“我在上一篇关于MEMS压力传感器的博客中,谈到了从手表到复杂机械等众多设备中的HMI传感器如何改变了我们获取信息以及与技术交互的方式。过去,许多设备上只有机械按钮或按键,而现在则利用触摸屏及其它传感技术来控制设备和设置选项。有些设备仍然需要按钮;然而机械按钮又会增加制造及质量检测的复杂性。
”作者:Shaune Reynolds
我在上一篇关于MEMS压力传感器的博客中,谈到了从手表到复杂机械等众多设备中的HMI传感器如何改变了我们获取信息以及与技术交互的方式。过去,许多设备上只有机械按钮或按键,而现在则利用触摸屏及其它传感技术来控制设备和设置选项。有些设备仍然需要按钮;然而机械按钮又会增加制造及质量检测的复杂性。我还谈到Qorvo的MEMS压力传感器如何消除机械按钮,从而使产品工程师可以创建“无间隙”设计。Qorvo的压力传感器具有足够的灵敏度;设计人员亦可使用任何材料——厚度甚至可达2英寸。这些传感器有助于简化制造流程并降低成本。
那么现在,让我们一起看一个应用场景:真无线立体声(TWS)耳塞及其多功能按钮(MFB)。
TWS MFB的挑战
MEMS压力传感器可以取代机械式和电容式MFB的最常用日常设备之一便是TWS耳机。我们几乎所有人都在通话、视频会议、观看喜爱的流媒体连续剧,或者跑步、健身时使用耳塞。
当我们将耳塞与手机、平板电脑、个人电脑或电视配对后,我们会轻触——或更有可能是按下每个耳塞内置的MFB来控制我们所听到的内容。这些按钮通常是简单的机械触点;一些更昂贵的产品则使用电容式触控传感器。然而,每种设计方案都会给工程人员和制造商带来挑战。
对于机械按钮而言,所面临的挑战在于需要密封件来保持触点干燥;因为如果密封件泄漏,汗水和其它水分可能会导致开关失灵。这些密封件必须经过测试,以满足制造商所宣称的任何IP规范,由此增加了制造流程的步骤与成本。此外,这些机械组件比Qorvo的压力传感器尺寸更大。压力传感器的功能则可以应用于任何表面,使用任何材料,而不需要传统按钮中所使用的机械部件;同时更轻薄,设计更简单。
电容触控感应技术消除了按钮中的物理触点及其密封件,但它也要应对自身固有的挑战。如果戴上手套,或当手指或接触位置沾水后,电容触控会变得反应迟钝或干脆失去响应。如果耳塞没有正确佩戴,需要重新调整至合适的位置,在调整过程中触碰耳塞还可能意外激活不需要的功能。这些对用户来说都会带来不愉快的体验。
一些更具创新性的TWS设计采用双电容式压力传感器来检测是否轻微挤压耳塞柄以执行相应的功能。同样的独特设计还允许通过在耳塞柄杆上的滑动来改变音量。虽然这是一种基于电容技术的创新设计,但其结构复杂,制造成本高昂。在滑动功能方面,电容式传感方式仍然面临同样的挑战。
设计人员和制造商一直在寻求更简单的设计方法,和更便宜、更可靠的制造技术。Qorvo的MEMS压力传感器不仅能满足这两种需求,还同时提供更简单、更具成本效益的解决方案。
用于耳塞的力感应MEMS
Qorvo的MEMS压力传感器是安装在印刷电路板(PCB)上的硅基器件。PCB的制造工艺极为成熟、可靠,且成本效益高。采用MEMS压力传感器可以消除电容式触摸和滑动操控所带来的挑战,并简化制造过程——其作为一种微型商用器件,安装在极小的PCB上,并允许使用任何输入方式和任何具有高环境抗扰性的材料。
Qorvo的MEMS压力传感器在任何表面下都具有极高的灵敏度——厚度可达两英寸。虽然TWS设备的尺