ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT
Oct 29/9 30/9 # Rohde supersquare
6/2-15/5 # Period: start idag om möjligt 6/2—15/5 egen prenannons, över- och  underdeldel

ETNtv

Watch ECF videos

 
ECF22 videos
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Timo Poikonen, congatec
  • Kimmo Järvinen, Ziphera
  • 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
Mar Apr May Jun # Farnell sajt skyskrapa
Mar 1-9/4 # Ansys sajt
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

3D-kosketuslevyt mullistavat auton ratin

Tietoja
Kirjoittanut Sunil Thomas, Synaptics
Julkaistu: 22.07.2016
  • Komponentit

Auton ratista löytyy nykyään yhä enemmän mekaanisia nappeja, joilla erilaisia laitteita ohjataan. Jatkossa ne korvataan 3D-kosketusta ymmärtävillä ohjaimilla.

Artikkelin kirjoittaja Sunil Thomas vastaa Synapticsilla autokomponenttien ryhmästä. Hänellä on takanaan pitkä ura puolijohdealalla. Se alkoi jo tutkimusinsinöörinä Universal Instrumentsilla vuonna 1993. Thomas siirtyi Texas Instrumentsille vuonna 1994 vastaten useista tärkeistä asiakkuuksista vuosien aikana, esimerkiksi Canonista ja Applesta. Lokakuussa 2012 hän siirtyi Cypress Semiconductorin palvelukseen automotive-ryhmä vetäjäksi ja toukokuussa 2015 vastaaviin tehtäviin Synapticsin palvelukseen.

Autojen ohjaaminen, navigointi ja viihdejärjestelmän ohjaaminen on muuttumassa yhä hienostuneemmaksi ja monimutkaisemmaksi. Samaan aikaan kuljettajat haluavat turvallisuus- ja mukavuussyistä näiden ohjaustekniikoiden olevan mahdollisimman yksinkertaisia ja helppokäyttöisiä.

Kulutuselektroniikan laitteissa, kuten älypuhelimissa, tableteissa ja kannettavissa tietokoneissa tämä ongelma on ratkaistu graafisella käyttöliittymällä ja käyttäjän syötteitä ymmärtävällä laitteella, joka mahdollistaa monikerroksisten valikoiden läpi kahlaamisen nopeasti.

Sopivin tapa ohjata laitetta riippuu laitetyypistä: pöytäkoneessa hiiri on edelleen yleisin tapa vaikka se tuotiin henkilökohtaiseen tietojenkäsittelyyn jo yli 30 vuotta sitten. Läppäreissä kosketusalusta on noussut hallitsevaan asemaan. Viime vuosina pienempien tietokoneiden kuten älypuhelimien ja tablettien suosituimmaksi ohjaustavaksi on tullut sormi ja kosketus.

Kuva 1. Autoympäristöön optimoitu kosketuskäyttöliittymä kuten BMW:n iDrive korostaa helppoa näkymää ja käytettävyyttä.

Kosketusnäyttö tarjoaa monia merkittäviä etuja. Se on intuitiivinen ja vastaa syötteeseen nopeasti, ei vie kovinkaan paljon tilaa ja poistaa tarpeen käyttää toista oheislaitetta kuten hiirtä. Autoissa kosketusnäytöllä on kuitenkin yksi merkittävä haitta: se vaatii keskittymistä näyttöön, jotta sormen saa asetettua ruudulla oikeaan paikkaan. Autossa tämä vie kuljettajan huomion pois tiestä ja liikenteestä.

Kosketusohjaus rattiin

Näyttö- ja kosketusnäyttövalmistajat kuten Synaptics ovat kehittäneet kosketusnäyttöjä, jotka on muokattu autokäyttöä varten. Tämä tarkoittaa suurikokoisia selkeitä kuvakkeita, joita kuljettajan on helpompi komentaa käsivarren päästä (ks. kuva 1). Paras ratkaisu autonvalmistajien kannalta - joita turvallisuusmääräykset sitovat suuresti – on tekniikka, jota operoidaan niin ettei kuljettaja joudu nostamaan silmiään tiestä eikä käsiään irti ratista.

