、經過調校能夠在沒有任何物理接觸情況下檢測附近物體存在的銅線。此方法原理與電容式按鍵感應相同，即：根據手部觸摸傳感器/按(an)鍵(jian)時(shi)的(de)電(dian)容(rong)變(bian)化(hua)。觸(chu)摸(mo)感(gan)應(ying)和(he)接(jie)近(jin)感(gan)應(ying)的(de)區(qu)別(bie)是(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)被(bei)調(tiao)校(xiao)到(dao)更(geng)高(gao)的(de)靈(ling)敏(min)度(du)，而(er)且(qie)相(xiang)關(guan)布(bu)局(ju)的(de)設(she)計(ji)能(neng)夠(gou)最(zui)大(da)化(hua)電(dian)場(chang)傳(chuan)播(bo)。此(ci)外(wai)，固(gu)件(jian)濾(lv)波(bo)還(hai)可(ke)實(shi)現(xian)用(yong)於(yu)確(que)保(bao)可(ke)靠(kao)性(xing)
，同(tong)時(shi)在(zai)固(gu)件(jian)中(zhong)實(shi)現(xian)決(jue)策(ce)算(suan)法(fa)能(neng)夠(gou)消(xiao)除(chu)誤(wu)判(pan)的(de)接(jie)近(jin)事(shi)件(jian)。

 

　　在汽車應用中實現電容式接近感應

 

　　圖1：此圖說明了一個典型的電容式接近傳感器係統[page]

 

　　電容式接近傳感器可以采用多種方法實現。具體實現方案包括：

 

　　按鍵–帶大寄生電容的電容式按鍵可以用作接近傳感器。以按鍵方式實現的接近傳感器的靈敏度遠高於普通的電容式觸摸感應按鍵。

 

　　外部線路用作接近傳感器–單(dan)條(tiao)線(xian)路(lu)可(ke)以(yi)很(hen)好(hao)地(di)起(qi)到(dao)接(jie)近(jin)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)作(zuo)用(yong)。由(you)於(yu)手(shou)部(bu)檢(jian)測(ce)依(yi)賴(lai)電(dian)場(chang)變(bian)化(hua)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)容(rong)變(bian)化(hua)
，因(yin)此(ci)所(suo)有(you)影(ying)響(xiang)到(dao)線(xian)路(lu)周(zhou)圍(wei)電(dian)場(chang)的(de)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong)或(huo)物(wu)體(ti)都(dou)會(hui)影(ying)響(xiang)到(dao)接(jie)近(jin)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)範(fan)圍(wei)。考(kao)慮(lv)到(dao)生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)和(he)複(fu)雜(za)性(xing)
，采(cai)用(yong)線(xian)傳(chuan)感(gan)器(qi)並(bing)非(fei)大(da)量(liang)生(sheng)產(chan)的(de)最(zui)佳(jia)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。

 

　　PCB跡線用作接近傳感器–較長的PCB跡線可以構成接近傳感器。跡線可以是直線，也可以圍繞在係統的用戶界麵四周。此方法適用於大量生產

，但是靈敏度低於線傳感器。

 

　　聯動按鍵用作接近傳感器–多個傳感器焊盤在固件中組合在一起構成單個接近傳感器，以提供更高的靈敏度。

 

　　柔性PCB–柔性印刷電路板跡線也可以用作接近傳感器。

 

　　上述這些方案並非在每種應用中都可以實現。一般而言，合適的接近傳感器選擇主要取決於布局要求。

 

　　汽qi車che設she計ji中zhong另ling一yi個ge流liu行xing趨qu勢shi是shi接jie近jin感gan應ying與yu觸chu摸mo屏ping界jie麵mian的de組zu合he。此ci時shi接jie近jin傳chuan感gan器qi是shi圍wei繞rao觸chu摸mo屏ping四si周zhou的de天tian線xian。其qi控kong製zhi可ke以yi采cai用yong與yu控kong製zhi用yong戶hu界jie麵mian相xiang同tong的de電dian容rong式shi觸chu摸mo屏ping控kong製zhi器qi。

 

