ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT
Sep # TME square

ETNtv

Watch ECF videos

 
ECF23 videos
  • Milan Piskla & David Gustafik, Ciklum
  • Jarno Ahlström, Check Point Software
  • Tiitus Aho, Avnet Embedded
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Pasi Suhonen, Rohde & Schwarz
  • Joachim Preissner, Analog Devices
ECF22 videos
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Timo Poikonen, congatec
  • Kimmo Järvinen, Xiphera
  • Sigurd Hellesvik, Nordic Semiconductor
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Andrea J. Beuter, Real-Time Systems
  • Ronald Singh, Digi International
  • Pertti Jalasvirta, CyberWatch Finland
ECF19 videos
  • Julius Kaluzevicius, Rutronik.com
  • Carsten Kindler, Altium
  • Tino Pyssysalo, Qt Company
  • Timo Poikonen, congatec
  • Wolfgang Meier, Data-Modul
  • Ronald Singh, Digi International
  • Bobby Vale, Advantech
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Zach Shelby, Arm VP of Developers
ECF18 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan CTO
  • Heikki Ailisto, VTT
  • Lauri Koskinen, Minima Processor CTO
  • Tim Jensen, Avnet Integrated
  • Antti Löytynoja, Mathworks
  • Ilmari Veijola, Siemens

logotypen

 2022  # square  (4)
TMSNet  advertisement
ETNdigi
Sep # Farnell sajt skyskrapa
A la carte
AUTOMATION DEVICES EMBEDDED NETWORKS TEST&MEASUREMENT SOFTWARE POWER BUSINESS NEW PRODUCTS
ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT US CONTACT
Tweet

TECHNICAL ARTICLES

Älypuhelin älykkäämmäksi kosketuksella

Tietoja
Kirjoittanut Anbarasu Samiappan ja Jaya Kathuria, Cypress Semiconductor
Julkaistu: 06.05.2016
  • Komponentit

Älypuhelinta ohjataan kosketuksella, mutta kapasitiivisilla kosketusantureilla laitteista saadaan vielä nykyistäkin älykkäämpiä. Uusilla toiminnoilla älypuhelimista saadaan mukavampia käyttää ja vähemmän tehoa kuluttavia.

Artikkelin ovat kirjoittaneet Cypress Semiconductorin Anbarasu Samiappan ja Jaya Kathuria. Anbarasu on työskennellyt aiemmin tutkimusinsinöörinä Vetalilla, sulautetun ohjelmiston kehittäjänä Emerson Electricillä sekä projektijohtajana Microchipillä. Cypressin palvelukseen hän tuli kesällä 2010. Hänellä on elektroniikkatutkinto Anna-yliopistosta Intiasta. Jaya Kathuria toimii Cypressillä vanhempana sovellussuunnittelijana.

Älypuhelimesta on tullut keskeinen osa jokapäiväistä elämäämme. Useille se on myös tärkeä tieteellinen instrumentti, digitaalinen lääkäri, e-kirjojen lukulaite, musiikkisoitin, sosiaalisen median väylä, ja monia muita laitteita. Kun älypuhelimen vaatimukset kasvavat koko ajan, suunnittelijoiden halutaan tekevän niistä yhä älykkäämpiä. Ajatelkaamme esimerkiksi puhelinta, joka oppii käyttäjänsä toimintatavat ja voi oppii itse esimerkiksi asettamaan äänenvoimakkuuden säädön käyttäjän kätisyyden mukaan eri puolille laitetta. Tai hallitsemaan näytön toimintoja yhdellä kädellä laitteen takapuolelle asennetun kosketusnäytön avulla.

Tällaisia edistyneitä toimintoja voidaan toteuttaa suhteellisen helposti kapasitiivisen kosketusnäyttötekniikan avulla. Kapasitiivinen aistiminen voi tunnistaa johtavien objektien läsnä- tai poissaolon, mukaanlukien käyttäjän sormet mittaamalla muutoksia kapasitanssissa. Tekniikka taipuu sujuvasti myös painonappien, liukusäätimien, kytkimien, kosketuspaneelien, ja lähesisyysanturin toteutukseen, joiden avulla älypuhelimen suunnittelu voidaan viedä paljon korkeammille tasoille.