Tämä on saanut autonvalmistajat kokeilemaan ratkaisuilla, joissa ratin etupaneeliin asennetaan peukaloilla ohjattavia kosketusalustoja. Kuljettaja voi operoida tällaisia kosketusalustoja turvallisesti siirtämättä käsiään luonnolliselta paikaltaan ratin kehältä. Kun tämä yhdistetään tuulilasiin heijastettavaan näyttöön, menetelmä antaa kuljettajalle mahdollisuuden pitää katseensa tiessä kaikissa tilanteissa.

Kosketuslevyn haaste: koko, kustannus ja suorituskyky

Autojen kosketuslevylle tai -alustalle näyttäisi olevan valmis malli. Läppäreiden kosketuslevyt ovat koeteltua tekniikkaa, jotka on kehitetty pitkään tukemaan suuria näyttöjä ja monisormikosketusta, ja ne osaavat tunnistaa jopa eleitä. Kapasitiiviset kosketuslevyt ovat erittäin kevyitä, ohuita ja kestäviä. Läppärien valmistajat osaavat kalibroida levyn herkkyyden niin, että se vastaa nopeasti käyttäjän komentoihin ilman, että hajakapasitanssi aiheuttaisi häiriöitä.

Autoissa ensimmäiset yritykset toteuttaa kapasitiivisia kosketuslevyjä ajautuivat kuitenkin vaikeuksiin. Niitä kokeiltiin auton keskikonsolissa ennen kuin kosketusnäyttöjä oli otettu laajamittaisesti käyttöön. Ohjauslaite, joka vaati käsien irrottamista ratista, ei kuitenkaan koskaan saavuttaisi isoa suosiota.

Selvästi tähän tarvittiin rattiin istutettuja kosketuslevyjä. Perinteisen kapasitiivisen kosketuslevyn selvä etu läppäreissä eli suuri herkkyys osoittautui kuitenkin autossa puutteeksi: koska levy on herkkä kevyemmällekin kosketukselle, se voi helposti rekisteröidä tarkoittamattomia liikkeitä, kun kuljettaja liikuttaa käsiään ratilla normaalin ajon aikana.

Mercedes-Benzin ratkaisu tähän ongelmaan oli aivan toisenlainen teknologinen ratkaisu. Tämän vuoden kulutuselektroniikan CES-messuilla se demonstroi OFN-tekniikkaan eli optiseen sorminavigointiin perustuvaa, rattiin asennettua kosketuslevyä. OFN toimii hyvin, mutta sillä on erinäisiä puutteita autosovellusten kannalta. Se kärsii ympäröivän valon aiheuttamista häiriöistä, myös auringonvalon aiheuttamista. Lisäksi jotkut ihmiset ovat herkkiä levyn taustavalon laserin aallonpituudelle. Suurin este on kuitenkin tekniikan korkea hinta.

Tämäntyyppinen rattiin asennettu peukalolla ohjattava kosketuslevy miellyttää kuitenkin käyttäjiä. Se on intuitiivinen, turvallinen, sulavalinjaisen näköinen ja kestävä ratkaisu, koska toisin kuin perinteinen mekaaninen nappi se ei sisällä liikkuvia osia.

Kosketuslevyn myötä autonvalmistaja voi virtaviivaistaa kuljettajan ohjaimia. Luksus- ja premium-malleissa, joihin monia ylimääräisiä toimintoja pakataan, yksitoimintoisten mekaanisten nappien ja säätimien käyttö voi johtaa melkoiseen säätimien sekamelskaan ratissa.

Useiden perinteisten nappien korvaaminen yhdellä kosketuslevyllä parantaa ratin ulkonäköä, poistaa perinteiseen nappiin liittyvän mekaanisen vian mahdollisuuden ja tekee käyttöliittymästä yksinkertaisen ja helpomman käyttää.

Nyt autonvalmistajat ovat arvioimassa eri metodeja tämän luotettavuuden saavuttamiseksi. Haussa on kompakti ratkaisu, joka olisi edullisempi kuin OFN.

Painallusvoima ja haptinen palaute

Synaptics on yhdessä autojen järjestelmätoimittajien kanssa kehittänyt suunnitteluja, jotka mahdollistavat testatun, kompaktin ja hyvin reagoivan kapasitiivisen kosketuslevyn toteuttamisen ilman tarkoittamattomien kosketusten ongelmaa. Prototyyppien laajat testaukset osoittavat, että kapasitanssiin pohjaava painallusvoiman (force) aistiminen yhdessä kapasitiivisen kosketuksen ja haptisen palautteen kanssa tuottaa juuri oikean yhdistelmän, jolla ohjelmistovalikoissa liikkumisen täysi hallinta onnistuu.

