Pek för alla ytor

Idag tar vi för givet att en bildskärm också kan användas för att styra saker. Norska Touchnetix peklösning fungerar för de flesta typer av material, som plast, läder och trä. Företaget har nyligen fått den certifierad för fordonstillämpningar.

Sedan Elektroniktidningen skrev om Touchnetix år 2018 har mycket hänt. Då fanns det ett bolag i Storbritannien och ett i Norge, dessa har slagits ihop och leds numera från Norge. Den första kretsen lanserades 2019 och idag består kretsfamiljen Axiom av fyra varianter för 54, 80, 112 eller 198 ledare beroende på hur stor skärm den ska betjäna. Dessutom finns modeller för multipek, som fungerar med ”svävande kommandon”, som känner av kraften i trycket och som ger haptisk återkoppling.

– Vi har också lagt ned mycket på att fordonskvalificera dem. Den första bilmodellen med vår krets kom 2022 och idag finns vi i ett par modeller och i några industriella produkter, berättar Gaute Myklebust som är teknikchef på Touchnetix.

Pekfunktionen i bilar är inte längre begränsad till den centrala skärmen. I dyrare modeller kan det finnas pekfunktioner i ratten, på dörrarna för att styra rutorna eller i taket för solluckan plus diverse andra platser.

– Materialet är inte längre något problem, det som har betydelse är hur mycket som finns mellan fingret och sensorn. Det handlar om att vi måste kunna skilja signalen från bruset, säger Iyad Nasrallah på Touchnetix.

Plast, trä och läder är tre material som den kapacitiva tekniken klarar. Det gäller även för centimetertjocka lager och dessutom med ytor som är krökta eller formade på annat sätt för att passa omgivningen eller tillämpningen. Det enda som man på förhand vet inte fungerar är metallytor eftersom de skärmar av signalerna.

Precis som annan kapacitiv pekteknik använder Touchnetix en matris av ledare i vad som enklast kan beskrivas som ett x- och y-plan (även om ytan är krökt). Sedan är det bara att mäta kapacitansen i skärningspunkterna för att lista ut var fingret, pekpennan eller vad man pekar med, befinner sig. Dessutom går det att avgöra hur hårt man trycker eller om det är multipek, plus att den kan tolka beröringsfria tryck och rörelser.

Rent praktiskt skannar systemet kapacitansen i skärningspunkterna genom att skicka ut en signal på 2,5 V topp-till-topp och sedan mäta vad som kommer tillbaka. Det är här som Touchnetix lösning sticker ut. Den har en extrem känslighet med ett signal-till-brusförhållande på 80 dB under perfekta förhållanden.

– Vi gör olika saker för att klara det. Arkitekturen är smalbandig, vi signalerar med en sinusvåg och har väldigt branta filter. Så länge mottagaren inte bottnar kan vi rekonstruera hela signalen, säger Gaute Myklebust.

Det finns också andra faktorer som påverkar känsligheten, inklusive avståndet mellan kretsen och skärmen och därmed hur mycket signalen dämpas av avståndet liksom tjockleken på materialet framför sensornätet.

Under designarbetet ställer man in signalstyrkan för varje ledning och hur mycket de mottagna signalerna ska förstärkas för att få samma känslighet över hela ytan.

Till sin hjälp har konstruktörerna konfigureringsverktyg och för den som vill komma igång snabbt finns utvecklingskort.

Uppdateringshastigheten är 120 Hz för att skärmen ska kännas responsiv. Kravet sätter en gräns för hur många ledare som kan multiplexeras till samma sändare och mottagare eftersom det tar en viss tid att mäta kapacitansen i varje skärningspunkt.

Därav att familjen består av fyra modeller för olika antal sensorledningar.

Under utveckling finns en ny generation som ska lanseras i slutet av nästa år.

– Den adresserar ett par saker. Det handlar om att sänka kostnaden och att minska effektförbrukningen.

För att klara det senare behövs olika vilolägen samtidigt som kretsen måste kunna vakna snabbt när någon ”petar” på skärmen.

Dessutom ska de nya kretsarna hantera övergången till OLED som påverkar brusnivån och som därmed ger nya utmaningar för avläsningsdelen av elektroniken.

Än så länge är det få produkter på marknaden som använder företagets teknik. Förutom några bilmodeller har den bland annat designats in i en utomhusmodell av en laddstation för elbilar. Här är utmaningen både klimatet och att glaset är närmare en centimeter tjockt. En annan produkt som är på väg ut är ett kylskåp med 32-tums skärm.

– Det är en förvånansvärt stor marknad. Man kan se på tv, den visar när det ringer på dörren, man kan styra lamporna från den och ha familjens schema, säger Gaute Myklebust.