概述
不久的将来，智能音箱和家庭帮手将随处可见。依据朱尼普研讨公司的数据显现，在2022年前，将有超越7000万的美国家庭设备至少一台智能音箱。
自从2015年初次推出以来，智能音箱的功用现已有了显着进步。音箱可向用户传递音频内容，这仍是顾客为他们的家庭添加一台(或多台)音箱的主要原因。这些音箱配有声控数字帮手，可与用户坚持“通讯”。音箱上的其他物理操控设备有必要既坚持简略的特性，一同仍能够启用所需的功用。这些操控设备包含简略的电源ON/OFF按钮，音量操控滑块/滚轮，越过或重复音轨的按钮，麦克风静音按钮等。
感谢“Alexa”、“Hey Siri”和“OK Google”等语音唤醒指令，语音作为与设备互动的手法变得十分盛行。智能音箱之所以能敏捷遭到顾客的追捧，主要原因之一便是它能够从根本上简化与其互动的进程。根本功用的按钮十分少，大部分都是经过语音指令进行互动。
莱昂纳多·达芬奇从前说过“至繁归于至简。”在21世纪运用这种规划理念，即意味着应该尽可能简化人机界面，而且需求坚持直观的规划风格。此外，因为语音是首选界面，因而规划人员有必要在界面规划进程中凸显出显着的差异性。图1是传统的智能扬声器HMI。
电容触控功用可使规划人员在产品规划中选用共同的功用并使产品充溢竞赛剧烈的商场中锋芒毕露。本文将介绍怎么运用带CapTIvate™触控技能的德州仪器(TI)MSP430™微操控器(MCU)完成差异化功用。
图1.具有根本HMI的典型智能音箱。
选用CapTIvate技能的MSP430™电容触控传感MCU
TI MSP430 MCU选用CapTIvate 技能，使得触控规划具有一个集成的功用丰厚的电容传感外设。该外设选用高度牢靠的超低功耗规划，且不会影响触控功用，使其成为具有流通HMI的电池供电运用的抱负挑选。可装备的CapTIvate 外设相同也支撑自电容和交互电容的丈量拓扑结构，使规划人员可在带单一MCU的同一个共同界面的规划中运用每种拓扑的长处。可耐高分贝噪音的全功用可编程MCU和全面的生态体系使得带CapTIvate技能的MSP430 MCU从很多电容触控操控器中锋芒毕露。
MSP430 CapTIvate MCU可经过以下方法显着进步智能扬声器中的潜在功用：
机械按钮替换。跟着顾客越来越习惯产品上的电容触控按钮，嵌入式体系规划人员开端意识到运用电容触控按钮替代机械按钮的长处。例如，你能够运用电容触控按钮替代智能扬声器上的四个按钮，运用单个MSP430 CapTIvate MCU可感知每个电容触控按钮。这能够大大节约按钮本钱，制作剪切按钮的顶部外表的本钱，及简化安装流程的本钱。
高档输入，例如滑块和滚轮MSP430 CapTIvate MCU使体系规划人员能够选用先进的输入机制，如滑块和滚轮，操控设备上的不同功用。例如，敲击能够翻开和封闭麦克风，滑动滑块能够越过或倒回音轨，轮式传感器上的旋转触控动作能够添加或减小音量。假如没有电容感应操控器，则无法为这些手势机制供给支撑。该培训视频介绍了MSP430 CapTIvate MCU上一些3-D手势。
近距离检测。MSP430 CapTIvate MCU还具有近距离检测功用，使得只需用户将手放在设备邻近，LED环就能够敞开和/或问好用户。这项技能为智能音箱规划供给了一个令人惊叹的增强功用。
进步美学作用。无需切开顶面上的按钮孔是另一项显着的长处：规划人员能够灵敏规划，使得外表呈现出愈加漂亮的作用。它乃至不需求坚持外表彻底平整;赋有构思的规划人员能够测验不同的形状和资料，然后采纳可进步功用和吸引力的规划，以最大程度获得商场的喜爱。MSP430 CapTIvate MCU可完成金属触控、玻璃触控、木材触控和塑料触控。
进步牢靠性。触控和挨近勘探的牢靠性是坚持智能扬声器HMI的简略朴素特性的要害要素。
图2.高雅的HMI可在商场上锋芒毕露。