Erikoiseleet

Tällä hetkellä kosketusnäytön käyttöliittymä usein pakottaa käyttäjän käyttämään molempia käsiään älypuhelimen ohjaamiseen. Kapasitiivisella aistimisella voidaan luoda eleisiin perustuva liittymä, jonka avulla puhelinta voidaan ohjata vain yhdellä kädellä ja erilaisia toimintoja voidaan hallita pelkän peukalon avulla. Esimerkiksi yksinkertainen nelivaiheinen kapasitiivinen liukusäädin kännykän toisella reunalla voi mahdollistaa toimintoja kuten pyyhkäisy ylös tai alas, kääntäminen ylös tai alas, yksi napautus, kaksi napautusta, pitkä painallus, jne. Näitä toimintoja voidaan käyttää älypuhelimen kaikkien sovellusten kanssa esimerkiksi näyttöjen välillä selatessa, dokumenttien selaamisessa ylös tai alaspäin ja kuvakkeen valitseminen. Tällainen yksikätinen käyttöliittmä voi lisätä puhelimen käytön mukavuutta ja yksinkertaisuutta, mikä voi parantaa käyttökokemusta merkittävästi.

Erikoiseleitä, jotka nelivaiheinen kapasitiivinen liukusäädin mahdolilstaa.

Otteen tunnistus

Kapasitiiviset kosketusanturit kännykän reunoilla voivat tunnistaa, miten käyttäjä tarttuu laitteeseen ja missä. On olemassa suuri joukko toimintoja, jotka voidaan ottaa käyttöön, kunhan laite tunnistaa otteen. Otteen tunnistaminen voi vaihdella vasen- ja oikeakätisen käyttäjän välillä peukalon sijainnin perusteella. Koko käyttöliittymä voidaan tämän tunnistuksen jälkeen dynaamisesti järjestää käyttäjän kätisyyden mukaan. Esimerkiksi äänenvoimakkuuden säätö ja kosketusnäytön kuvakkeet voidaan järjestää uudelleen tämän perusteella.

Tässä on myös turvallisuusnäkökulma. FCC vaatii laitevalmistajia noudattamaan RF-säteilyn SAR-rajaarvoja (Specific Absorption Rate). Kykyä tunnistaa ote tai laitteeseen tarttuminen voidaan käyttää RF-säteilyn säätämiseen sen mukaan on laite kädessä vai pöydällä. Toinen mahdollisuus on integroida puhelimen lukitus otteen tunnistamiseen: käyttäjä voisi lukita puhelimen tarttumalla siihen molemmin puolin koko otteella. Allaoleva kuva näyttää yleisimmät otekuviot.

Ote-esimerkkejä.

Virtuaaliset napit

Tänään useimmissa puhelimissa äänenvoimakkuutta säädetään mekaanisilla säätimillä, joilla on oma, määrätty paikkansa. Näiden painikkeiden muuntaminen kapasitiivisiksi kosketusnapeiksi tekee puhelimesta tyylikkäämmän, mutta tuo myös virtuaalisen äänenvoimakkuuden säätönapin, jota voidaan liikutella mihin tahansa laitteen reunuksessa oleviin kapasitiivisiin antureihin. Koska kapasitiiviset kosketusanturit ovat yksinkertaisia ohuita kuparityynyjä, laitteen ulkoasu siistiytyy ja tulee houkuttelevammaksi.

Älykäs tarkennus

Kapasitiivista aistimista voidaan käyttää myös ohjaamaan näytön toimintoja yhdellä kädellä tukemalla eleiden tunnistusta puhelimen takapinnalla, kuten kuvassa 4 on esitetty. Käyttäjä voisi esimerkiksi säätää tarkennusta valokuvaa otettaessa. Anturin naputtelu voisi siirtää puhelimen valokuvatoiminnosta videon kuvaukseen ilman, että kuvan tarkennus menetetään.

