兩輪電動(dòng)車觸摸屏對(duì)觸摸控制器提出的獨(dú)特要求

雖然無數(shù)關(guān)于未來交通的文章都以四輪電動(dòng)車作為討論重點(diǎn)，但在印度、馬來西亞、泰國(guó)和印度尼西亞等諸多國(guó)家，出行更依賴于經(jīng)濟(jì)的兩輪電動(dòng)車，包括踏板式摩托車、重型摩托車、電動(dòng)摩托車、電動(dòng)輕便摩托車和電動(dòng)自行車。這些兩輪電動(dòng)車緊跟四輪電動(dòng)車的設(shè)計(jì)趨勢(shì)，采用觸摸屏進(jìn)行控制，而不用物理旋鈕、按鈕和機(jī)械表盤。

采用觸摸屏進(jìn)行控制，便于兩輪電動(dòng)車設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)出具有現(xiàn)代化外觀、靈活布局和風(fēng)格的車輛，并且讓他們可以按不同車型甚至具體車輛輕松定制。易于使用的菜單系統(tǒng)可滿足兩輪電動(dòng)車更復(fù)雜的控制、顯示和功能要求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航、信息娛樂系統(tǒng)、遠(yuǎn)程支付和車輛安全等增值功能。

兩輪電動(dòng)車的觸摸屏經(jīng)常暴露在惡劣的戶外環(huán)境中，容易受到雨雪、灰塵或泥沙等的侵襲。在氣候炎熱的地區(qū)，兩輪電動(dòng)車有時(shí)會(huì)停放在有陽光直射的地方，受到強(qiáng)烈的紫外線和紅外線照射。此外，它們還容易發(fā)生事故或遭到人為破壞?？紤]到這些因素，兩輪電動(dòng)車適合采用IP65/68防護(hù)等級(jí)的觸摸屏和厚蓋板玻璃，以保護(hù)下方的觸摸傳感器和LCD或OLED顯示元件。為防止陽光和紫外線照射，需要采用紫外線/紅外線過濾器，同時(shí)還要應(yīng)用防反射/防眩光涂層來提高所有照明條件下顯示屏的可視性。因此，顯示屏疊層需要很厚的分層設(shè)計(jì)，每增加一層，都會(huì)使手指與電容式觸摸傳感器的距離更遠(yuǎn)。距離越遠(yuǎn)，就越難以準(zhǔn)確檢測(cè)屏幕表面的觸摸操作。

在寒冷地區(qū)，觸摸屏通常由騎乘人員戴著厚手套操作，這進(jìn)一步加大了手指與觸摸傳感器之間的距離。此外，在雨雪天氣，屏幕上的雨雪也可能會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)誤觸或漏觸的情況。優(yōu)質(zhì)的觸摸屏不僅要能夠可靠地跟蹤手指在屏幕上描繪的軌跡，還要能夠檢測(cè)出潮濕環(huán)境下戴著厚手套做出的多指手勢(shì)，以控制屏幕上的導(dǎo)航地圖等功能。觸摸屏需要滿足環(huán)境條件帶來的各種要求，這就對(duì)觸摸屏控制器IC提出了嚴(yán)格的要求，它必須能夠滿足顯示屏設(shè)計(jì)中的以下要求：

