หน้าจอสัมผัสในยานยนต์สองล้อ สร้างข้อกำหนดเฉพาะตัวสำหรับตัวควบคุมหน้าจอสัมผัส

ในขณะที่ยานยนต์ไฟฟ้าสี่ล้อได้รับความสนใจเป็นอย่างมากในบทความเกี่ยวกับยานพาหนะสำหรับอนาคต ทว่าในหลายประเทศ เช่น อินเดีย มาเลเซีย ไทย และอินโดนีเซีย กลับพึ่งพายานยนต์สองล้อราคาประหยัด เช่น สกู๊ตเตอร์ จักรยานยนต์ จักรยานยนต์ไฟฟ้า จักรยานยนต์ไฟฟ้าขนาดมินิ และจักรยานไฟฟ้า ในการขนส่งมากขึ้น เพื่อให้ก้าวทันเทรนด์ที่นักออกแบบยานยนต์ไฟฟ้าสี่ล้อได้สร้างผลงานไว้ สกู๊ตเตอร์ไฟฟ้าและจักรยานยนต์ไฟฟ้าเหล่านี้จึงใช้หน้าจอสัมผัสในการควบคุม แทนการใช้ปุ่มหมุน ปุ่มกด หรือแป้นหมุนแบบกลไก

ตัวควบคุมหน้าจอสัมผัสช่วยให้นักออกแบบยานยนต์ไฟฟ้าสองล้อสามารถสร้างรูปลักษณ์ที่ทันสมัย เค้าโครงและสไตล์ที่ยืดหยุ่นได้ ทั้งยังปรับแต่งได้ง่ายตามแต่ละรุ่นหรือแม้กระทั่งตามยามพาหนะแต่ละคันโดยเฉพาะ ระบบเมนูที่ใช้งานง่ายสามารถรองรับความต้องการด้านการควบคุม การแสดงผล และฟีเจอร์ของยานยนต์ 2 ล้อที่มีความซับซ้อนมากขึ้นได้ พร้อมทั้งยังรองรับความสามารถของฟีเจอร์เสริมต่าง ๆ เช่น ระบบนำทาง ระบบอินโฟเทนเมนท์ ระบบการชำระเงินระยะไกล และความปลอดภัยของยานพาหนะอีกด้วย

หน้าจอสัมผัสของยานยนต์สองล้อมักต้องสัมผัสกับสภาพแวดล้อมกลางแจ้งที่เลวร้าย เช่น ฝน หิมะ ฝุ่น หรือโคลน และบางครั้งจะถูกจอดไว้กลางแดดซึ่งมีปริมาณรังสี UV และอินฟราเรดสูงในสภาพอากาศร้อน รวมถึงยังเสี่ยงต่อการเกิดอุบัติเหตุและความเสียหายจากการถูกทำลายโดยผู้อื่นอีกด้วย ปัจจัยเหล่านี้สนับสนุนให้เกิดการใช้งานหน้าจอสัมผัสที่มีการรับรองมาตรฐาน IP65/68 ซึ่งมาพร้อมกระจกที่มีความหนา เพื่อปกป้องเซ็นเซอร์สัมผัสและองค์ประกอบจอแสดงผล LCD หรือ OLED ที่อยู่ด้านล่าง ทั้งยังสอดคล้องตามข้อกำหนดด้านแสงแดดและรังสี UV ซึ่งกำหนดให้ต้องใช้ตัวกรองรังสี UV/อินฟราเรด และสารเคลือบป้องกันแสงสะท้อน/แสงจ้า เพื่อปรับปรุงการมองเห็นหน้าจอในทุกสภาพแสง ส่งผลให้มีการออกแบบชั้นของจอแสดงผลที่หนามาก โดยแต่ละชั้นจะทำให้นิ้วมือออกห่างจากเซ็นเซอร์สัมผัสแบบคาปาซิทีฟมากขึ้น และยิ่งนิ้วมือเคลื่อนออกไปไกลเท่าไร การตรวจจับการสัมผัสที่เหมาะสมบนหน้าจอก็จะยิ่งทำได้ยากขึ้นเท่านั้น

ในภูมิภาคที่มีอากาศหนาวเย็น ผู้ขับขี่มักจะใช้หน้าจอสัมผัสโดยสวมถุงมือหนา ซึ่งทำให้นิ้วมือยิ่งออกห่างจากเซ็นเซอร์สัมผัสมากขึ้น นอกจากนี้ การมีหยดฝนหรือหิมะบนหน้าจออาจทำให้เกิดเหตุการณ์การสัมผัสเทียมหรือการสัมผัสหน้าจอไม่ติดได้ หน้าจอสัมผัสที่ดีจะต้องไม่เพียงแต่สามารถติดตามเส้นทางที่นิ้วมือลากบนหน้าจอได้อย่างน่าเชื่อถือเท่านั้น แต่ยังต้องสามารถตรวจจับการเคลื่อนไหวของนิ้วมือหลายนิ้วผ่านถุงมือหนา ๆ ที่มีความชื้น เพื่อควบคุมฟังก์ชันต่าง ๆ เช่น แผนที่นำทางบนหน้าจอ ให้ได้อีกด้วย ข้อกำหนดด้านสภาพแวดล้อมสำหรับหน้าจอสัมผัสเหล่านี้ระบุข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับชิปควบคุมหน้าจอสัมผัส (Touchscreen controller IC) ซึ่งจะต้องสามารถรองรับข้อกำหนดต่าง ๆ ในการออกแบบหน้าจอแสดงผลให้ได้ โดยมีรายละเอียดดังต่อไปนี้:

• ชั้นจอแสดงผลที่หนาขึ้น:

ตัวควบคุมหน้าจอสัมผัสจะต้องมอบอิสระอย่างมากในการออกแบบชั้นต่าง ๆ เหนือเซ็นเซอร์สัมผัสในชั้นจอแสดงผล กระจกที่มีความหนาตั้งแต่ 10 มม. ขึ้นไป ถือเป็นเทคโนโลยีขั้นสูงในอุตสาหกรรม ซึ่งสามารถเคลือบสารป้องกันแสงสะท้อนและแสงจ้าได้ บนเซ็นเซอร์สัมผัสที่มีการใช้กระจกฝาครอบหนา 4 มม. ร่วมกับถุงมือหนา 3 มม. นอกจากนี้ นักออกแบบหน้าจอสัมผัสอาจเพิ่มช่องว่างอากาศระหว่างหน้าจอและกระจก เพื่อให้สามารถเปลี่ยนเฉพาะกระจกด้านหน้าได้แทนที่จะต้องเปลี่ยนทั้งหน้าจอหากเกิดความเสียหาย ทั้งนี้ ชั้นจอแสดงผลที่หนาขึ้นจะทำให้ตัวควบคุมหน้าจอสัมผัสตรวจจับและถอดรหัสการสัมผัสด้วยนิ้วมือได้ยากขึ้น ซึ่งตัวควบคุมหน้าจอสัมผัสจะต้องรับมือกับความท้าทายนี้ให้ได้

• ประสิทธิภาพการสัมผัสที่เชื่อถือได้:

เนื่องจากยานยนต์สองล้อมักใช้เวลาส่วนใหญ่หรือตลอดอายุการใช้งานอยู่ในกลางแจ้ง ตัวควบคุมหน้าจอสัมผัสจึงต้องมีอัลกอริทึมที่มีความสามารถในการไม่ตรวจจับหยดน้ำเป็นการสัมผัสโดยไม่ตั้งใจ และต้องตรวจจับเฉพาะการสัมผัสจากนิ้วมือหรือถุงมือเท่านั้น นอกจากนี้ ตัวควบคุมหน้าจอสัมผัสจะต้องรองรับรูปแบบการตรวจจับแบบคาปาซิทีฟเพื่อจำแนกของเหลวทำความสะอาดที่มีการนำไฟฟ้า เช่น น้ำยาฟอกขาว “แบบไม่ผสม” หรือน้ำยาฟอกขาวที่ผสมกับน้ำ ให้ได้ และไม่ก่อให้เกิดการสัมผัสโดยไม่ตั้งใจ

• ความปลอดภัยในการทำงาน:

ยานยนต์สองล้อทั่วโลกจะต้องมีความปลอดภัยในการใช้งาน เพื่อให้มั่นใจได้ถึงความปลอดภัยของผู้ขับขี่ขณะใช้งานหน้าจอสัมผัส เนื่องจากหากมีการอนุญาตให้ใช้งานในขณะขับเคลื่อน ฟีเจอร์ต่าง ๆ เช่น ระบบนำทางและการโทรแบบแฮนด์ฟรี อาจทำให้ผู้ขับขี่เสียสมาธิได้ หน้าจอสัมผัสอาจต้องผ่านการรับรองมาตรฐานความปลอดภัย เช่น ISO 26262 (ASIL-B) และตัวควบคุมหน้าจอสัมผัสจำเป็นต้องยืนยันถึงผลการรับรองเหล่านี้ด้วยการทดสอบตัวเอง เอกสารประกอบ และเอกสารคำแนะนำ

• ความมั่นคงปลอดภัย:

ในบางกรณีที่มักจะมีการใช้งานยานยนต์สองล้อผ่านการเช่า หน้าจอสัมผัสอาจถูกนำมาใช้เพื่อให้สามารถเข้าถึงยานพาหนะได้ผ่านการใช้รหัส PIN หรือเพื่อใช้เป็นระบบการชำระเงินทางไกลผ่านการใช้บัตรเครดิต/โทรศัพท์มือถือ ในกรณีดังกล่าวซึ่งตัวควบคุมหน้าจอสัมผัสมีการทำงานเกี่ยวข้องกับความเป็นส่วนตัวของข้อมูล ตัวควบคุมจะต้องมีการรักษาความปลอดภัยเพิ่มเติมผ่านการเข้ารหัสและการตรวจสอบเฟิร์มแวร์

• คุณสมบัติความต้านทานต่อสัญญาณรบกวน:

วงจรขับเคลื่อนไฟฟ้าที่จ่ายพลังงานให้กับมอเตอร์ขับเคลื่อนจะสร้างสัญญาณรบกวนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แผ่ขยายออกมาและมีคุณสมบัตินำไฟฟ้า รวมทั้งเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ของยานพาหนะซึ่งใช้แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งก็สามารถส่งสัญญาณรบกวนไปยังสายจ่ายไฟของยานพาหนะได้เช่นกัน ยานยนต์ไฟฟ้ามักถูกชาร์จด้วยเครื่องชาร์จที่แตกต่างกันไปตามผู้ผลิตที่แตกต่างกันในเวลาที่แตกต่างกัน และเครื่องชาร์จเหล่านี้ล้วนมีลักษณะของสัญญาณรบกวนที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ ระบบไฟส่องสว่างของรถยนต์ก็อาจสร้างสัญญาณรบกวนที่ส่งผ่านสายจ่ายไฟได้ และแม้แต่จอ LCD หรือ OLED ในแผงควบคุมก็ยังสร้างสัญญาณรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้เช่นกัน แหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวนเหล่านี้อาจลดประสิทธิภาพของหน้าจอสัมผัสและตัวควบคุมได้หากไม่ได้รับการแก้ไขอย่างเหมาะสม ดังนั้นตัวควบคุมหน้าจอสัมผัสจึงต้องมีการออกแบบด้วยอัลกอริทึมการกรองสัญญาณรบกวน เพื่อให้แน่ใจได้ว่าจะไม่มีการเปิดใช้งานหน้าจอสัมผัสโดยไม่ตั้งใจ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อยานพาหนะกำลังเคลื่อนที่

ตัวควบคุมหน้าจอสัมผัสซีรีส์ maXTouch® ของ Microchip มีคุณสมบัติมากมายที่พร้อมตอบโจทย์ความต้องการที่เข้มงวดเหล่านี้และช่วยเพิ่มประสิทธิภาพให้แก่ประสบการณ์การใช้งานหน้าจอสัมผัส โดยอุปกรณ์ในกลุ่มนี้รองรับ:

• ขนาดหน้าจอที่หลากหลายตั้งแต่ 2 ถึง 34 นิ้ว พร้อมอัตราส่วนภาพที่แตกต่างกัน
• กระจกหน้าจอมีความหนาถึง 10 มม. และช่องว่างอากาศ 0.2 มม. ขึ้นไป
• การตรวจจับอย่างแม่นยำ สำหรับถุงมือที่มีความหนาถึง 5 มม. เช่น ถุงมือสกีฤดูหนาวหรือถุงมือสำหรับขี่จักรยานยนต์
• คุณสมบัติต้านทานความชื้น สำหรับหยดน้ำ น้ำไหล น้ำเกลือ 3.5% และน้ำยาความสะอาด
• การเข้ารหัสข้อความและการกำหนดค่าสำหรับการซ่อน PIN
• การทำงานร่วมกันกับเทคโนโลยี NFC
• คุณสมบัติต้านทานสัญญาณรบกวนที่นำไฟฟ้าในระดับสูง (ผ่านการรับรอง Class A IEC 61000-4-6)
• การวินิจฉัยในตัวพร้อมการรายงาน
• รองรับระบบปฏิบัติการ Linux/Android

การออกแบบยานพาหนะมีความซับซ้อน และยานยนต์สองล้อก็ไม่ใช่ข้อยกเว้น นักออกแบบยานยนต์สองล้อได้ทำการคิดค้นและเพิ่มคุณสมบัติและความสามารถใหม่ ๆ อย่างต่อเนื่อง เพื่อตอบสนองต่อความคาดหวังที่เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ของตลาดผู้บริโภค เช่นเดียวกับที่ยานยนต์สี่ล้อต้องเผชิญ หน้าจอสัมผัสที่ได้รับการปรับแต่ง ซึ่งขับเคลื่อนโดยตัวควบคุมหน้าจอสัมผัสที่รองรับความสามารถเหล่านี้ จะช่วยมอบความยืดหยุ่นให้แก่การเพิ่มคุณสมบัติใหม่ให้กับยานยนต์ที่เหล่านักออกแบบสร้างสรรค์ขึ้น นอกจากนี้ หน้าจอสัมผัสสำหรับยานยนต์ไฟฟ้าสองล้อยังมีข้อกำหนดเฉพาะที่สามารถตอบสนองได้ผ่านการพิจารณาและรองรับความต้องการแต่ละข้อ ผ่านการออกแบบหน้าจอสัมผัสอย่างละเอียดรอบคอบ และการคัดเลือกตัวควบคุมหน้าจอสัมผัสอย่างพิถีพิถัน

เกี่ยวกับผู้เขียน:

Vivek Tyagi มีประสบการณ์การทำงานในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์มากกว่า 10 ปี และดำรงตำแหน่งผู้จัดการการตลาดผลิตภัณฑ์ของแผนกอินเตอร์เฟซระหว่างมนุษย์และเครื่องจักรของ Microchip Technology อยู่ในปัจจุบัน โดยรับหน้าที่เป็นผู้รับผิดชอบกลุ่มผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมต่าง ๆ รวมถึงระบบจัดการการขาย (POS) และเครื่องชาร์จยานยนต์ไฟฟ้า (EV)