Công nghệ cảm biến điện dung đã thay đổi cách chúng ta tương tác với các thiết bị và chúng ta không còn sử dụng các nút hoặc công tắc đơn giản để chạm, vuốt hoặc phóng to dữ liệu trên màn hình cảm ứng để tương tác với nó. Trên thực tế, chúng đã tồn tại và được thiết kế cho nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm cả ô tô. Cảm biến cảm ứng đa điểm là một phần mở rộng của cảm biến điện dung, làm cho công nghệ cảm ứng trở nên trực quan hơn, có thể phát hiện nhiều ngón tay cùng một lúc và có thể nhận ra cử chỉ. Bài viết này sẽ giới thiệu các nguyên tắc cơ bản về cảm ứng điện dung và những cải tiến trong công nghệ cảm ứng điện dung trong các ứng dụng ô tô, sau khi giới thiệu cấu trúc và hoạt động bên trong của màn hình cảm ứng/trackpad đa điểm, chúng tôi sẽ xem xét những thay đổi mà cảm ứng đa điểm mang lại cho giao diện người-máy (HMI).
　　
Tại trung tâm của hệ thống cảm ứng đa điểm là cảm ứng điện dung bao gồm một cặp điện cực liền kề. Khi một dây dẫn, chẳng hạn như ngón tay, tiếp cận các điện cực này, điện dung giữa hai điện cực tăng lên (xem Hình 1), có thể được phát hiện bằng vi điều khiển. Ngoài ra, cảm biến điện dung cũng có thể được sử dụng để cảm ứng tiệm cận, cảm biến và cơ thể người dùng không cần phải tiếp xúc. Điều này có thể đạt được bằng cách tăng độ nhạy của cảm biến.
　　
Cảm biến điện dung ngày càng được sử dụng để thay thế các nút cơ học, núm, hệ thống ô tô, nút cảm ứng và thanh trượt (xem Hình 2) có thể được sử dụng để giải trí trên xe hơi, chuyển đổi cốp xe, thông gió sưởi ấm&điều khiển điều hòa không khí (HVAC), và cảm biến truy cập không chìa khóa thụ động (PKE). Số lượng các bộ phận cơ khí và rãnh (đòi hỏi khuôn phức tạp hơn, dễ dàng xâm nhập vào bụi, v.v.) giảm, tăng độ tin cậy và giảm chi phí hệ thống.
　　
Màn hình cảm ứng cho phép người dùng trực tiếp "chạm" vào chức năng ứng dụng của thiết bị, do đó giảm sự phụ thuộc vào các nút bên ngoài. Tương tự, trên trackpad, người dùng cũng có thể sử dụng các hành động bản năng để tương tác với hệ thống, ví dụ như chạm, chạm, phóng to, kéo. Màn hình cảm ứng chủ yếu có ba hình thức: cảm ứng đơn, cử chỉ nhận dạng cảm ứng đa điểm và vị trí nhận dạng cảm ứng đa điểm (xem Hình 3).
　　
Màn hình cảm ứng đa điểm chủ yếu là màn hình cảm ứng điện trở, định vị màn hình và nút trong cùng một khu vực. Giới hạn của màn hình cảm ứng một điểm điện trở là chỉ có thể phát hiện một ngón tay trên màn hình tại một thời điểm, khả năng nhận dạng cử chỉ bị hạn chế, cảm biến dễ bị mòn và hiệu suất kém. Những hạn chế này đã dẫn đến sự phát triển của công nghệ điện dung dự kiến, dựa trên nguyên tắc màn hình cảm ứng cử chỉ cảm ứng đa điểm. Màn hình cảm ứng cử chỉ đa cảm ứng không phụ thuộc vào áp suất để phát hiện tương tác của người dùng. Họ cũng có thể hỗ trợ nhận dạng và theo dõi cử chỉ cảm ứng đa điểm đồng thời, thuận tiện cho màn hình máy móc và duyệt web. Vị trí nhận dạng tiếp xúc đa điểm đề cập đến khả năng của bề mặt cảm ứng (trackpad/màn hình cảm ứng) để xác định đồng thời hai hoặc nhiều điểm trên bề mặt tiếp xúc. Người dùng có mười ngón tay trên cả hai tay và số lượng sẽ tăng lên khi có nhiều hành khách trên xe. Duyệt nhạc, thao tác bản đồ, điều khiển điện tử của cơ thể như vị trí ghế ngồi là những ví dụ về các ứng dụng ô tô, đây là những ứng dụng tuyệt vời cho màn hình cảm ứng.
　　
Trackpad trên xe thuận tiện cho người lái vận hành các hệ thống như hệ thống phụ điều hướng và âm thanh mà không cần phải vươn tới bảng điều khiển trung tâm. Trackpad có thể nhận ra các ký tự và không cần các phím chữ và số nữa. Lớp phủ của màn hình cảm ứng có kính và nhựa, bên dưới là hai lớp dây dẫn trong suốt như oxit thiếc indium (ITO), được tách ra bằng vật liệu cách nhiệt (xem Hình 4). Hệ thống của lớp ITO tạo thành lưới điện dung. ITO Layer Transparency* giúp màn hình cảm ứng sáng hơn và dễ đọc hơn. Màn hình bền hơn vì không cần áp lực để phát hiện cảm ứng. Trong bảng quỹ đạo, cũng có cấu trúc cảm biến điện dung tương tự, chỉ có điều hệ thống có một lớp bảo vệ mờ đục, lớp đồng đơn giản chính là cảm biến.
　　
Quét cảm biến màn hình cảm ứng, có thể phát hiện bất kỳ thay đổi nào trong điện dung cảm biến, do đó phát hiện cảm ứng ngón tay. Phân tích dữ liệu này có thể xác định cử chỉ, phạm vi ngón tay, hướng chuyển động của ngón tay. Hệ thống cũng có thể điều khiển các thiết bị đầu ra như đèn LED, hoặc điều khiển động cơ. Màn hình cảm ứng điện dung hỗ trợ mười ngón tay và phiên bản quỹ đạo ngày càng được sử dụng trên xe hơi, được nhiều hệ thống xe hơi sử dụng làm giao diện toàn diện. Hệ thống cảm biến vị trí nhận dạng cảm ứng đa điểm cũng cho phép nhiều người dùng trong xe truy cập vào màn hình cảm ứng cùng một lúc. Ngoài ra, các giao thức mạng ô tô như CAN/LIN có thể tích hợp các hệ thống cơ điện phân tán vào bảng điều khiển *. Điều này cho phép các nhà thiết kế giao diện người-máy phối hợp hoạt động của các hệ thống con khác nhau trong bảng điều khiển, tạo giao diện người-máy với giao diện người dùng thống nhất, tăng tính linh hoạt trong khi các nhà phát triển có thể có không gian thiết kế lớn hơn về ngoại hình và cảm nhận. Cảm biến vị trí nhận dạng hệ thống cảm ứng đa điểm có thể tạo ra giao diện hiển thị trực quan, đẹp mắt, cạnh tranh hơn. Khi kích thước tăng lên và khả năng xử lý tăng lên, màn hình cảm ứng và trackpad ngày càng ăn sâu vào lòng người, zui của họ cuối cùng đã trở thành sự lựa chọn của giao diện xe hơi.