回收电容触控技能 简化智能音箱的人机界面

　　不久的未来，智能音箱和家庭助手将到处可见。按照朱尼普研究公司的数据显示，在2022年前，将有高出7000万的美国度庭安装至少一台智能音箱。

　　自从2015年首次推出以来，智能音箱的成果已经有了显著晋升。音箱可向用户通报音频内容，这仍是消费者为他们的家庭添置一台(或多台)音箱的主要原因。这些音箱配有声控数字助手，可与用户保持“通信”。音箱上的其他物理节制装置必需既保持简朴的特性，同时仍可以启用所需的成果。这些节制装置包罗简朴的电源ON/OFF按钮，音量节制滑块/滚轮，跳过或反复音轨的按钮，麦克风静音按钮等。

　　感激“Alexa”、“Hey Siri”和“OK Google”等语音叫醒指令，语音作为与设备互动的手段变得十分风行。智能音箱之所以能迅速受到消费者的追捧，主要原因之一就是它可以从基础上简化与其互动的进程。根基成果的按钮很是少，大部门都是通过语音指令举办互动。

　　莱昂纳多·达芬奇曾经说过“至繁归于至简。”在21世纪运用这种设计理念，即意味着应该尽大概简化人机界面，而且需要保持直观的设计气势气魄。另外，由于语音是首选界面，因此设计人员必需在界面设计进程中凸显出明明的差别性。图1是传统的智能扬声器HMI。

　　电容触控成果可使设计人员在产物设计中回收奇特的成果并使产物布满竞争剧烈的市场中脱颖而出。本文将先容如何利用带CapTIvate™触控技能的德州仪器(TI)MSP430™微节制器(MCU)实现差别化成果。

　　图1.具有根基HMI的典范智能音箱。

　　回收CapTIvate技能的MSP430™电容触控传感MCU

　　TI MSP430 MCU回收CapTIvate 技能，使得触控设计具有一个集成的成果富厚的电容传感外设。该外设回收高度靠得住的超低功耗设计，且不会影响触控成果，使其成为具有流通HMI的电池供电应用的抱负选择。可设置的CapTIvate 外设同样也支持自电容和交互电容的丈量拓扑布局，使设计人员可在带单一MCU的同一个奇特界面的设计中操作每种拓扑的利益。可耐高分贝噪音的全成果可编程MCU和全面的生态系统使得带CapTIvate技能的MSP430 MCU从浩瀚电容触控节制器中脱颖而出。

　　MSP430 CapTIvate MCU可通过以下方法显著提高智能扬声器中的潜在成果：

　　 机器按钮替换。跟着消费者越来越适应产物上的电容触控按钮，嵌入式系统设计人员开始意识到利用电容触控按钮取代机器按钮的长处。譬喻，你可以利用电容触控按钮取代智能扬声器上的四个按钮，利用单个MSP430 CapTIvate MCU可感知每个电容触控按钮。这可以大大节减按钮本钱，制造剪切按钮的顶部外貌的本钱，及简化妆配流程的本钱。

　　 高级输入， CK系列，譬喻滑块和滚轮MSP430 CapTIvate MCU使系统设计人员可以或许回收先进的输入机制，如滑块和滚轮，节制设备上的差异成果。譬喻，敲击可以打开和封锁麦克风，滑动滑块可以跳过或倒覆信轨，轮式传感器上的旋转触控行动可以增加或减小音量。假如没有电容感到节制器，则无法为这些手势机制提供支持。该培训视频先容了MSP430 CapTIvate MCU上一些3-D手势。

　　 近间隔检测。MSP430 CapTIvate MCU还具有近间隔检测成果，使得只要用户将手放在设备四周，LED环就可以开启和/或问候用户。这项技能为智能音箱设计提供了一个令人赞叹的加强成果。

　　 晋升美学结果。无需切割顶面上的按钮孔是另一项显著的利益：设计人员可以机动设计，使得外貌泛起出越发雅观的结果。它甚至不需要保持外貌完全平坦;富有创意的设计人员可以实验差异的形状和质料，从而采纳可晋升成果和吸引力的设计，以最洪流平得到市场的青睐。MSP430 CapTIvate MCU可实现金属触控、玻璃触控、木柴触控和塑料触控。

　　 晋升靠得住性。触控和靠近探测的靠得住性是保持智能扬声器HMI的简朴朴素特性的要害要素。

　　图2.优雅的HMI可在市场上脱颖而出。

　　很多噪声源对靠得住地检测电容触控组成严重挑战。智能扬声器凡是具有Wi-Fi®和/或蓝牙®毗连，这会增加电磁噪声。MSP430 CapTIvate MCU团结信号处理惩罚算法，低噪声硬件设计和噪声制止技能，确保产物具有精彩的抗噪本领。CapTIvate技能回收配备了跳频振荡器的基于积分器的电荷转移引擎，及寄生电容校正和扩频时钟调制来提高抗噪本领。CapTIvate软件库可提供了几种信号处理惩罚算法，用以提高触控或靠近探测的稳健性。这包罗多频算法，无限脉冲响应(IIR)滤波器，防回跳机制和动态阈值调解。此参考设计展示了一种耐噪声电容触摸HMI设计，同时该视频还先容了CapTIvate MCU的所有抗噪特性。