• 更厚的顯示屏疊層：觸摸屏控制器必須支持極大的自由度，以便在顯示屏疊層中的觸摸傳感器之上設(shè)計(jì)各種不同的層。采用等效厚度為10 mm或更厚的玻璃屬于業(yè)內(nèi)先進(jìn)技術(shù)，采用該技術(shù)可以支持在觸摸傳感器上應(yīng)用防反射和防眩光涂層，并且支持使用4 mm厚的蓋板玻璃和戴上3 mm厚的手套進(jìn)行操作?；蛘?，觸摸屏設(shè)計(jì)人員可以在屏幕和玻璃之間留出氣隙，如此一來，在屏幕損壞時(shí)只需更換上層的玻璃，而不用更換整個(gè)顯示屏。采用這種更厚的顯示屏疊層，觸摸屏控制器準(zhǔn)確檢測(cè)和解碼手指觸摸操作將變得更為困難。觸摸屏控制器必須能夠應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。
• 可靠的觸摸性能：在使用壽命的大部分時(shí)間或在整個(gè)使用壽命期間，兩輪電動(dòng)車都在戶外停放或行駛，因此觸摸屏控制器采用的算法必須保證不會(huì)將水滴感知為誤觸，并且僅應(yīng)檢測(cè)出手指或戴上手套進(jìn)行的觸摸操作。此外，觸摸屏控制器還應(yīng)采用電容式感應(yīng)方案，用以區(qū)分導(dǎo)電清潔液（如漂白劑）原液及其與水的混合物，并且不應(yīng)產(chǎn)生誤觸的情況。
• 功能安全：世界各地使用的兩輪電動(dòng)車必須具備功能安全特性，以確保騎乘人員在操作觸摸屏?xí)r的人身安全。如果允許在行駛過程中使用導(dǎo)航和免提電話等功能，可能會(huì)分散騎乘人員的注意力。觸摸屏可能需要通過ISO 26262（ASIL-B）等安全標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，并且觸摸控制器需要具備自我測(cè)試功能、相關(guān)文檔和指南來支持獲得這一認(rèn)證。
• 安全性：在一些兩輪電動(dòng)車經(jīng)常被租用的場(chǎng)合，觸摸屏可用于輸入PIN，為租用者提供車輛使用權(quán)限，也支持通過信用卡/手機(jī)輕觸實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程支付。在觸摸屏控制器涉及數(shù)據(jù)隱私的情況下，控制器必須通過加密和固件身份驗(yàn)證提供額外的安全性。
• 抗噪性：為牽引電機(jī)供電的電力驅(qū)動(dòng)電路會(huì)產(chǎn)生輻射和傳導(dǎo)電磁噪聲，而基于開關(guān)電源的車輛電池充電器也會(huì)將噪聲引入到車輛的電源線路。電動(dòng)車經(jīng)常會(huì)在不同時(shí)間由不同制造商生產(chǎn)的不同充電器充電，而這些充電器的噪聲特性各不相同。此外，車輛的照明系統(tǒng)可能會(huì)在電源線路中產(chǎn)生傳導(dǎo)噪聲，甚至控制面板中的LCD或OLED顯示屏也會(huì)產(chǎn)生電磁噪聲。這些噪聲源如不加以適當(dāng)控制，可能會(huì)降低觸摸屏及其控制器的功能。因此，觸摸屏控制器在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)融入噪聲濾波算法，確保不會(huì)發(fā)生誤激活觸摸屏的情況，尤其是在車輛行駛過程中。

Microchip的maXTouch?系列觸摸屏控制器具備一系列功能，可滿足以上這些嚴(yán)格的要求并能優(yōu)化觸摸屏操作體驗(yàn)。該器件系列支持：

• 從2英寸到34英寸不等并且具有不同寬高比的各種屏幕
• 厚度最大為10 mm的厚蓋板玻璃，0.2 mm或更大的氣隙
• 戴上5 mm厚的手套（例如冬季滑雪手套或摩托車手套）觸摸也能準(zhǔn)確檢測(cè)
• 防潮功能，可防止水滴、流水、3.5%鹽水和清潔液造成的誤觸
• 加密消息和隱藏PIN的配置
• 與NFC技術(shù)的互操作性
• 高度的傳導(dǎo)噪聲抗擾性（獲得A類IEC 61000-4-6認(rèn)證）
• 自我診斷與報(bào)告功能
• Linux?/AndroidTM操作系統(tǒng)

車輛設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，兩輪電動(dòng)車的設(shè)計(jì)也不例外。與四輪電動(dòng)車相同，兩輪電動(dòng)車設(shè)計(jì)人員也在不斷添加新特性和新功能，以滿足消費(fèi)者市場(chǎng)不斷攀升的預(yù)期。具有增強(qiáng)功能的觸摸屏，在支持這些功能的觸摸屏控制器助力下，為設(shè)計(jì)人員提供了在其設(shè)計(jì)的車輛上添加新功能所需的靈活性。此外，兩輪電動(dòng)車的觸摸屏還需滿足一些特殊要求，在設(shè)計(jì)時(shí)仔細(xì)考慮每項(xiàng)要求，并通過精心設(shè)計(jì)觸摸屏顯示屏和精心選擇觸摸屏控制器來解決各項(xiàng)要求，這些特殊要求即可得到滿足。