　　電容式接近感應的優勢

 

　　dianrongshijiejinganyingyouyuqitajishudezhuyaoyuanyinzhiyishinenggoushixiandejichengdushuiping。dianrongshijiejinganyingjiejuefanganjibenshangkeyijichengzhuruchumoanjianhehuatiaodengyonghujiemiangongneng。yucaiyongyidongjixiebujiandegengfuzaxitongxiangbi
，zhexiegongnengbudanyiyushixian
，erqieshishangmeiguan。

 

　　另一個主要優勢是其成本低於競爭技術，因為它不需要會增加係統成本的任何LED或傳感器。

 

　　此技術的優勢包括：

 

　　改進工業設計–通過替代機械按鍵、開關和滑條
，此技術時尚美觀而又整潔。另外，由於消除機械磨損
，因此它還能夠提高可靠性
，從而降低整體係統成本。

 

　　增強功能性–它可以為產品設計人員提供更高的用戶界麵設計靈活性，而且支持“接近式喚醒”等高級功能。

 

　　提高可用性–電容式接近感應可以簡化大部分機械控製界麵的設計，從而使係統變得更加易於使用。

 

　　應用示例

 

　　現在我們來看一下采用賽普拉斯CapSense接近感應解決方案能夠實現的具體解決方案實例。本例是基於“接近式喚醒”功能。最終應用是汽車信息娛樂係統中的典型觸摸屏。

 

　　要求在司機手指或手部接近時啟動顯示屏照明。此功能的優勢是在不使用時關閉顯示屏和/或用戶界麵，以免在駕駛過程中幹擾司機，同時要求在手部接近時開啟照明。

 

　　為了實現最佳體驗

，需要至少4~5厘米的檢測距離。另外還需要附加決策算法，以防止誤判的觸發。由於靈敏度高，因此噪聲幹擾有可能影響接近傳感器的正常操作。PCB的de電dian氣qi與yu機ji械xie設she計ji應ying當dang能neng夠gou避bi免mian鄰lin近jin電dian纜lan或huo導dao電dian屏ping幕mu產chan生sheng的de噪zao聲sheng幹gan擾rao。如ru前qian所suo述shu，傳chuan感gan器qi實shi現xian方fang案an應ying當dang嚴yan格ge遵zun守shou控kong製zhi器qi供gong應ying商shang指zhi定ding的de指zhi導dao原yuan則ze。

 

　　在汽車應用中實現電容式接近感應

 

 

　　另一個要求是在係統中支持3D手勢，其允許司機在不實際觸摸屏幕的情況下使用基本功能。3D手勢包括水平/垂直的空中滑動或者根據手部與界麵之間距離的檢測。同時采用兩個或更多電容式接近傳感器可以實現簡單的空間手勢，如：jianceshoubuzaishebeiqianmiandehuidong。ciwai
，jiejinganyinghaikeyongyuzaiqichexianshipingshangqidongcaidanjichangyonggongneng，tamenzaibuyongshihuiguanbi。zhexiecaidanruguoyizhixianshihuirangpingmuxiandehenluan
，erjiejinchuanganqikeyiyongyujiangdiyonghuwanchengxuanzehoutuxingyonghujiemiandefuzaxing。

 

　　未來的許多汽車信息娛樂係統都會采用電容式觸摸屏以及電容式接近感應。這種架構涉及用於觸摸屏的觸摸控製器和用於接近檢測的CapSense控製器。另外這兩種控製器還需要能夠相互通信，以便於實現同步。根據具體的最終係統，另外還可能實現同時的接近與觸摸掃描。

 

　　汽車環境給係統設計人員帶來眾多挑戰，如：極端溫度、噪聲狀況以及對質量與可靠性的更高預期。汽車控製器可以提供5厘米乃至更遠的接近感應。這些控製器具有被稱為CSDPLUS的穩健型電容式感應算法，其能夠抵抗EMC噪聲與電源電壓變化。另外其還能夠提供其它用戶界麵功能，如：觸摸按鍵和滑條，從而能夠在單芯片解決方案中集成所有功能。此類控製器還能夠通過LED和蜂鳴器提供音頻/可視反饋。[page]

 

　　在汽車應用中實現電容式接近感應