L’interfaccia uomo-macchina nei mezzi di trasporto

AUTOMOTIVE –

La tecnologia touch applicata ai veicoli offre vantaggi in termini di maggiore affidabilità, dimensioni ridotte e semplice integrazione di una moltitudine di sistemi elettronici. Pulsanti e interruttori convenzionali continuano però a giocare un ruolo fondamentale.

I rapidi progressi nel campo dell'ergonomia e nella progettazione di dispositivi elettronici di consumo hanno portato a un aumento delle aspettative da parte dei consumatori per quanto riguarda gli standard di altre categorie di prodotti, tra cui le automobili. Comandi interni intuitivi e semplici da usare offrono allo stesso tempo benefici in termini di sicurezza, nonché una migliore esperienza di guida. La tecnologia di rilevamento tattile (touch sensing) è un esempio di HMI (Human-Machine Interface), ben radicata nel mercato del consumo e ora adottata anche dai costruttori di veicoli per ottenere regolazioni manuali di sistemi quali comandi del clima, assistenza di guida e infotainment del passeggero. La tecnologia touch presenta ulteriori vantaggi nelle applicazioni automobilistiche: maggiore affidabilità, dimensioni ridotte e semplice integrazione di una moltitudine di sistemi elettronici che oggigiorno si possono trovare all'interno di veicolo. Nonostante ciò, i pulsanti e gli interruttori convenzionali continuano a giocare un ruolo fondamentale, in particolare in posizioni in cui un sensore tattile potrebbe essere attivato involontariamente.

Le tecnologie "touch" entrano in auto
Le tecnologie "touch" resistive e capacitive sono sempre più utilizzate nelle applicazioni per il mercato del consumo. Per il rilevamento capacitativo, ad esempio, si applica uno strato sensibile al tocco sopra a un pannello Lcd. Oppure è possibile anche integrare singoli elettrodi in posizioni fisse del pannello di controllo. Per indicare le posizioni di pulsanti sensibili al tocco si utilizzano decalcomanie opportunamente posizionate o altre tecniche. Gli strati del touchscreen capacitivo sono utilizzati su larga scala per prodotti quali dispositivi di accesso pubblico oppure per telefoni cellulari. L'utilizzo di pulsanti capacitivi è diffuso anche in molti apparecchi domestici, quali le macchine del caffè, lavatrici e forni a microonde. Tipicamente, un touchscreen resistivo è utilizzato come strato di un display elettronico, come per esempio su molti palmari. I pulsanti sensibili al tocco, nonché gli strati dello schermo, vengono adottati nell'interno dei veicoli per permettere nuove funzionalità e per migliorarne le prestazioni. Ne sono un esempio i comandi a cursore meccanici, molto comuni per la regolazione delle impostazioni dell'aria condizionata. I conducenti hanno familiarità con le barre colorate che corrono lungo ogni leva e sono in grado di regolare il comando in maniera soddisfacente senza distogliere l'attenzione dalla strada. Ora questi tipi di controlli possono essere replicati combinando una serie di elettrodi capacitivi con una decalcomania stampata o retroilluminazione colorata. Pulsanti o cursori sensibili al tocco possono essere utilizzati anche per le funzioni di accensione, spegnimento e dalle funzioni di regolazione della retroilluminazione, nonché per la sostituzione di pulsanti normalmente montati al volante, per il comando dell'impianto audio, o per quelli montati sulle levette, come spazzole tergicristallo, frecce, clacson o luci esterne. Questi comandi innovativi sono più semplici da usare e offrono una maggiore resistenza e durata, dato che non presentano parti mobili. Anche il pannello che contiene i sensori tattili trae vantaggi dalla nuova tecnologia: può essere creato estremamente sottile, piccolo, leggero e facile da installare. Dato che non sono necessarie aperture nel pannello, anche il design e la struttura risultano semplificati. Inoltre, la sostituzione dei tradizionali pulsanti e interruttori meccanici con sensori tattili sul volante aumenta la sicurezza dei passeggeri in caso di scontro.

