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【应用方案】艾为佩戴开机方案——破解电容式佩戴检测的“开机盲区”困局

04/10 14:37
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在智能可穿戴设备日益普及的今天,无论是TWS(真无线立体声)耳机、智能眼镜,还是AR/VR头显,佩戴检测(Wear Detection)已成为提升用户体验与系统能效的关键功能之一。然而,在实际应用中,当用户在设备关机状态下将其佩戴上,随后再开机时,系统往往无法正确识别“已佩戴”状态。这将导致音频播放、触控交互等功能异常,同时无法及时进入低功耗模式,造成电量浪费,严重影响用户使用体验与设备续航表现。

 

针对该类问题,艾为提供了一套行之有效的解决方案,从根本上消除“开机盲区”,实现真正可靠的佩戴感知,让设备“戴上即知”。

 

图1 穿戴设备佩戴开机应用图

 

 艾为佩戴开机方案

 

想象一下这样的日常场景:清晨匆忙出门,你戴上TWS耳机按下开机键,却不得不站在原地等待数秒,直到音乐突然响起——这是开机判定延迟带来的交互割裂;

 

有时你明明已经戴好眼镜,设备却因无法识别‘已佩戴’状态而拒绝启动,让你尴尬地反复调整——这是已佩戴启动时的漏检在作祟;

 

而更令人焦虑的是,仅仅过了一天,设备电量便告急,只因后台检测电路一直在‘空转’耗电——这正是高功耗导致的续航短板。

 

在当前的开机佩戴检测应用中,这三大难题正严重制约着用户体验的升级。

 

图2 佩戴应用中的常见问题

 

艾为电子深耕电容式佩戴检测领域多年,凭借成熟技术赋能 TWS 耳机、智能眼镜等多款消费类电子产品,并完成量产,收获市场广泛好评。开机佩戴应用,搭载艾为自研的“触界”算法,彻底消除传统方案的 “开机盲区”,大幅提升可穿戴设备的交互体验。方案核心优势如下:

 

超低响应延迟

系统上电即刻启动高速检测引擎,迅速锁定佩戴状态。凭借超低延迟架构,实现从开机到状态判定的端到端响应时间低至 10ms,远超业内最低200ms响应延迟的要求,确保用户无感知的即时交互体验。

 

高开机佩戴成功率

搭载艾为创新‘触界’算法,系统能像‘智能雷达’般实时锁定真实电容基准。无需繁琐的重新校准流程,即可在各类应用场景中保持正常运行。其开机佩戴成功率达98%以上。

 

图3 基准电容偏移数据图

 

*在开机佩戴应用中,与实际基准电容的偏差越小,开机佩戴的成功率就越高。“触界”算法估计的基准电容与实际基准电容的偏差△C1远远小于初始基准电容与实际基准电容的偏差△C0。极大地提高了开机佩戴的成功率。

 

行业领先的低功耗策略

通过内置的自适应低功耗策略,系统可根据运行状态实时进行动态功耗管理:在正常工作期间,综合功耗被优化至20μA以下,较同类型产品提升50%以上;而在待机状态下,功耗更是进一步下探至10μA以内,功耗提升70%,完美平衡了高性能检测与长续航需求。

 

图4 低功耗策略模式切换图

 

 

 艾为开机佩戴典型应用方案推荐

 

 

图5 佩戴检测典型应用框图

  • 8通道 高灵敏度 自容&互容触控

  · 电容分辨率:1 aF

  · 补偿电容:220 pF

  · 按键单击/双击/三击/长按

  · 一维滑动(滑动水汗不释放问题改善)

  · 高性能佩戴检测(佩戴开机、佩戴水汗不释放问题改善)

  · 程序客制化/OTA(GPIO扩展)

  • 低功耗

  · Active:27.5uA

  · Doze:12uA

  · Sleep:10uA

  • I2C:400 kHz, 地址可扩展
  • VCC:2.7V~3.6V
  • 内存:16KB Flash,8KB RAM
  • 温度:-40°C~85°C

 

艾为电容触控芯片选型表

表1 艾为电容触控芯片选型表

 

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上海艾为电子技术股份有限公司创立于2008年6月,专注于高性能数模混合信号、电源管理、信号链等IC设计,于2021年8月, 在上海证券交易所科创板成功上市,股票代码为688798。艾为电子累计拥有42种产品子类、产品型号总计超1300余款,产品的性能和品质已达到业内领先水平。公司产品广泛应用于消费电子、工业互联、汽车等市场领域。

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