Painallusvoiman aistimisen lisääminen tarkoittaa, että käyttäjän on aktiivisesti painettava kosketuslevyä aktivoidakseen jonkun toiminnon menuvalikossa. Kun järjestelmä aistii painalluksen, se raportoi tämän takaisin kuljettajalle haptisella palautteella. Tyypillisesti kyse on lyhyestä värinästä kosketuslevyllä. Juuri tämän painalluksen ja värinän yhdistelmä – ja mahdollisesti äänimerkki – antaa kuljettajalle riittävän luottamuksen pitää kiinni ratista ilman, että tarvitsee pelätä tarkoittamattomien kosketusten käynnistävän odottamattomia toimintoja ohjelmiston käyttöliittymässä.

Kuva 2. Synapticsin ForcePad-tekniikka aistii muutoksen kapasitanssissa, kun kosketusherkkä alusta taipuu sisäänpäin kohti kapasitiivista painallusvoimaa aistivaa kerrosta.

Kapasitiivinen painalluksen aistiminen on jo testattua tekniikkaa. Synapticsin kehittämää tekniikkaa – mukaanlukien ForcePad-tekniikkaa – käytetään kannettavien tietokoneiden kosketuslevyissä ja ClearForce-tekniikkaa älypuhelimien kosketusnäytöillä. Apple auttoi kaupallistamaan tekniikan 3D Touch -sovelluksellaan. Painalluksen aistiminen riippuu itse kosketuslevyn tarkasta mekaanisesta määritelmästä ja alakerroksesta kosketuskerroksen alla. Kosketuspinta joustaa, kun käyttäjä painaa siihen, mikä tuo kaksi kerrosta lähemmäksi toisiaan ja muuttaa pintojen kapasitanssia. Konfiguroimalla raja-arvoa, jossa kapasitanssin muutos ymmärretään painallukseksi, autonvalmistaja tai -järjestelmätoimittaja voi määritellä sen voiman, jolla käyttäjän täytyy painaa kosketuslevyä aktivoidakseen jonkun toiminnon.

Tekniikka on koeteltua, kestävää ja periaatteeltaan yksinkertainen. Vaikein osa sen toteutusta on painallusvoimaa aistivan kerroksen mekaaninen rakenne, jossa toleranssit määritellään mikroneissa. Erittäin tarkka ja toistettavissa oleva mekaaninen kokoonpano on autoteollisuuden ydinosaamista, joten tekniikka sopii erityisen hyvin autoissa käytettäväksi.

Kuva 3. Synapticsin demonstraatio ratista, jossa on painalluksen voimaa aistivat kosketuslevyt haptisella palautteella.

Synapstics esitteli painallusvoimaa aistivaa ja haptisen palautteen painalluksesta antavaa kosketuslevyään Las Vegasin CES-messuilla tammikuussa 2016 (ks. kuva 3). Se nojaa pitkälti ForcePad-tuotteen kehityksessä saatuun tietoon. ForcePad-tuote ei kuitenkaan sellaisenaan ole suoraan käytettävissä autoissa. Miksi?

Ensinnäkin ajoneuvojen komponenteilta odotetaan pidempää elinikää kuin kannettavassa tietotekniikassa. Materiaalien lämpöluokittelu on myös paljon vaativampaa: autokomponenttien täytyy kestää äärimmäisiä lämpötiloja. Toiseksi sähkömagneettisia häiriöitä ja niille alttiutta määritellään paljon kulutuselektroniikan standardeja tiukemmin. Tämän takia ForcePad-tuotetta pitää muokata jotta se vastaisi autokomponenttien EMC-standardeihin.

Lisäksi läppärissä käyttäjä haluaa suurta kosketuslevyä, joka tukee laajaa valikoimaa eleitä ja kosketustyyppejä. Ratissa käyttääjn liikkeet ovat paljon rajallisempia ja tuettavien eleiden ja kosketustoimintojen määrä on paljon rajallisempi.

