比如說,可同步操作的廚房家電已準備引發一場烹飪革命,我們以遠端遙控設定烤箱、瓦斯爐具及微波爐來進行精確的溫度控制與進餐準備。家電可以利用藍牙(Bluetooth)與智慧型手機和其他網路化的裝置通訊,來協調各式各樣的任務。利用冰箱內建的攝影鏡頭,可以遠端訂購生活用品;甚至還可以檢查洗衣機和洗碗機內部的清潔劑供應液位是否過低。多家主要的家電製造商都在開發或者已推出網路家電產品線,這類產品的設計可以協調並簡化大量繁雜的家事,更可與物聯網(IoT)技術銜接,實現智慧家庭(Smart Home)。

家電用的馬達及其他的機械條件的發展步伐,往往落後於功能性的技術發展速度。這意味著當今的設計工程師們需要找到具有成本效益的策略,將最新的電子功能導入到高階機型的家電當中,以滿足高要求消費者的需求,同時為經濟型的中階和基本款產品提供簡化的選項。

同時具備功能性及趣味性的電容式技術

現有的電子解決方案與設計策略的組合不斷擴大,有助於製造商設計出更為時尚、智慧的產品。先進的電容式觸控感測器等技術可提供設計自由度、實惠價格及可擴充性,為更多的家用電器增添強化的LED照明和其他高階功能。下一代的電容式技術能給予更大的設計自由度,以經濟的方式來整合各種強化性能,提高家電的功能性,對於當今喜愛高科技的屋主而言,更具吸引力。

電容式觸控感測器在高要求的應用中部署廣泛,性能久經考驗,可以透過測量電容上的變化來探測是否有物 體存在(通常是將手指放在圖標標示的觸控區)。電容式感測器的輕觸式觸控功能可迎合所有人,而且更加好用。新款家電採用客製化的電容式觸控感測器開關,結果將逐步替換掉機械式開關,這是因為前者可以提供更大的設計靈活性,並比傳統的系統更為耐用,而且家電的操作效率也會更高。

電容元件可以採取客製化設計,適用於全系列的家電應用,從體積較小的微波爐和飲料機到專業的烤箱和冰箱在內。電容式觸控開關依照IP67 等級的規範而設計,能夠有效地避免灰塵、水和化學品的侵入。電容元件採取固態設計,不含任何運動零件,從而可延長產品的壽命。

一套有效的整合式電容解決方案通常包含圖形覆蓋膜(overlay)、選裝的背光層,以及電路。啟動時,無需直接的電氣接觸,這樣覆蓋膜面板可以採用一層更厚的高耐久性塑膠或壓克力材料構造,使其顯得更加平整,並呈現更為理想的玻璃狀外觀。在選擇和製作覆蓋膜時,環境因素是重要的考慮事項。儘管大多數的住宅都處在相對穩定的環境中,家電則容易受到每天溫度和濕度變化的影響,此外,還有頻繁使用產生的影響;有些時候,家居使用者還會出現使用不當的情況。

賦予創造性與可擴展性

圖形覆蓋膜提供了第一印象,而電容元件背後的功能來自於電路。電容介面有多種基板材料可選,包括剛性的印刷電路板、或者聚酯和聚醯亞胺的柔性電路在內,而每一種基板在設計上都具有獨一無二的挑戰,製造成本及在操作上的侷限也各不相同。微處理器在電路中居於核心地位,使電器可以正確地運行,允許韌體客製功能、連接性和強化的使用者體驗。

電容式觸控開關具有一系列功能上的特點,以及具有附加價值的功能,包括客製化的背光、離散式按鈕、線性滑桿,以及滑動轉盤等。設計人員越來越多的利用這些強大功能,以及設計靈活性,將節能低功率的LED照明以創新的方式整合到電容式觸控感測器開關中。獨立的LED在性能輸出、輸入要求,以及環境規範方面提供很多不同選項,從而突顯了整體組裝設計對客製化解決方案的需求。

例如,一台基本型的洗碗機可能只在所有按鍵上提供簡單的開關照明功能,然而高階型號卻以相同的基本覆蓋膜整合彩色的LED指示燈,並且增加功能以實現可調節控制功能,或者逐漸變暗的亮度控制效果。這種具可擴充性的設計層次,往往可協助製造商節省成本。

在最近的一項原型設計專案中,一家電子解決方案的製造商開發出觸控感應的開關面板,讓客戶針對同一產品線同時設計的冰箱和洗碗機的外表和觀感互相配襯。除了美感匹配之外,製造商還希望各個不同的家用電器和型號能重新利用基本型觸控式感測器的電路圖,從而能夠協助標準化整體使用者介面,以獲得最佳的視覺衝擊力、功能性,協助客戶實現現有及未來家電產品的相容性。可擴充的原型元件相對較長和較窄,以整合的微控制器來實現面板功能。精密的小鍵盤設計則採用了多個緊密排列的電容式觸控按鍵、滑桿及旋轉手勢控制功能,可以單獨或一起點亮,並逐漸變暗。

LED背光是覆蓋膜和電路之間的一層薄層設計,與側光技術或邊緣按鈕相比,在家用電器上通常可以提供更加簡潔的美感。由於LED提供的是單點光源,顯微組織結構可導致光束在背光區域上均勻的散佈開來。兩種原型設計都結合成型光導與散射的LED照明,在更大的可視覆蓋膜表面區域上實現更加均勻一致的照明範圍。採用高速串列通訊技術來管理照明控制與感測器報告,確保一致的靈敏反應。

醒目、高效率且穩健

優異的功能和時尚的設計,為家電消費者帶來了良好的第一印象。在家電的設計中,電容式觸控輸入的發展速度現已超過了機械式介面與電阻式觸控。電容式開關是一種可擴充的支援技術,在直覺的使用者介面中可提供更高的整體可靠性,以及更加醒目的LED增強功能。客製化的電容式設計可以整合並融入多種的開關格式與佈局,以及各種觸控式和非觸控式產品的組合。下一代家電設計中的其他主要優勢包括:

˙堅固耐用的固態設計,無發生磨損的運動零件; ˙便於家電的清潔,防污染物及化學品的無縫覆蓋膜; ˙厚聚酯覆蓋膜或玻璃可提供保護,並且輕觸即可啟動; ˙設計優雅,外觀方案幾乎不受限制——色彩、材質及別樹一幟的LED背光解決方案; ˙簡化功能控制單元和客製化韌體的整合過程。

消費者信賴領先的家電品牌,並且信賴高階產品的聲譽及品質。電容式開關技術可以協助製造商的產品在展示中心內脫穎而出,讓精通科技的買家愛不釋手。