מעלים את חישת המגע לרמה הבאה

מאז הופעתם של מסכי מגע, עברה טכנולוגיית ממשק המשתמש התפתחות מהירה ומתמשכת, על מנת לעמוד בציפיות הצרכנים שעולות כל הזמן. חישת מגע קיבולי משוקף (projected capacity touch) – גילוי ללא מגע – מאפשרת כעת זיהוי של ריבוי-מגעים ומחוות ברוב הטלפונים החכמים ומחשבי הלוח (טבלט), ויוצרת ציפיות בקרב משתמשים בהתקנים אחרים.

ואולם, לטלפונים החכמים יש יכולת עיבוד משמעותית, שאינה אפשרית בכל היישומים מבחינת חומרה, תוכנה ותקציב הספקים. יישומים כגון לוחות גישה, לוחות מקשים פשוטים או תרמוסטטים, שלטי משחק (gamepad), התקני שלט רחוק ואפילו התקני טכנולוגיה לבישים (wearable) – כולם מייצגים מקרי שימוש שונים באופן משמעותי, במונחים של זמן תגובה, רזולוציה או עלות. לכן, הדרישה לגמישות בהתאמת התכנון חיונית ביותר, אם הטכנולוגיה אמורה לעבור בהצלחה בין שווקים אנכיים מרובים.
ביישומים רבים צריכת ההספק במיוחד מהווה אתגר משמעותי עבור חישת קיבול משוקף (PCAP). אך צריכת ההספק הגבוהה יחסית של רוב הפתרונות בטכנולוגיה PCAP, מגבילה את השימוש בהם באותם יישומים שפועלים בהספק נמוך. חוץ מאשר בטלפונים חכמים, התקנים משובצים יכולים כעת להציע אורך חיי סוללה במונחים של חודשים או שנים במקום במונחים של שעות. הערכה של צריכת הספק וניהולו, מהווים כיום חלק מהותי בהערכת טכנולוגיית PCAP כלשהי, אך השילוב של טכנולוגיית eXtreme Low Power () עם קוד מקור ללא תמלוגים, מאפשר לחברת Microchip להציע פתרון מוצלח לבעיה של PCAP בהספק נמוך.
למשל, אפשר לממש את המחוות של הקשה יחידה, החלקה (swipe), החלקה והחזקה והקשה כפולה באמצעות התקנים זולים שפועלים בהספק נמוך. לדוגמה, לחיישן קטן שפועל במתח של 2 וולט יידרשו 15 מיקרו אמפר בלבד כשהוא במצב סרק פעיל, וכאשר נעורר אותו במגע, הזרם יעלה רק ל-150 מיקרו אמפר במצב סריקה פעילה. בדוגמת תכנון שנעשתה לאחרונה, זרמים אלו תורגמו ליותר משנתיים בחיי הסוללה.
התקני שלט רחוק, שלטי משחק והתקנים אחרים תלויי הספק, יכולים היו להפיק תועלת מהתפתחויות אלו בטכנולוגיית PCAP ובניהול הספקים. גם כאן, כמו בכל יישום, יש פשרות ביחס לביצועים – אבל אפשר לנהל נושאים כמו הספק, גודל ומאפיינים אחרים כדי לעמוד בדרישות התכנון של הספק נמוך.