Tämän takia Synaptics on autoalan teollisuuskumppaniensa kanssa saamassa valmiiksi painallusta aistivan ja haptisen palautteen antavan kosketuslevyn kehitystyön. Käyttäen autoihin luokiteltuja materiaaleja tämä EMC-vaatimusten mukainen tekniikka vastaa autoalan lämpötila- ja elinikävaatimuksiin. Laadunvarmistus tulee Synapticsilta, joka on maailman suurin älypuhelimien ja tietokoneiden kosketusnäyttöjen ja kosketuslevyjen ohjaimien toimittaja.

Yhdessä autoteollisuuden kehittämien muiden käyttöliittymäinnovaatioiden – kuten tuulilasinäyttöjen ja suurikokoisten kosketusnäyttöjen – kanssa painallusvoimaa aistiva kosketuslevy muuttaa dramaattisesti kuljettajan käytössä olevia ohjauslaitteita. Tuloksena on selvempi ja houkuttelevampi ohjauslaitteiden valikoima, jota on helpompi käyttää ja jopa varmistaa entistä paremmin, että kuskin huomio pysyy siellä missä sen pitää – tiessä.

back to top
MORE NEWS

Kontron lisäsi nopean ethernetin postimerkin kokoiseen moduuliin

Sulautettujen laitteiden moottorien kehitys on välillä hämmästyttävän nopeaa. Hyvä esimerkiksi kehityksestä on saksalaisen Kontronin uusi moduuli. Mitoiltaan vain 30 x 30 millimetrin sirulle on saatu istutettua kaksi gigabitin ethernet-liitäntää, viiden ytimen Arm-prosessori ja tuki verkon reaaliaikaisten toimintojen ohjaamiseen.

Canatu kasvatti tuotantonopeutensa kaksinkertaiseksi

Hiilinanomateriaalien kehittäjä Canatu on päivittänyt hiilinanoputki- eli CNT-kalvon valmistustaan vastatakseen ADAS-lämmitintuotteiden kasvavaan kysyntään autoteollisuudessa. Canatu lisännyt CNT-linjalleen uutta reaktorikapasiteettia ja nostanut samalla automaatiotasoa.

ChatGPT oppi selaamaan nettiä

OpenAI kertoo ryhtyneensä lisäämään ChatGPT-bottiinsa lisäosia eli plugineja. Niiden avulla chattibotti voi liittyä kolmansien osapuolten lähteisiin ja tietokantoihin. Tärkein lienee lisäosa, jolla botti voi hyödyntää Microsoftin Bing-hakukoneen hakuja.

Mystiikka pois valotutkasta!

Edistyneet kuljettajaa avustavat järjestelmät (ADAS) ja autonominen ajo voivat onnistua, kun ajoneuvoa ympäröivä ympäristö tunnistetaan tehokkaasti autonomisen navigoinnin mahdollistaviin algoritmeihin. Tässä käytetään useita anturimenetelmiä, joiden tiedot yhdistetään yhteen täydentämään toisiaan ja tarjoamaan redundanssia. Näin jokainen tekniikka voi hyödyntää omia vahvuuksiaan ja tarjota paremman yhdistetyn ratkaisun.

Matlab sai parannellun testityökalun

MathWorks on esitellyt uudet versiot Matlab- ja SImuLink-työkaluistaan. Tuttuun tapaan päivitykset sisältävät molempiin uusia ominaisuuksia. Ehkä tärkeimmät uudet toiminnot on tuotu Matlabin testaustyökaluihin

Terveysteknologia ennätysvientiin viime vuonna

Terveysteknologian tuotevienti oli viime vuonna 2,65 miljardia euroa. Kasvua edellisvuodesta oli 6 prosenttia. Terveysteknologia ry:n toimitusjohtaja Saara Hassisen mukaan viime vuonna ala palasi normaalin kasvun aikaan.

Embedded World ylitti järjestäjien odotukset

Sulautetun elektroniikan ammattilaiset kokoontuivat viime viikolla Nürnbergiin alan tärkeimmille messuille. Järjestäjän mukaan Embedded World oli menestys ja kävijämäärä ylitti järjestäjän odotukset.

Piirit alkavat tukea uutta Bluetoothia

Bluetooth Special Interest Group on julkaissut Bluetooth-tekniikan uusimman version. Tekniikan versio 5.4 tuo erityisesti IoT-käyttöön tärkeitä uusia ominaisuuksia, joita piirien valmistajat haluavat nyt hyödyntää. Infineon on yksi ensimmäisiä 5.4-versiota siruissaan tukevia.

