電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/吳子鵬）目前，汽車(chē)座艙內(nèi)的物理按鍵越來(lái)越少，其中特斯拉的車(chē)子最為極端，已經(jīng)完全在中控臺(tái)看不到實(shí)體物理按鍵了，像之前保時(shí)捷、雷克薩斯等車(chē)型那樣采用密集的物理按鍵已經(jīng)越來(lái)越少見(jiàn)了。也可以說(shuō)，物理按鍵在車(chē)內(nèi)消亡是遲早的事情，已經(jīng)成為定局。

不過(guò)，從車(chē)企現(xiàn)階段的方案設(shè)計(jì)來(lái)看，像特斯拉那樣全部取消按鍵的是少數(shù)，通過(guò)隱藏式觸控按鍵打造智能表面則是主流的方式。

汽車(chē)座艙內(nèi)的智能表面

智能表面是集裝飾性與功能性于一體的汽車(chē)內(nèi)飾件之一。它通過(guò)某種介質(zhì)材料來(lái)增加電子功能的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，可以在用戶(hù)需要時(shí)，通過(guò)觸碰感應(yīng)、手勢(shì)或語(yǔ)音命令進(jìn)行喚醒激活，獲得反饋和響應(yīng)。

智能表面有很多明顯的優(yōu)勢(shì)，包括造型多樣化、功能多樣化、簡(jiǎn)約化和個(gè)性化等。就以功能多樣化來(lái)說(shuō)，智能表面技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)不同場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)顯示和人機(jī)交互效果，相較于基于傳統(tǒng)物理按鍵打造的功能界面，智能界面可以突破平面的限制，比如增加基于視覺(jué)的識(shí)別功能，包括手勢(shì)識(shí)別和表情識(shí)別等。

對(duì)于智能表面的打造，核心功能之一是智能觸控按鍵。相比傳統(tǒng)機(jī)械按鍵，智能觸控按鍵采用不開(kāi)孔設(shè)計(jì)、一體化方案，在保證美觀的同時(shí)，還能防塵、防水、防誤觸，有按鍵操作準(zhǔn)確性高、觸感真實(shí)、使用壽命長(zhǎng)等好處。

目前，智能觸控按鍵已經(jīng)覆蓋汽車(chē)的多項(xiàng)應(yīng)用，包括座艙內(nèi)的中控臺(tái)、汽車(chē)方向盤(pán)、門(mén)把手、車(chē)窗控制和座椅控制等，以及座艙外的尾門(mén)logo等。

雙模觸控IC的優(yōu)勢(shì)

在智能觸控按鍵的技術(shù)選擇方面，電容觸控方案在和電阻式、紅外線(xiàn)式和超聲波式方案的競(jìng)爭(zhēng)中逐漸勝出，已經(jīng)作為最通用和高性?xún)r(jià)比的方案被廣泛采用。電容式汽車(chē)觸控按鍵主要分為自容式和互容式。

其中，自容式檢測(cè)會(huì)用一個(gè)電極，觸摸芯片會(huì)測(cè)試該電極和大地之間的電容，若將手指放在傳感器上，則測(cè)得的電容會(huì)增加；互容式檢測(cè)則是測(cè)量?jī)蓚€(gè)電極間的電容，其中一個(gè)電極被稱(chēng)為發(fā)送電極（TX），另一個(gè)被稱(chēng)為接收電極（RX）。

目前，自容式檢測(cè)是車(chē)內(nèi)應(yīng)用最多的智能觸控按鍵方案。不過(guò)，無(wú)論是自容式檢測(cè)還是互容式檢測(cè)，都還存在很多待解的難題，如防水問(wèn)題，防誤觸問(wèn)題，抗電磁干擾問(wèn)題，盲操效果差問(wèn)題等。

為了進(jìn)一步提升智能觸控按鍵的使用體驗(yàn)，電容式壓力雙模傳感器技術(shù)、紅外式壓力傳感器檢測(cè)技術(shù)以及電感式壓力傳感器檢測(cè)技術(shù)等目前都是創(chuàng)新型和替代型的方案。我們這里主要看一下電容式壓力雙模傳感器技術(shù)。

電容式壓力雙模傳感器技術(shù)是在壓力傳感器上構(gòu)建一個(gè)電容器，其主要的工作原理為，當(dāng)一個(gè)電容上施加電壓時(shí)，電荷會(huì)存儲(chǔ)在電容板上，電容的電容值越大，存儲(chǔ)的電荷量也就越大。因此，當(dāng)傳感器受到壓力時(shí)，電容值的變化會(huì)導(dǎo)致電容板上的電荷量發(fā)生變化，這個(gè)變化可以通過(guò)測(cè)量電容的電荷量來(lái)檢測(cè)。

一般來(lái)說(shuō)，電容式壓力傳感器需要使用一個(gè)外部的電路，來(lái)測(cè)量電容值的變化，這個(gè)電路可以將傳感器的電容值轉(zhuǎn)換為一個(gè)電壓或電流輸出信號(hào)，這個(gè)信號(hào)可以通過(guò)放大、濾波和數(shù)字化等技術(shù)進(jìn)行處理，最終得到需要的壓力測(cè)量結(jié)果。

相較于傳統(tǒng)的電容式檢測(cè)，電容式壓力傳感器檢測(cè)具有更好的性能和一致性，克服了一些單純電容式檢測(cè)方案的缺點(diǎn)，包括按鍵誤觸問(wèn)題，多按鍵盲操問(wèn)題，水的誤觸發(fā)問(wèn)題等。

近日，電子發(fā)燒友網(wǎng)記者和泰矽微工作人員聊到了該公司的壓感+電容雙模3D觸控芯片及整體方案。其中，TCAE31A是該公司于2022年3月發(fā)布的業(yè)內(nèi)首顆車(chē)規(guī)級(jí)雙模人機(jī)交互芯片，在單芯片內(nèi)同時(shí)集成了電容觸摸和壓感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的3D觸控，支持的按鍵觸摸類(lèi)型識(shí)別包括按下、釋放、雙擊和長(zhǎng)按。

泰矽微工作人員表示，壓感+電容技術(shù)已經(jīng)很成熟，泰矽微的方案能夠與傳統(tǒng)國(guó)外品牌純電容觸控芯片成本相當(dāng)，但整體可靠性和人機(jī)交互體驗(yàn)提升一大截，具有很高的性?xún)r(jià)比。另外，受益于方案的高集成度，開(kāi)發(fā)人員還可以在外圍添加震動(dòng)反饋方案，在智能面板上提供近似于物理按鍵的觸碰體驗(yàn)。

后記

對(duì)于智能座艙而言，傳統(tǒng)的物理實(shí)體按鍵越來(lái)越顯得格格不入，就像當(dāng)年的智能手機(jī)一樣，按鍵逐漸從機(jī)身上退去。而在打造智能觸控按鍵時(shí)，產(chǎn)業(yè)界也在持續(xù)進(jìn)化，單純的電容式觸控方案已經(jīng)過(guò)時(shí)，雙模將逐漸成為主流。