L’evoluzione delle interfacce utente

INTERFACCE –

I dispositivi di interfaccia utente; cenni storici e considerazioni su una tecnologia in continua evoluzione e sempre più utilizzata nel mercato dell’elettronica.

Dal lontano 1980, quando i primi chioschi touchscreen sono apparsi nel nostro mercato, passi importanti nel mondo delle interfacce uomo/macchina ne sono stati fatti. Nel 2007, quando Nintendo con la console per videogiochi Wii e Apple con il suo iPhone sono pesantemente entrati nelle nostre famiglie, molti di noi non avrebbero immaginato quanto sarebbe cambiato negli anni successivi. Oggi, infatti, il joystick RF 3D o le interfacce “multitouch” in un dispositivo a batteria sono alla portata di tutti. Con le evoluzioni dei sensori “touch”, dei sensori di prossimità, dei sensori luce-ambiente e degli accelerometri, le potenzialità e le funzionalità di queste interfacce sono andate via via incrementando, portando con sè però anche la complessità di progetto. Per ovviare a questo problema, ogni produttore si è dedicato a differenti implementazioni:
- l’approccio “hardware”, forse il più intuitivo, ha permesso la realizzazione di dispositivi con set di funzionalità specifici per le più comuni applicazioni;
- l’approccio “software” invece, più complesso e completo del precedente, cerca di alleggerire il progettista con librerie e applicazioni generiche pre-configurate.

Soluzioni hardware
Un esempio tipico della soluzione hardware è fornito da SMSC con i dispositivi RightTouch, che permettono di realizzare sistemi capacitivi tattili con svariate funzionalità e prestazioni di alto livello, per quanto riguarda l’immunità ai rumori (sono stati implementati filtri analogici dedicati) e l’ampio campo di capacità supportate (da 20fF a 2pF). Grazie a un tool software fornito gratuitamente, è possibile generare il set di registri da inviare al dispositivo per la sua configurazione (tramite Spi o I2C) ed eseguire quindi operazioni specifiche, attivando per esempio la calibrazione automatica dei tasti capacitivi (fino a 14 tasti per dispositivo), configurando i Led driver (attivando l’uscita in corrispondenza della pressione del tasto) o attivando funzionalità specifiche come lo “Slider” o il “Proximity”. I package sono tutti Qfn molto compatti da 10 a 32 pin.

Soluzioni software
Parlando invece di soluzioni software, Silicon Laboratories con la famiglia di prodotti QuickSense raggruppa svariate tecnologie tattili. La prima è rappresentata dalle soluzioni capacitive disponibili in due differenti famiglie, una che sfrutta la tecnologia Charge-Timing Cdc (Capacitance-to-Digital-Converter) a 16 bit con tempi di risposta di soli 40 µs (famiglie prodotto C8051F7xx, F8xx e F99x) e l’altra, Relaxation Oscillator, più semplice e indicata per applicazioni tattili di tipo standard (C8051F9xx). La seconda invece è una soluzione ottica che permette di lavorare con il solo sensore luce ambiente o con l’aggiunta del sensore infrarosso. Gli ultimi prodotti rilasciati integrano anche il Led driver per pilotare direttamente fino a 3 Led infrarosso esterni. Uno dei principali vantaggi risiede nel package, che appositamente realizzato in materiale trasparente, permette di realizzare sistemi touch-less senza la necessità di utilizzare lenti esterne. L’interfaccia grafica QuickSense fornita da Silabs, grazie a una configurabilità grafica molto intuitiva e ad Api pre-confezionate permette un veloce sviluppo dell’applicazione finale.

Soluzioni a basso consumo
Altre soluzioni, dedicate al mondo delle interfacce utente per prodotti funzionanti a batteria, sono sicuramente quelle implementate da Energy Micro nei microcontrollori Arm Cortex-M3 con periferica autonoma Low Energy Sense, che permette di gestire fino a 16 sensori capacitivi o induttivi o resistivi mantenendo il Microcontrollore in Deep Sleep con consumi totali dell’ordine del singolo uA. Ovviamente il mercato delle interfacce utente è in continua evoluzione e sicuramente nei prossimi anni non mancheranno importanti novità … nel frattempo cerchiamo di sfruttare al meglio quanto la tecnologia odierna è in grado di fornirci.

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