Kapasitiivinen anturi puhelimen takapinnalla antaa käyttäjälle mahdollisuuden nopeasti tarkentaa kuvaa tai vaihtaa kuvaustilasta toiseen.

Läheisyys- ja kasvojentunnistus

Läheisyystunnistus on nopeasti tulossa tärkeäksi toiminnoksi useissa älypuhelimissa. Läheisyysanturin ensisijainen tehtävä on estää vahinkokosketukset tai väärät kosketustapahtumat, kuten esimerkiksi se, kun käyttäjä vastaa puheluun ja samalla kasvot koskettavat näyttöä (ks. kuva alla). Tämä tekniikka myös parantaa laitteen energiatehokkuutta, sillä LCD-näytön taustavalo voidaan sammuttaa puhelin aikana.

Kapasitiivisessa läheisyyden aistimisessa on useita etuja perinteiseen infrapunapohjaiseen aistimiseen. Tärkein etu on se, kapasitiiviset anturit eivät vaadi leikkauksia pintamateriaaliin. Tämä vähentää työkalukustannuksia ja parantaa mobiililaitteen ulkonäköä.

Kasvojen läheisyystunnistus voi sammuttaa kosketunäyttöliittymän, mikä estää virheellisiä kosketusten rekisteröintejä käyttäjän kasvojen osuessa vahingossa ruutuun.

Herätys lähestyttäessä

Laadukkaat kapasiitiviset läheisyysanturit pystyvät tunnistamaan käyttääjn lähestymisen jopa 30 sentin päästä. Tämä toiminto auttaa käyttäjiä löytämään puhelimensa pimeässä, sillä puhelin osaa valaista näyttönsä tai ledinsä kun käyttääj lähestyy sitä. Heräämistä lähestyttäessä voidaan käyttää myös leditaustavalon hallintaan. Tämä toiminto auttaa nopeuttamaan järjestelmän heräämistä, parantamaan laitteen vastetta, pienentämään tehonkulutusta ja myös parantamaan sen ulkonäköä.

SAR-määräykset matkapuhelimissa

SAR-lukema kertoo, kuinka paljon RF-energiaa imeytyy ihmiskehoon sähkömagneettiselle säteilylle altistuttaessa. Säänteluviranomaiset kuten FCC (Federal Communications Commission) vaativat rajoittamaan RF-energian imeytymistä pienentämällä lähetystehoa silloin, kun laite on ihmisen lähellä. Kapasitiiviseen aistimiseen perustuvaa läheisyysanturia voidaan käyttää ihmisen läheisyyden aistimiseen ja RF-tehon pienentämiseen tarvittaessa.

Nappi, ohjaustikku ja hanska

Kosketuskäyttöliittymän pitää älypuhelimessa toimia kunnolla silloinin kun käyttäjällä on hanskat joko kylmän sään tai työn vaatimusten takia. Kapasitiivisen aistimisen edistykset mahdollistavat sen, että anturit voivat aistia heikkoja signaaleja, joita hansikkaaseen puettu sormi tuottaa. Samalla anturi sivuuttaa väärät kosketukset anturin yläpuolella leijuvan sormen takia. Kapasitiivinen aistiminen yhdistää anturilaitteiston ja ohjelmistoalgorimit saavuttaakseen halutun toiminnallisuuden ja herkkyyden hanskakäytössä.

Monissa suurinäyttöisissä älypuhelimissa voidaan käyttää stylus-ohjaustikkua näytöllä navigointiin. Samalla tikulla voidaan käyttää kapasitiivisia nappeka. Tämä kaksitoimisuus on tärkeää mukavauuden kannalta.

Kapasitiivisten kosketusnappien käyttö sekä ohjaustikulla että sormella.

Vedenkesto

Älypuhelimen luotettava toiminta myös kosteissa oloissa vaatii edistynyttä vedenkestoisuutta. Tämä voidaan tehdä kahdella menetelmällä: suojaelektrodilla ja vahtianturilla. Suojaelektrodin avulla estetään väärät kosketukset, jotka aiheutuvat vesipisaroista kosketusanturin päällä. Vahtianturi tunnistaa puolestaan jatkuvasti virtaavan veden, jolloin se estää kaikkia muita antureita reagoimasta veteen. Myös näin vältetään väärät kosketukset.

