全方位剖析当下流行的汽车智能表面触控开关

随着汽车技术发展,汽车智能化是当前的主题,汽车内饰智能表面,塑电一体化,电子和内饰的融合等概念是现在流行的话题。这些都离不开汽车传统的物理按键开关到当下流行的触控开关。

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Canatu配合佛吉亚研发的门板

相比于传统的物理按键,触控开关占用更少车内空间,有着更高的设计自由度以及更好的装饰性、操作便捷等优点,正在逐步走向大规模量产应用中。

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PSA的DS7中控屏的下方集成着很多触摸式的按键

触控开关还可以通过IMD等工艺整合,让装饰性表面实现触摸控制,让功能性区域更具装饰性。让车内空间充满科技感、美观、舒适感,获得一种高级感。

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佛吉亚与导电薄膜供应商canatu联合开发过一款3D触控demo:触摸开关可以进行3D造型,同时整合灯光、显示,科技感满满。

什么是触控开关?

触控开关通过触摸便可以实现对电器等的开关控制。通过人体的部位(比如手指)接近开关所产生的电容或电阻的波动,给芯片传递指令,由芯片控制开关电路,实现开启或者关闭用电器的目的。在开关电器的过程中,人体不需要近距离接触电源。

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目前触控开关的应用正在不断拓展,很多高端的家电产品以及汽车内饰智能表面都选择了这种触控开关,不同的是汽车产品在耐温性、耐候性、稳定性等多方面都会有更高的技术与性能要求。

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松下电器,采用触控开关

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吉利几何A-GE11上的顶灯采用触控开关控制

在很多非汽车类的触控开关上,就能看到触摸开关在外观、设计等多方面的优势:触控开关没有薄膜开关那样的按键行程,可以做成非常平整的表面,可实现完美的表面处理工艺技术。

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汽车触控开关采用的是电容式感应技术。

我们知道人体是导电的,而电容式感应按键下方的电路能产生分布均匀的静电场,当我们的手指移到按键的上方时,按键表面的电容发生了改变,按键内部的相关电路依据这种电容的改变来做出判断,实现预定的功能,目前的触摸控制可以达到99%的精确度,具备小于3ms的响应速度。

触控开关的关键技术之一——触摸薄膜

触摸薄膜其实就是触控摸开关的电路所在,它是通过各种导电材料的不同分布(或丝网印刷、或镀膜等)来实现的。这个产品的主要特征就是按键区域透明的部分,因为汽车智能表面一个很重要的方面就是照明,这也是我们为什么需要透明电极的一个原因。下面这个产品我们可以了解到他由很多次印刷完成,比如银浆,PEDOT,碳浆,绝缘保护油墨等等。

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对于透明电极,现在各加工厂商还会要求能具备一定的拉伸性能,传统的ITO材料可能就会有一定的局限性了。但是像纳米银线、metal mesh、碳纳米棒、石墨烯等材料就不会有这个烦恼了,我们来看碳纳米棒导电薄膜供应商CANATU做的一个3D触摸开关demo。

触控开关与薄膜开关

说到触控开关,小编觉得有必要提一下薄膜开关,因为他们之间的大部分工艺和原理有相似之处,这让很多人对这两个产品上很容易混淆。

薄膜开关的主要类型是薄膜开关面板,它是一种由刚性或柔性印制电路板为基体,安装上有手感或无手感按键,再覆以印刷有彩色装饰性图案的塑料(聚碳酸酯PC、聚酯PET等)薄膜面板构成的、集开关功能和装饰性功能为一体的电子部件,是一种新型的人机对话界面。其开关电路与整机的连接方式可采用焊接或插接的方式来完成。下图就是一个在家电中常用到的薄膜开关产品。

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薄膜开关主要应用在白色家家电上,比如洗衣机,冰箱,微波炉等等。结构示意图如下:通常是装饰面板是PET薄膜材料通过印刷然后成型而成,通常会做成凸起式样。然后通过上下电路(有些中间会增加金属锅仔片),然后这些层之间都是通过胶片黏贴而成。

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相对来说,薄膜开关结构简单、价格更便宜,为什么汽车行业没有用薄膜开关而是直接选择触控开关呢,首先小编认为薄膜开关还是属于物理按键的范畴,对比于传统物理按键没有突破;其次薄膜开关在设计上表面有一些突出来的部分,说实话看起来确实没有太美观;最后也是非常重要的一点,薄膜开关的表面需要选择PET材料,但是PET材料的耐温性可能无法满足汽车行业的需求。另外一些好的白色家电,智能家居等等后面更多也会选择触控开关。

而在汽车上,汽车智能表面的触控按键替代物理按键是发展的必然趋势。

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智能时代,汽车触控开关取代传统按键开关是大势所趋,但触控开关要做的还有很多:比如说当前最重要的做好反馈,防止误操作。技术的进步需要主机厂、方案设计、零部件供应商、材料企业等的共同努力。

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江耀贵

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