« Les objets connectés d'aujourd'hui utilisent plusieurs capteurs pour créer des interactions plus riches avec les utilisateurs, mais les approches discrètes consomment trop d'espace et d'énergie, complexifient la conception système et les chaînes d'approvisionnement, et ne répondent pas de manière appropriée aux fausses activations ». C’est en ces termes peu élogieux que Mahesh Srinivasan, vice-président en charge des activités Détection intelligente et Affichage chez Synaptics, brosse le paysage des applications IoT intuitives telles que les oreillettes TWS (True Wireless Stereo), les commandes de jeux, les casques de réalité virtuelle ou augmentée, les télécommandes, les traceurs d’activité et autres thermostats connectés.

Pour relever le défi, Synaptics lance sous le nom de FlexSense une famille de processeurs de détection capables de capturer et de gérer intelligemment les signaux issus d’un maximum de quatre capteurs. Le tout occupe des dimensions de 2,62 mm² et peut remplacer jusqu’à quatre circuits intégrés à l’encombrement global de 16,04 mm², pour une empreinte réduite de 80% sur le circuit imprimé.

Selon la société américaine, les processeurs FlexSense, qui s’appuient sur un microcontrôleur central et fusionne les signaux des capteurs avec des algorithmes propriétaires, visent à apporter aux objets connectés des capacités de détection tactile, de proximité et de force fiables, à faible latence et sensibles au contexte.

Dans le détail, le microcontrôleur au sein de la puce FlexSense, est connecté à deux frontaux analogiques (AFE) propriétaires à faible consommation et extrêmement rapides. Ces moteurs AFE détectent et numérisent les données récupérées des éléments capacitifs et inductifs présents sur les surfaces tactiles d'un produit IoT. Des capteurs à effet Hall sont, quant à eux, mis en œuvre via des plaques métalliques sur l’équipement, qui détectent les champs magnétiques, tandis qu'un capteur de température intégré mesure la température ambiante.

Selon Synaptics, la détection capacitive est généralement utilisée pour détecter un toucher à grain plus fin, la proximité et des actions telles que le glissement des doigts sur une surface. La détection inductive peut distinguer le toucher à grain grossier, jusqu'à 256 niveaux de force et des actions telles que la rotation d’un bouton, tandis que le capteur à effet Hall détecte les champs magnétiques, tels que ceux d'un aimant intégré dans un réceptacle d'accueil.

L'architecture FlexSense offre en outre la possibilité de combiner plusieurs entrées de capteur et d'utiliser des algorithmes sophistiqués d'ordre supérieur pour détecter et mettre en œuvre des interactions plus complexes avec un appareil IoT, précise encore Synaptics. La combinaison "Toucher + Force" avec des capteurs capacitif et inductif permettrait ainsi de déterminer de manière plus fiable l'intention et de réduire les erreurs de contact. L’association "Température + Force + Toucher" améliorerait, elle, la précision dans les environnements humides.

Côté consommation des puces FlexSense, actuellement en cours d’échantillonnage, la société de semi-conducteurs annonce 240 µW (typiquement) en intra-auriculaire (pour une application TWS), et 10 µW en mode veille ou lorsque l'objet IoT est posé dans un réceptacle d’accueil.