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德州儀器提升駕駛體驗(yàn)的四個(gè)技術(shù)趨勢(shì)

本文作者：德州儀器點(diǎn)擊： 2017-11-20 15:15

前言：

根據(jù)美國(guó)汽車協(xié)會(huì)交通安全基金會(huì)的一項(xiàng)調(diào)查，成年駕駛員每天的駕乘時(shí)間最長(zhǎng)可達(dá)58分鐘。鑒于上下班或堵車所消耗的時(shí)間，駕駛員希望獲得舒適的駕乘體驗(yàn)也就不足為奇了。為此，汽車制造商正在為汽車不斷添加新的功能。

這篇博文將討論如何將一些最具創(chuàng)新性的功能集成到汽車中，包括觸覺(jué)反饋觸摸屏、旋鈕更換、智能玻璃和驅(qū)動(dòng)程序通知應(yīng)用程序。

集成觸覺(jué)觸摸屏
一些信息娛樂(lè)觸摸屏不具備用于確認(rèn)用戶按到正確按鈕的觸覺(jué)反饋。屏幕的觸覺(jué)反饋功能可以減少駕駛員再次查看中控臺(tái)屏幕進(jìn)行確認(rèn)的時(shí)間，有利于提高道路的安全性。一般的平板電腦和手機(jī)的觸覺(jué)反饋并不充分，不足以克服道路和發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的影響。

許多工程師發(fā)現(xiàn)，將一個(gè)或多個(gè)螺線管搭配螺線管驅(qū)動(dòng)器（如TI的DRV251x-Q1系列螺線管驅(qū)動(dòng)器）是提高反饋力度的一個(gè)有效方法。使用螺線管提供反饋與使用諸如線性諧振器（LRAs）、偏心旋轉(zhuǎn)質(zhì)量（ERM）或壓電器等典型執(zhí)行器不同。為了驅(qū)動(dòng)推動(dòng)大質(zhì)量的螺線管，如8英寸信息娛樂(lè)屏幕，您需要一個(gè)大電流器件。DRV2511-Q1集成驅(qū)動(dòng)器可提供高達(dá)8A的峰值電流對(duì)螺線管充電。

圖1所示為驅(qū)動(dòng)15V典型螺線管所需的電流；峰值電流為2A。根據(jù)移動(dòng)質(zhì)量的重量，螺線管可能需要高達(dá)6A或更高的峰值充電電流。

圖1：螺線管加速度圖：加速度= 5.85G / div；電流= 2A / div；電壓= 5V / div

旋鈕更換
將傳統(tǒng)的旋鈕更換為最新的觸覺(jué)旋鈕不僅可以為汽車制造商節(jié)省成本，同時(shí)還能延長(zhǎng)汽車儀表板的使用壽命。機(jī)械旋鈕的多個(gè)運(yùn)動(dòng)部件會(huì)隨著時(shí)間自然磨損。TI將在CES展示的原型中，可以幫助汽車設(shè)計(jì)師以觸覺(jué)反饋旋鈕替代機(jī)械部件。該解決方案也使用螺線管和DRV251x-Q1驅(qū)動(dòng)器系列。

我們正在開(kāi)發(fā)的一款參考設(shè)計(jì)將電容觸摸集成到旋鈕設(shè)計(jì)中，組成了觸覺(jué)旋鈕的反饋回路。旋鈕將保持靜止，但是當(dāng)使用者手指在旋鈕周圍滑動(dòng)時(shí)，螺線管將啟動(dòng)，產(chǎn)生明確的咔嗒感。這種反饋會(huì)讓人感覺(jué)它在像一般的機(jī)械旋鈕一樣轉(zhuǎn)動(dòng)。圖2所示為我們的3D打印原型旋鈕的頂視圖和底視圖。

圖2：3D打印螺線管旋鈕

智能玻璃
您知道汽車防曬膜這一應(yīng)用可能會(huì)經(jīng)歷一場(chǎng)變革性的發(fā)展嗎？隨著玻璃材料的進(jìn)步，電動(dòng)防曬膜已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。使用高壓壓電驅(qū)動(dòng)器，汽車駕駛員可以根據(jù)時(shí)間或情緒控制車窗的著色量。TI的DRV2700壓電驅(qū)動(dòng)器可以在USB功率電平耗盡時(shí)為智能著色玻璃提供所需的高電壓。DRV2700具有105VP的集成升壓轉(zhuǎn)換器，靜態(tài)電流為24mA。與微控制器一起使用時(shí)，DRV2700可以提供從透明色到暗色的自定義車窗色調(diào)，如圖3所示。當(dāng)駕駛員將汽車在陽(yáng)光下停放一天時(shí)，這種智能玻璃甚至可以為擋風(fēng)玻璃著色。

圖3：玻璃更換顏色的并排圖像

駕駛員通知
駕駛員通知也被廣泛地集成到汽車中。這些通知可能出現(xiàn)在方向盤或座位上，當(dāng)盲點(diǎn)位置有車輛時(shí)，或者駕駛員無(wú)意中越過(guò)車道時(shí)，提醒駕駛員。通常情況下，強(qiáng)大的ERM會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)力的觸覺(jué)反饋。DRV2605L-Q1設(shè)計(jì)用于驅(qū)動(dòng)ERM，并包含了可以提供不同類型效果的集成波形庫(kù)。這樣設(shè)計(jì)人員可以提供豐富的通知形式，例如音量不斷提高的嗡嗡聲、脈沖警報(bào)或不同長(zhǎng)度的嗡嗡聲等。TI的EvoCar，如圖4所示，在座椅和方向盤上展示了這些不同的效果。

圖4：CES 2016上TI 的EvoCar演示

今天我向大家介紹了四種不同的功能，但仍有很多其它功能正在開(kāi)發(fā)中，旨在最大程度地幫助駕駛員提升駕駛體驗(yàn)。無(wú)論您是希望通過(guò)升級(jí)旋鈕來(lái)降低更換成本，延長(zhǎng)使用壽命，或是使用奢華的智能玻璃來(lái)增強(qiáng)駕駛員的隱私保護(hù)，TI都能滿足您的設(shè)計(jì)需求。請(qǐng)?jiān)L問(wèn)TI Designs參考設(shè)計(jì)庫(kù)獲得更多的汽車參考設(shè)計(jì)。

其他信息
• 了解更多關(guān)于應(yīng)用觸覺(jué)反饋設(shè)計(jì)的信息。
• 觀看本培訓(xùn)系列，了解為什么電氣系統(tǒng)應(yīng)與執(zhí)行器匹配。
• 回顧在本博客系列中選擇觸覺(jué)反饋時(shí)要考慮的重要因素：選擇觸覺(jué)反饋時(shí)要考慮的八件事 - 第1部分和選擇觸覺(jué)反饋時(shí)要考慮的八件事 - 第2部分。
• 想要了解線性諧振器如何工作？點(diǎn)擊閱讀我們客戶發(fā)表的博文。
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