Kaikki tässä artikkelissa kuvatut edistyneet toiminnot parantavat älypuhelimen käyttäjän käyttökokemusta. Ne antavat valmistajalle myös mahdollisuuden erottautua tuotteillaan kilpailijoista. Toimintojen toteuttamiseksi kehittäjät tarvitsevat käytössä todistetun ja luotettavan kosketusnäyttöjen tekniikan, joka tuo johdonmukaisen korkean signaali-kohinasuhteen (SNR) ja suuren herkkyyden. Kehittäjien pitää myös pystyä kompensoimaan ylimääräinen parasiittinen kapasitanssi. Kehityksen nopeuttamiseksi käytetyn tekniikan pitää olla yksityiskohtaisesti dokumentoitu suunnittelu- ja sijoittelusuuntaviivoineen.

Esimerkiksi Cypressin PSoC-järjestelmäpiirien perhe tarjoaa maailmanlokan kapasitiivisen CapSense-kosketustekniikan: SNR-suhde suurempi kuin 100:1, immuniteetti kohinalle, suojaelektrodit ja alhaisen tehonkulutuksen toimintamoodit. Suunnittelijat saavat myös käyttöönsä tuotantovalmiit ohjelmistoalgoritmit kuten SmartSense Auto-Tuning -tekniikan, joka jatkuvasti monitoroi ympäristöä ja kompensoi kosketusnäyttöä sen pohjalta.

back to top
MORE NEWS

Pian lentokentän skannerista voi kävellä suoraan läpi

Millimetriaalloilla voi siirtää dataa nopeasti, mutta tekniikka auttaa myös nopeuttamaan esimerkiksi lentokenttien turvatarkastusta. Frankfurtin lentokentällä kokeillaan skanneria, jonka läpi matkustajat voivat kävellä. Laite on ensimmäinen laatuaan maailmassa.

Suositusta ohjaimesta suojattu yhteys pilveen

STMicroelectronics on esitellyt ohjelmistot, joiden avulla sen uusimpiin STM32H5-mikro-ohjaimiin perustuvat IoT-laitteet voidaan yhdistää suojatusti ja turvallisesti Microsoftin Azure IoT Hubiin tai Amazonin AWS IoT -alustalle.

Melkoinen yllätys: Nvidia nousee suurimmaksi tänä vuonna

Intel on ollut suurin puolijohdetalo niin pitkään kuin muistaa, mitä nyt Samsung välillä kävi kärjessä muistiensa ansiosta. Tänä vuonna puolijohdetalojen listan kärkeen nousee kuitenkin pitkästä aikaa uusi nimi: Nvidia.

Mitä tarkoittaa halogeeniton kaapelissa?

Kaapeleiden ja johtojen ominaisuuksien luetteloista löytyy usein ”halogeenittomuus”, ”itsestään sammuva” tai kaikenlaisia ”salaisia” lyhenteitä, kuten LSZH. Mitä ne oikein tarkoittavat?

Joko nyt MEMS korvaa kiteet ajastuksessa?

Laitteita on iät ja ajat tahdistettu kvartsikiteillä, mutta tulevaisuus kuuluu MEMS-kellopiireille. Näin ainakin uskoo alueen pioneeri SiTime, joka sanoo uuden Epoch-alustansa mullistavan ajatuksen niin mobiiliverkoissa, teollisuudessa kuin kulutuselektroniikassa.

Tehokas teollisuustietokone luottokortin puolikkaalla

AMD tunnetaan toki ennen kaikkea PC-prosessoreistaan, mutta yhtiöllä on tuotevalikoimassaan myös erittäin tehokkaita valmiita kortteja teollisuuteen. Yhtiö kehuu niistä termillä järjestelmämoduuli eli SOM (system-on-module). Uusin tehopaukkaus on kooltaan vain puolet luottokortista.

