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隐藏界面:一个崭新的嵌入创新场所

Robert Cravotta?? Embedded Insights Inc?? 2012年06月04日 ?? 收藏0

红外接近感测支持采用主动感测方案的新型隐藏界面功能。在被动感测方案中,传感器可识别环境光输入的变化。例如,当一个人靠近一扇自动门时,传感器感测到的光线会发生一个改变。但是,如果人停下不动,被动感测可能最终建立一个新的基准,系统无法识别此人是否仍然站在门前。与之相比,主动感测方案采用一只或多只红外发光二极管,寻找已知红外光脉冲的反射。红外感测可以作为触摸感测的补充,使系统了解应在何时拒绝触摸。它还能节省系统能源,即当用户将智能手机放在耳边时关闭显示屏,移开时则打开显示屏。

最新一代小型低功耗红外传感器包括Silicon Labs公司的Si114x系列传感器(图2),它能够驱动多只红外LED,在多个维度上感测手势输入。当前红外感测的成本区间约为60美分至1美元之间(批量),具体取决于红外LED的数量以及所需要的相关传感器。

有些下一代红外传感器可以从50cm距离外(大约2英尺)探测到用户的存在。这个感测距离可以让一只调温器根据用户到设备的远近程度,改变其显示内容。例如,当用户在距调温器50cm以内时,显示屏可以显示菜单键以及温度。当用户远离到50cm以外时,整个显示区都显示更大字符的室温数字,这样用户在整个房间都能看到。

通过采用多个红外LED和感测器,系统可以支持一种非触摸的手势界面。根据感测系统的配置情况,它可以感测出用户的手在多个方向的粗略运动。这样,用户在使用手机的烹调应用时,能够采用非接触的操作方法,不用担心手上的油渍和肮脏的食物原料。

Silicon Labs公司人机界面产品经理Ahsan Javed表示:“红外系统不会代替现有的界面技术。它们只是对当前感测系统的增强”。这类增强设备可以有更多的确定性,以改善系统性能、电池寿命,以及用户体验,因为此时无需用户知道系统正在自动地调节很多小的细节。

双核陀螺仪

陀螺仪与加速度计正在实现新的扩展功能,为最终用户带来可见与不可见的功能。MEMS加速度计与陀螺仪正在替代由分立元件组成的笨重传感器,它们有更小的体积和更低的成本,可应用于汽车气囊系统等。2003年以来,加速度计已经用于检测硬盘的跌落。在跌落过程中,硬盘会尝试将系统的机械部分锁死在一个安全位置以提供保护,并在硬盘撞到地面或其它表面以前,保存数据。

当设计者在智能手机和平板电脑中装入了更好的运动感测技术时,这些设备上的应用将开始超越根据设备方向而旋转显示的范畴。移动系统逐步地支持行人水平的推算定位,有助于在室内和多层楼内的导航。系统感测运动已足以支持基于运动的增强游戏,设计者正在用对运动或手势的响应功能替换设备中的按键响应功能。例如,当系统能够可靠地感测到用户何时对设备做某种动作时,设计者就可以去掉机械式的电源开关键。

图2,Silicon Lab公司的Si114x QuickSense红外传感器将多达3只独立LED装在一个2mmx 2mm QFN-10的封装内,支持最远50cm的感测范围、虚拟滑动键,以及3轴运动与手势感测。
图2,Silicon Lab公司的Si114x QuickSense红外传感器将多达3只独立LED装在一个2mmx 2mm QFN-10的封装内,支持最远50cm的感测范围、虚拟滑动键,以及3轴运动与手势感测。

3 轴与6 轴MEMS加速度计与陀螺仪能够分别以不到1美元和3美元的价格(大批量)实现这些功能。意法半导体公司最新面市的MEMSL3G4IS双核陀螺仪的售价不到4美元(千片价格)。双核陀螺仪能识别用户的运动,支持相机影像稳定,运动感测范围为65?/s~2000?/s。一个65?/s范围的传感器就可以感测小的运动,如用于光学影像稳定系统。当用户要以手持方式捕捉清晰的画面时,系统必须对手的抖晃作出感测和补偿。而感测2000?/s的能力则能让系统精确地感测出快速而宽泛的运动,如用户玩游戏时晃动一只球。随着设计者不断寻找到有效的方式来使用先进的运动感测技术,他们也许能够用到9轴和10轴传感器,即增加3轴的磁场感测,以及气压/高度读数。这类器件包括意法半导体公司的iNemo惯性模块。

隐藏界面创新的机会几乎是无穷无尽的,如果能够根据用户有意和非有意的使用模式而调节自己的行为,并在无需用户改变自己的行为方式情况下,对不良模式做出缓冲与补偿,则所有应用都可以做得更好。智能家电有光明的前景,它们可以通过隐藏界面,调整自己去适应用户,而不需要用户去适应家电。

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