许多噪声源对牢靠地检测电容触控构成严峻应战。智能扬声器一般具有Wi-Fi®和/或蓝牙®衔接，这会添加电磁噪声。MSP430 CapTIvate MCU结合信号处理算法，低噪声硬件规划和噪声防止技能，保证产品具有超卓的抗噪才干。CapTIvate技能选用装备了跳频振荡器的根据积分器的电荷转移引擎，及寄生电容校正和扩频时钟调制来进步抗噪才干。CapTIvate软件库可供给了几种信号处理算法，用以进步触控或挨近勘探的稳健性。这包含多频算法，无限脉冲响应(IIR)滤波器，防回跳机制和动态阈值调整。此参阅规划展现了一种耐噪声电容接触HMI规划，一同该视频还介绍了CapTIvate MCU的一切抗噪特性。
防湿润功用。人们在澡堂，厨房和泳池边运用传统的蓝牙扬声器现已有段时刻了。咱们希望智能扬声器能够效法，但这意味着要添加智能扬声器的耐湿性。彻底密封电容触控操控器的顶面的确有用，因而带有机械按钮的设备有必要采纳本钱昂扬的办法才干具有耐湿性。MSP430 CapTIvate MCU能够在有湿气的环境中牢靠地进行触控勘探或挨近勘探。该酷炫的视频展现了MSP430 CapTIvate MCU的耐湿性。
低功耗。具有Wi-Fi衔接的智能扬声器一般选用墙上插座供电，因而它们一般不满足低功耗的要求。可是，从用户的视点来看，这约束了扬声器的便携性。智能扬声器选用电池供电，需求从头规划设备架构，一同采纳更杂乱的电源办理计划以延伸电池寿数。事实上，部分制作商出产的便携式智能扬声器，其充电电池的运转时刻大约为10到12小时。
这些设备中的电容触控操控器需求尽可能降低功耗，一同仍能进行触控勘探或近距离勘探。选用CapTIvate技能的MSP430 MCU是功耗最低的电容触控传感解决计划，每个按键电流小于2μA/ avg。MCU还支撑唤醒触控或唤醒近距离勘探，因而您能够将大多数耗电处理器设置成深度低功耗形式，直到被触控或近距离事情激活。检查该参阅规划，它展现了玻璃低功耗触控。
此外，咱们新推出的CapTIvate MCU产品线将电容传感功用引进本钱灵敏的运用之中。带有集成电容触控的全新MSP430FR2522和MSP430FR2512 MCU可为语音激活的家庭自动化体系，音频运用等供给多达16个按钮和近距离感应功用。该设备专为对本钱灵敏的运用而规划。
新式CapTIvate 触控MCU的主要特点和优势：
经济实惠的电容触控MCU：规划人员现在能够运用MSP430FR2522 / MSP430FR2512 MCU将电容触控和近距离感应的长处添加到本钱灵敏的运用中。
缩短上市的时刻：开发人员能够经过在线CapTIvate技能指南和TI E2E™社区支撑，凭借很多的MCU，易于运用的东西，软件，参阅规划和文档，快速评价其运用的电容传感。脑筋风暴你自己的运用程序。运用自己的创造力，只需5分钟，就可运用CapTIvate规划中心创立自己的创作。为了进行快速评价，现在能够运用CAPKEYPAD BoosterPack™插件模块。BoosterPack模块可与LaunchPad™开发套件，CapTIvate开发套件(MSP-CAPTFR2633)或CapTIvate编程器板(CAPTIVATE-PGMR)一同运用，然后完成最大程度的灵敏性。
集成电容传感技能是芯片上10位SAR ADC，GPIO，定时器，多个串行接口(I2C，SPI，UART)的完好MCU的一部分，可选用TSSOP和QFN封装。定论
具有CapTIvate技能的TI MSP430 MCU选用了现在最具抗噪性的%&&&&&%传感技能。MCU将按钮，滑块，滚轮和近距离感应接口装备组合在一同，一同具有超低功耗，可打造出有目共睹但又简略的接口。赋有构思的规划人员能够运用这项技能，以增强他们行将推出的智能扬声器的规划，然后在现已获得巨大成功的基础上进一步进步其在全球的掩盖规模。
作者：Sunil Oak 德州仪器(TI)体系运用司理