האתגר הבא
גמישות היא האתגר הבא שבו כרוכה הרחבת טכנולוגיית PCAP לשווקים חדשים. מגמת השוק המתפתחת במהירות של שילוב גילוי מגע ומחווה בהתקנים מעבר להתקנים ניידים, דורשת מהמפתחים חדשנות מהירה. התופעה מובילה למחזורי תכנון מהירים שנדרשת להם אפשרות של תכנון מתקדם וגמיש של בקרים וחיישני מגע בטכנולוגיית PCAP. לפתרונות מסורתיים בטכנולוגיית PCAP יש מחזורי תכנון ארוכים עם מימושים קשיחים, שמורכבים מבקרי מגע בסגנון ASIC ומתכנון חיישנים קבועים. רבים מבין ספקי טכנולוגיית מגע מציעים בקרי מגע ייעודיים בסגנון ASIC כ”קופסה שחורה”, שתואמים לחיישני מגע מסוימים, פועלים עבור היישום הייעודי שלהם, אך מותירים בידי איש הפיתוח גמישות תכנון מוגבלת. פתרונות קבועים אלו לא מאפשרים עריכת שינויים בקוד, נניח אם צריך לבצע שינוי קל במהלך שלב הפיתוח. המשמעות היא שכל שינוי בתכנון החיישנים עלול לחייב מהלך תכנון חדש ולדרוש עבודה מעמיקה מול ספק הטכנולוגיה. תכנונים סגורים אלו מונעים גם שילוב של קוד באותו בקר עבור פונקציות נוספות כגון דחיפה או בקרה של נוריות LED להרחבת הפונקציונליות. יצרנים שנעולים בפתרון סגור כזה, עלולים לשלם מחיר כבד כאשר ייאלצו להגיב במהירות לדרישות השוק.
בתכנון פתרונות PCAP, אנשי פיתוח לא צריכים להיות חסומים על ידי חומרה או תוכנה. אחת הגישות שבעזרתן ניתן להתמודד עם האתגר הכרוך בשמירה על גמישות ותמיכה בשינויי תכנון, היא להעניק למתכננים זכות גישה לקוד מקור ולכלים שיאפשרו להם להתאים באופן עצמאי את טכנולוגיית PCAP, על מנת ליצור פתרונות מותאמים באופטימיזציה. גמישות תכנון זו תניח ללקוחות לנהל פתרונות ממשק מגע משלהם, על מנת לאפשר שינויים מהירים ומוכוונים במסגרת לוחות הזמנים שלהם, מבלי להיות תלויים בספקים חיצוניים.
חברת Microchip נקטה גישה ייחודית למענה על דרישות הלקוחות המנסים לבחור את פתרון PCAP המתאים, בהציעה את שתי האפשרויות, בקר מגע גמיש כ”קופסה שחורה” וקוד מקור ללא תמלוגים, מתאימים לשימוש בתיק מוצרים סטנדרטי של 8, 16 ו-32 בקרי מיקרו PIC. כך אנשי הפיתוח יכולים להתאים באופטימיזציה את התכנון שלהם, לתכונות, לביצועים ולעלויות, ולקבל נתיב הגירה בעל אפשרויות רבות, לשמירה על נתיבי תכנון עתידיים פתוחים ועל עלויות מערכת נמוכות.
החיישן הוא האתגר השלישי העומד בפתיחת האפשרות של אימוץ טכנולוגית PCAP בשווקים נוספים. חיישני מגע בשוק ההתקנים הניידים, הם לא פעם תוצאה של תכנון קנייני עם גישה מוגבלת לשרשרות האספקה. גישה מוגבלת זו מעמידה אתגר בפני מי שמנסים ליצור פתרונות מותאמים אישית, באשר לרכישה ולאי ודאות פונקציונלית. למרבה המזל, פיתוח שנעשה לאחרונה בסוגים שונים של חיישני מגע זולים שפועלים בקיבול משוקף, שניתן להשיגם בקלות ושניתן לייצרם בקלות, מאפשר למתכננים להתחיל לפעול במקטעי שוק חדשים עם תכנונים מאופשרי טכנולוגיית PCAP.
דוגמאות לחיישנים מסוג זה כוללות משטחי מגע (touch pad) וחיישנים גמישים. משטחי מגע אופייניים הם חיישנים זולים מבוססי מעגל מודפס, שמשמשים מתחת לשכבת כיסוי פלסטית, בעלת מראה ותחושה דומים למשטח מגע של מחשבים ניידים. תכנונים כאלו של חיישן סטנדרטי מספקים את תחושת המשטח החלק הרצויה עם תגובת מגע להקשה ולהחלקה, שניתן ליישמם ביישומים רבים, כמו שלטי משחק, מתגי תאורה, קונסולות ברכב והתקני שלט רחוק.
אפשרויות נוספות של חיישנים כוללות חיישני מעגלים מודפסים גמישים וחיישנים מודפסים שנוצרים עם סוגי דיו מוליכים. חיישנים גמישים אלו מציעים אפשרויות תכנון עם משטחים מפותלים או לוחות מקשים עם תאורה אחורית, שאולי אפשר יהיה לפתוח בהם פתחים לתאורת נורות LED. סוגי דיו מוליכים להדפסה וסוגי דיו שקופים יכולים מעתה להיות פתרון של חיישני מגע זולים שניתנים לייצור עבור מוצרים אלקטרונים לבישים – מגזר שוק שמתפתח במהירות ובעל חדשנות רבה.

לסיכום
השימוש בחישת מגע מעבר למרחב היישום המסורתי שלה בטלפונים חכמים ובמחשבי לוח דוחף את היצרנים והמפתחים לחדש ולפתח כל הזמן. אימוץ של טכנולוגיה PCAP שתומכת בהתפתחות מהירה זו יכול להתברר כחיוני, אם הטכנולוגיה אמורה למלא את הפוטנציאל המלא שלה וליצור בהצלחה מהפכה בהתקני האלקטרוניקה המודרניים בכל השווקים האנכיים.

הכתבה נמסרה באדיבות חברת אבנט ישראל.

השתתפו בהכנת הכתבה קרול קראופורד [Carol Crawford], דירקטור, צ’רלי רייגרט [Charlie Riegert], מנהל מוצר
בקרים למסך מגע, חברת Microchip Technology, ויאיר סהר, מנהל שיווק טכני אבנט ישראל.