Suomalainen tekniikka suojaa kvanttihyökkäyksiltä

Loppusyksystä espoolainen Xiphera julkisti ensimmäisen kvanttiturvallisen tuotteensa, joka voidaan IP-lohkona integroida FPGA- ja ASIC-piireille. Nyt yhtiö kertoo ensimmäisestä asiakkaastaan xQlve-tuotteelle: QuickLogic aikoo tuoda sen eFPGA-piireilleen.

Vanha troijalainen iskee päivittämättömään Exceliin

Kyberturvallisuusyhtiö Fortinet on julkaissut raportin, joka käsittelee pahamaineisen Agent Tesla -troijalaisen uutta versiota. Tämä tunnettu haittaohjelmaperhe tunkeutuu koneelle .NET-pohjaisen etäohjattavan troijalaisen ja niin sanotun tietovarkaan avulla.

Röntgen kertoo, kuinka hyvin litiumionit virtaavat

Vaikkapa sähköauton akku latautuu sitä tehokkaammin, mitä paremmin litiumionit virtaavat sen sisällä. Ionien reaktiivisuutta parantamalla voidaan parantaa latauksen tehokkuutta. MIT:n tutkijat ovat tarttuneet haasteeseen röntgenkuvauksella.

USB ja Bluetooth samassa pienessä paketissa

Ranskalainen Insight SiP on tunnettu pienikokoisten RF_moduulien kehittäjänä. Nyt yhtiö on lanseerannut ISP3080-moduuliin, jossa samaan koteloon on integroitu sekä UWB- että BLE-radiot Moduuli hyödyntää myös Insight SiP:n patentoitua "Antenna-in-Package" -tekniikkaa.

Efecte tuo tekoälyn it-tukeen

Suomalainen ohjelmistotalo Efecte on esitellyt generatiiviseen tekoälyyn pohjautuvan tekoälyn yritysten it-tukeen ja it-ongemien ratkaisuun. Työkalu on nimeltään Effie AI. Tekoälyominaisuudet ovat käyttäjien saatavilla yhdellä klikkauksella, ja käyttäjä voi aina itse päättää käyttääkö tekoälyä, jonka hyödyntämän datan sijainti on aina organisaation tiedossa.

DNA: suomalaiset mobiilidatan suurkuluttajia

Tämä ei oikeastaan ole mikään uutinen, mutta suomalaiset kuuluvat maailman kärkeen mobiilidatan kuluttajina. Alkuvuonna DNA:n ja Elisan tilaajat käyttivät lähes 50 gigatavua mobiilidataa kuukaudessa.

Netgear lupaa, että Wi-Fi 7 yltää joka paikkaan

Reitittimistään tunnettu Netgear on esitellyt Orbi 970 -mallistonsa, joka on samalla yhtiön ensimmäinen uuden polven Wi-Fi 7 -tekniikkaa tukeva reititinperhe. Laite lupaa jopa 27 gigabitin yhteydet kodin verkossa ja kaikkialle ulottuvan signaalin, mutta miinuksena tulee varsin suolainen hinta.

Qualcommilta 4 nanometrin siru keskihintaluokkaan

Qualcomm on pitkään hallinnut Android-luurien high end -mallien prosessorimarkkinoita, mutta keskihintaluokassa kilpailu on kovempaa. Nyt yhtiö haluaa saada lisää markkinoita MediaTekiltä uudella Snapdragon 7s Gen 2 -piirillä, joka on valmistettu TSMC:n 4 nanometrin prosessissa.

Maailman energiatehokkain järjestelmäpiiri tulee nyt Norjasta

Nordic Semiconductor hehkuttaa, että sen nRF54H-sarjan ensimmäinen järjestelmäpiiri on saanut tähän asti parhaat lukemat EEBMC:n energiatehokkuutta mittaavassa ULPMark-testissä. Pisteet osoittavat, että nRF54H20:n sovellusprosessori tarjoaa ainutlaatuisen yhdistelmän käsittelytehokkuutta ja suorituskykyä.

