家电触摸屏工作原理（家电触摸屏失灵修复小技巧）

多年前，厨房和洗衣设备上的触摸屏是CES 上展示的一个概念，旨在吸引与会者并展示公司的愿景。如今，带有触摸屏的白色家电已成为现实，至少对于某些高端电器而言是如此。随着物联网(IoT) 的发展，未来的愿景是触摸屏扩展到更多、成本更低的设备。在互联网连接的推动下并为用户提供应用程序功能，触摸屏人机界面(HMI) 解决了多种操作环境问题并提供了美观的选择。

电容式触摸技术在家电中的应用

电容式触摸技术主要用于触摸按钮、滑块和滚轮，已在白色家电应用中广泛采用，以取代机械按钮和旋钮。除了降低系统成本之外，电容式触摸技术还提高了可靠性，因为机械按钮或旋钮随着时间的推移更容易破裂或在接触水、油脂或脂肪时粘住，这在厨房和洗衣应用中很常见。家里常见的物质。此外，位于玻璃或塑料表面下方或后面的触摸传感器提供了一种简单的方法来清洁表面并支持各种时尚的设计选项。

触摸屏按钮和滑块已经在电器中流行，但带有用于连接互联网的大显示屏的冰箱使用触摸屏技术来提供干净、有吸引力的外观。

触摸按钮和滑块的这些优点也适用于电容式触摸HMI 触摸屏，允许用户与设备以及互联网进行通信。此外，连接到互联网的物联网设备为家电制造商提供了关键优势，包括：

1、远程维护

2. 提供商数据挖掘以了解用户模式

3. 电源管理- 同步大电流设备以避免电源线

尖峰上

4. 远程错误修复和产品增强的固件更新

与此同时，物联网连接为用户带来了好处，制造商可以通过促销来销售支持触摸屏的设备，包括：

1.下载某些产品的烹饪说明、食谱和最佳实践

2.洗衣机粉末及用途，洗衣机编程，甚至根据观察粉末或液体的类型及处理故障

3. 固件更新以添加新功能并提高性能

4. 天气、新闻和股票更新

然而，尽管为提供商和用户带来了所有这些好处，但仍有一些设计问题必须解决。

解决白色家电应用问题

与现代智能手机和汽车类似（但意义不同），触摸屏HMI 的三个最常见的白色家电应用问题是抗噪性、防潮性和用户戴着手套时的触摸命令识别。触摸屏控制器或IC 如何解决这些问题使其独一无二。

在抗干扰方面，专利技术使控制器更能抵抗来自电源线的噪声。这对于美国以外的地区尤其重要，因为这些地区由于缺乏接地或接地连接不良而具有极其嘈杂的电源线。该噪声通过电源线传导至电源并传送至触摸控制器IC。

触摸控制器是一种极其敏感的组件，可测量纳库伦电荷。只需用手指触摸触摸屏，就会从屏幕上吸取少量电荷，需要始终正确解释该电荷。噪声会向传感器注入大量电荷，并使控制器混乱，尤其是没有足够抗噪能力的控制器。

通过假触摸事件或幽灵触摸，随机按钮开始自行按下。在烤箱中，这可能非常危险。例如，虚假触摸事件可能会在用户无意的情况下启动自清洁循环，并且存储的物品可能会给用户带来安全问题和危险情况。这是每个电容式触摸控制器都会遇到的问题，但专利技术可以规避传导噪声并控制该问题。

为了解决噪声问题，控制器过滤共模噪声并通过跳频方案避免噪声问题。该专利方法利用自电容触摸和互电容触摸扫描，并涉及差分触摸感应。 IC 不是将每条传感线视为其自己的独立组件，而是测量传感线对之间的差异；这消除了两条线路共有的任何噪声。如果在显示器的相似区域出现相同的噪声，则该噪声将被消除，因此仅保留有效信号。这种差分触摸感应提供了非常有效的噪声消除/抑制水平。

在电器中，洗衣机或冰箱压缩机中的电机以及电磁炉上的燃烧器会辐射降噪频带内的噪声，从而为这些电器上的触摸屏显示器提供可靠、强大的性能。因此，避免了误触事件。然而，检测合法触摸并将其报告给主控制器也很重要，以避免噪声导致错过触摸事件，即当用户期望发生某些事情时，却什么也没有发生。

由于水和其他液体在厨房和洗衣房中很常见，因此需要防潮。例如，如果炉子上的锅沸腾并且其内容物滴到触摸屏上，则不应发生误触摸事件。然而，雾或液滴也会引起问题。因此，检测湿气或水接触的能力应该是每个从事家电触摸屏HMI 设计的关键要求。