Lo sviluppo delle applicazioni touch
Per il monitoraggio e il controllo di un pannello tattile capacitivo, si può utilizzare un circuito integrato per controller come un Asic o circuito integrato per controller tattile dedicato. La gamma di controller Cypress CapSense, ad esempio, è creata utilizzando una base collaudata di circuiti integrati per il rilevamento tattile e offre input di rilevamento multipli oltre ad altre funzionalità integrate quali l'oscuramento Led per il controllo della retroilluminazione. È disponibile una gamma di controller CapSense idonei per il settore automotive. D'altro canto, i microcontroller come la gamma Microchip PIC ora includono periferiche tattili integrate. Anche per questo motivo la tecnologia Microchip mTouch è integrata in specifici microcontroller nonché in circuiti integrati indipendenti quali il front-end analogico completo, lanciato di recente per applicazioni automotive. I controller mTouch sono disponibili per il rilevamento tattile resistivo, capacitivo o induttivo. Il rilevamento induttivo è una robusta tecnologia in grado di operare attraverso materiali quali plastica, acciaio inossidabile o alluminio, che presentano innumerevoli vantaggi nell'ambito automotive. Altre ottimizzazioni prevedono la capacità di ridurre attivazioni tattili accidentali, fattore di elevata importanza per applicazioni in questo settore. Questo tipo di rilevamento è anche in grado di continuare a funzionare se sulla superficie di rilevamento è presente del liquido, aprendo la possibilità di integrare i sensori tattili sulle parti esterne dei veicoli per applicazioni come il controllo di accesso. Lo strato touchscreen capacitivo o resistivo è adatto per l'uso su display elettronici, quali schermi Lcd, di un sistema di intrattenimento o dispositivo di navigazione. Eliminando i componenti meccanici come i pulsanti, si semplifica il design permettendo al conducente di interagire con il veicolo nello stesso modo in cui preleva denaro presso un bancomat o acquista prodotti da una macchina self-service. Alcuni veicoli sono dotati di un controller centrale multifunzione che permette al conducente di interagire con la navigazione, intrattenimento e altre funzionalità tra cui rete Bluetooth, assistenza al parcheggio e computer di bordo. Anche questi possono essere resi sensibili al tocco sfruttando tecnologie come ad esempio la famiglia di touchscreen MicroTouch di 3M.

Le modifiche al design dell'interfaccia
Per garantire i massimi risultati possibili dall'adozione della tecnologia "touch" collocata all'interno o all'esterno dei moderni veicoli, sono necessarie le opportune ottimizzazioni all'applicazione HMI. Un sistema di intrattenimento o controller multifunzione sensibile al tocco per esempio, ovviamente dovrà essere riprogettato per presentare gli interruttori virtuali su schermo e per guidare l'utente senza intoppi alle opzioni disponibili. In altre posizioni, in particolare in quelle dove non è presente uno schermo, i progettisti devono tenere in considerazione le modalità in cui il sistema conferma l'accettazione dell'input da parte dell'utente. Nel caso dell'illuminazione interna o del controllo di audio/volume ad esempio, la risposta del sistema potrebbe essere sufficiente. Tuttavia, in altri sistemi quali lo sbrinatore del lunotto posteriore o un comando per il riscaldamento, potrebbero essere necessarie altre conferme, ottenibili per esempio cambiando il colore o intensità di una spia o Led retroilluminato, oppure mediante un segnale acustico come un clic o un tono musicale. Il proprietario del veicolo potrà anche selezionare da un menu di suoni o caricare suoni personalizzati. Si potrebbe anche considerare l'uso di interfacce a tocco per fornire segnali di conferma, seguendo gli sviluppi della tecnologia HMI automobilistica.

Il ruolo degli interruttori meccanici
Sebbene la tecnologia "touch" apra molte opportunità ai progettisti di sistemi automotive e per gli acquirenti, è troppo presto per annunciare il sorpasso dei convenzionali interruttori, pulsanti, manopole o dispositivi simili, che ancora in alcuni casi facilitano la progettazione e possono rappresentare la soluzione più economica anche in base all'applicazione o al mercato di sbocco. Gli interruttori meccanici tendono a essere sviluppati per un marchio o modello specifico di veicolo, ad esempio combinando un fregio personalizzato con un meccanismo di un fornitore ufficiale come Bourns, Tyco o Honeywell.

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