Anturin rooli kasvaa sähköautoissa

Uusimmat anturit eivät ainoastaan auta estämään ajoneuvojen tulipaloja tehokkaammin kuin koskaan, vaan ne myös auttavat vastaamaan sähköajoneuvojen markkinoita hallitseviin ajokantamahaasteisiin. Pian anturit tekevät vielä paljon enemmän.

Jos teet työtä näppäimistöllä, tekoäly muuttaa sen

OpenAI:n ChatGPT lanseerattiin vajaa vuosi sitten ja se on jo ehtinyt mullistaa monen työtehtäviä. Ei ihme, että aihe oli laajasti esillä myös Dell Technologies Forum -tapahtumassa eilen. Keynoten aiheesta piti tekoälyasiantuntija Antti Merilehto.

Sentintarkka paikannus pienellä datamäärällä

Perinteisellä satelliittipaikannuksella päästään jo varsin hyvään tarkkuuteen, mutta jos tarvitaan sentintarkkaa paikannusta, sijaintitietoa pitää parantaa mobiiliverkon signaalin ja liikeanturien avulla. Nyt tämä onnistuu aiempaa pienemmällä määrällä dataa.

Tulevaisuuden piirit makaavat lasin päällä

Kymmenen vuotta sitten Intel ajautui ongelmiin, kun se jäi valmistuksessa TSMC:n, Samsungin ja sitten myös AMD:n jälkeen. Nyt yhtiö aikoo ottaa uudelleen kärkipaikan ja se tapahtuu vuosikymmenen lopulla uuden piirialustan avulla.

Generaattori seuraavan polven laajakaistasignaaleille

Keysight Technologies on esitellyt kompaktin, nelikanavaisen vektorisignaaligeneraattorin, joka pystyy tuottamaan signaalia jopa 8,5 gigahertsin taajuudella 960 MHz:n modulaatiokaistanleveydellä kanavaa kohti. N5186A MXG on Keysightin X-sarjan signaaligeneraattorivalikoimaan kuuluva seuraavan sukupolven laite.

22/8 34 35 36 37 38 39 # pcbway
37 38 39 40  # pc-box
2023 # 50 år pc-box
 2022  # mobilbox
Sep  # Farnell  mobilbox f skyskrapa
22/8 34 35 36 37 38 39 # pcbway klar
37 38 39 40 # mobilbox
Sep # mobilbox
2023 # 50 år mobilbox
TMSNet  advertisement

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

Anturin rooli kasvaa sähköautoissa

Uusimmat anturit eivät ainoastaan auta estämään ajoneuvojen tulipaloja tehokkaammin kuin koskaan, vaan ne myös auttavat vastaamaan sähköajoneuvojen markkinoita hallitseviin ajokantamahaasteisiin. Pian anturit tekevät vielä paljon enemmän.

Lue lisää...

OPINION

Kolme tapaa pidentää tietokoneiden käyttöikää

Ilmastokriisin ratkaiseminen edellyttää teknologian käyttöiän pidentämistä ja laitteiden kierrättämistä jatkuvan uusien laitteiden ostelun ja pois heittämisen sijaan, kirjoittaa Panasonic TOUGHBOOKin Pohjoismaiden maajohtaja Stefan Lindau.

Lue lisää...

LATEST NEWS

  • Pian lentokentän skannerista voi kävellä suoraan läpi
  • Suositusta ohjaimesta suojattu yhteys pilveen
  • Melkoinen yllätys: Nvidia nousee suurimmaksi tänä vuonna
  • Mitä tarkoittaa halogeeniton kaapelissa?
  • Joko nyt MEMS korvaa kiteet ajastuksessa?

NEW PRODUCTS

  • USB ja Bluetooth samassa pienessä paketissa
  • 65 wattia tehoa useammasta USB-portista
  • Markkinoiden suosituin korttitietokone nyt Mouserilta
  • Tähän asti tarkin anturi sähköautojen akustoihin
  • Mouserilta Würthin ohjelmoitava liikeanturi
 

NEWSFLASH

Tweets by ETN_fi
 

Section Tapet