当屏幕有雾气或小水滴时应支持多点触控操作。虽然设备应用程序中通常有两次触摸，但设备设计人员可以在较大的显示器上支持十次或更多触摸，以便多个用户可以同时触摸。如果用户触摸屏幕时积水，或者横向屏幕落下较大的水滴，应抑制因水引起的误触，并支持正常的单指操作。设计人员应避免意外接触盐水等高导电液体，甚至漂白剂等清洁溶液。

触摸屏HMI 技术的另一个方面是手套支持。在厨房里，通常会戴薄手套和厚手套。目前发货的设备中的触摸屏IC 中没有使用多种功能，这些功能在可以为最终用户提供重要价值时经常被忽视和不使用。

在开发过程中打开并调整时，控制器中的可选手套支持功能可为厨房常用的手套（厚度约为10.1 毫米）提供多点触摸（最多5 次触摸）。当厨房水槽旁戴手套的人需要与冰箱或炉灶触摸屏进行交互时，可以使用手套。

更常见的是，在烹饪时，会使用通常由硅胶制成的厚手套（最多5 毫米）或烤箱手套，并且在手套支持下，控制器仍然可以向HMI 提供准确的输入。当手套不使用时，这种情况会自动发生，无需进入单独的模式，并返回到正常的感应水平，因此系统不会过度敏感，以避免意外的触摸事件。相比之下，一些控制器要求用户在湿度、裸指、手写笔和手套等模式之间进行选择，而不是自动检测和调整设置以在所有环境中实现自然、直观的用户交互。

在这些应用中，当使用较大的按钮时，用户界面往往会更简单，在为使用手套支持的设备设计触摸屏时需要考虑这一点。

选择正确的触摸控制器/传感器/屏幕

对于厨房和洗衣设备，将根据设备的尺寸使用各种屏幕尺寸。例如，屏幕尺寸范围从用于咖啡机的3 英寸显示屏，到用于微波炉、炉灶和洗衣机的5 英寸显示屏，再到22 英寸或更大的冰箱和冰柜。

在家电供应链中，芯片供应商与传感器供应商合作，提供芯片和传感器设计。它们一起执行系统集成，通常由模块/显示器制造商集成系统，包括触摸传感器和触摸界面，然后将其提供给设备制造商。这是一个例子，说明当今的半导体供应商不仅提供芯片，还提供调整和完善系统的服务，以使芯片在整个供应链中更易于使用。

表1. 除了屏幕尺寸之外，其他参数也会影响控制器的选择，尤其是在屏幕尺寸重叠的情况下。

最后考虑的是电磁兼容性（EMC）。显然，设计必须支持EMC。然后，测试必须验证其是否达到了传导和辐射发射的预期结果。

涉及设计导入

为了尽早参与并提高对触摸屏功能的认识，我们为设备触摸屏系列中的每个控制器提供了指定的评估套件。该套件包括带有触摸屏控制器的印刷电路板(PCB)，该控制器带有无源柔性印刷电路(FPC) 尾部，用于将触摸IC 连接到玻璃/塑料透镜上的触摸传感器。该套件通过USB 连接到主机PC，并包括所有必要的电缆、软件和文档。

该评估套件与maXTouch Studio 开发系统集成开发平台(IDP)（可从网络免费下载的完整软件开发环境）配合使用，使设备设计人员能够开发和调试设备触摸控制器。

标准IC 在-40 至85C 工业温度范围内运行，并附带标准固件，以适应各种显示器尺寸和不同设备制造商的要求。通过家电触摸屏控制器系列中正确的屏幕尺寸选项，家电触摸屏设计更具可扩展性，最终缩短设计时间并降低系统和开发成本。表1显示了工业级家电显示器的一些设计参数。

图3. Microchip 的ATEVK-MXT2952T2 评估套件包含一个带有柔性连接器和电子控制板的专用传感器。

最后的润色

家电制造商计划利用物联网。为此，必须有可读取的内容和输入信息的方法，因此触摸屏显示器提供了理想的解决方案。为了成功地从当今的方法过渡到先进的触摸屏技术，家电制造商需要与IC 供应商合作，或者与IC 供应商合作的触摸屏或模块供应商合作，使用专为家电应用设计的触摸控制器。借助正确的触摸控制器，设备可以提供互联网连接，并且具有抗噪音、防潮和支持手套操作的功能。

审稿编辑：郭婷