Suomen Yhteisverkko sai uuden toimitusjohtajan

DNA:n ja Telian yhteisesti omistaman Suomen Yhteisverkko Oy:n toimitusjohtaja Antti Jokinen jättää tehtävänsä yhtiön palveluksessa. Uudeksi toimitusjohtajaksi on nimitetty huomisesta alkaen Sami Siiki, joka on aiemmin työskennellyt Telian verkoista vastaavana johtajana ja Suomen Yhteisverkko Oy:n hallituksen varapuheenjohtajana.

Neljä kymmenestä pelkää, että tekoäly vie oman työn

ChatGPT osoittaa, ettei tekoälyn kanssa kannata edes yrittää kisata ainakaan missään rutiinitehtävissä. Esimerkiksi muistioiden yhteenvedot tekoäly tekee paremmin ja nopeammin kuin kukaan. AtlasVPN:n esittämän datan perusteella neljä kymmenestä eli lähes joka toinen pelkää, että lopulta tekoäly vie oman työn.

 2022  # mobilbox
TMSNet  advertisement
6/2—15/5 # egenannons mobilbox ecf
Mar Apr May Jun # Rohde mobilbox
Mar Apr May Jun  # Farnell  mobilbox f skyskrapa
Mar 1-9/4 # Ansys sajt

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

Mystiikka pois valotutkasta!

Edistyneet kuljettajaa avustavat järjestelmät (ADAS) ja autonominen ajo voivat onnistua, kun ajoneuvoa ympäröivä ympäristö tunnistetaan tehokkaasti autonomisen navigoinnin mahdollistaviin algoritmeihin. Tässä käytetään useita anturimenetelmiä, joiden tiedot yhdistetään yhteen täydentämään toisiaan ja tarjoamaan redundanssia. Näin jokainen tekniikka voi hyödyntää omia vahvuuksiaan ja tarjota paremman yhdistetyn ratkaisun.

Lue lisää...

OPINION

Poliitikot eivät kykene ratkaisemaan autoalan verotusta

Autoalan tiedotuskeskus järjesti tänään Nollasta sataan -paneelikeskustelun, jossa poliitikot keskustelivat sekä liikenteen päästöistä että sen verottamisesta. Paneeli osoitti ennen kaikkea, että poliitikoilla tulee olemaan suuria vaikeuksia laatia kestäviä, tasapuolisia ja järkeviä ratkaisuja ongelmiin.

Lue lisää...

LATEST NEWS

  • Kontron lisäsi nopean ethernetin postimerkin kokoiseen moduuliin
  • Canatu kasvatti tuotantonopeutensa kaksinkertaiseksi
  • ChatGPT oppi selaamaan nettiä
  • Mystiikka pois valotutkasta!
  • Matlab sai parannellun testityökalun

NEW PRODUCTS

  • Lähes gigatavu sekunnissa muistikorteille
  • 65 watin laturiproto nopeasti
  • Intelin ARC-näytönohjaimen saa nyt Rutronikilta
  • Sovellus lataa sähköauton automaattisesti halvimmalla sähkönhinnalla
  • Farnellilta nyt tekoälyä verkon reunalle
 

NEWSFLASH

twitter
ETN_fi @ETN_fi
ETN_fi RT @joeprkns: Last night I used GPT-4 to write code for 5 micro services for a new product. A (very good) dev quoted £5k and 2 weeks. G…
maalis 17 • reply • retweet • favorite
ETN_fi This is why Nokia lost the game in mobile phones - an insiders view https://t.co/NB5Wndkx5p
joulu 12 • reply • retweet • favorite
ETN_fi @OnePlus_FI lahjoittaa Pelastusarmeijalle 50 puhelinta jouluapuun. Iso- Britanniassa samanlainen lahjoitus tehdään… https://t.co/LKdl2Pywie
joulu 07 • reply • retweet • favorite
ETN_fi Finnish PM Sanna Marin: We need to cut our dependence on China. https://t.co/598gQXKvlj #Slush2022 #China #electronics #semiconductors
marras 17 • reply • retweet • favorite
ETN_fi https://t.co/ugg6A09vln Need cm level accuracy in your positioning device? Now you can explore this with #ublox two… https://t.co/5rQNxsAu5V
loka 07 • reply • retweet • favorite
web design services
 

Section Tapet