高級ERM/LRA觸覺驅(qū)動器增添觸覺反饋效果

關(guān)鍵詞： 觸覺驅(qū)動器

        由于觸摸屏能讓人與屏幕上的內(nèi)容直接互動、提供很高的靈活性、具有豐富的輸入與手勢詞匯以及更高的機械耐用性等優(yōu)勢，因此，正在取代傳統(tǒng)用戶界面。但目前市場上常見的一些觸摸屏也存在著一定的缺陷，例如，在接觸屏幕或有事件發(fā)生時，不能提供物理或機械反饋，喪失了觸感或觸覺反饋。針對于此，德州儀器(TI)日前推出一款可為消費及工業(yè)類產(chǎn)品添加逼真觸覺反饋效果過程的觸覺驅(qū)動器DRV2605，該產(chǎn)品是目前市場上首個預(yù)加載具有123種獨特觸覺效果庫的偏心轉(zhuǎn)子電機(ERM)及線性諧振執(zhí)行器(LRA)觸覺驅(qū)動器，該庫由觸摸反饋技術(shù)的領(lǐng)先開發(fā)商及授權(quán)商Immersion設(shè)計并提供許可證。
觸覺原理方案架構(gòu)
TI中國區(qū)市場開發(fā)高性能模擬產(chǎn)品業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理信本偉告訴記者，TI最新推出的觸覺原理方案如圖1所示，觸摸按鈕是電容式傳感器可檢測觸壓。觸發(fā)按鈕通過MSP430傳感，觸發(fā)一個事件。在主處理器處于待機狀態(tài)時，使用MSP430低功耗模式傳感和觸發(fā)。隨后DRV2605從123種波形庫中播放出一種效果。波形可使執(zhí)行器以特定方向或方式運動產(chǎn)生振動。

圖1：觸覺原理方案架構(gòu)圖

執(zhí)行器由偏心轉(zhuǎn)子電機(ERM)與線性諧振執(zhí)行器(LRA，彈簧+磁鐵)組成。ERM執(zhí)行器的主要任務(wù)是，施加正電壓時電機旋轉(zhuǎn)，施加負電壓時電機制動，以及全向運動提供良好振動警示。LRA執(zhí)行器的主要任務(wù)是，彈簧安裝質(zhì)量以線性運動方式振動，起動時間略優(yōu)于ERM執(zhí)行器，針對按鍵壓下確認提高足以跟上每秒鍵入多個字母的速度。
DRV2605主要特性與優(yōu)勢信本偉介紹說，DRV2605的特性與優(yōu)勢主要體現(xiàn)在如下幾個方面。
一是，“免專利費IP”可降低系統(tǒng)復(fù)雜性，123種預(yù)加載、免專利費Immersion觸覺效果庫，可提供各種獨特且差異化的觸感效果。這就是說，采用DRV2605后，使用這123種振動模式不需要專利費，而是預(yù)裝的。預(yù)裝的好處是，在不同的模式下需要不同振動模式的時候，可以直接調(diào)動庫里的振動模式，非常簡化而簡單(圖2)。

圖2：觸覺驅(qū)動器DRV2605架構(gòu)圖

二是具有音頻轉(zhuǎn)換觸覺模式，可自動將音樂、電影或游戲音頻轉(zhuǎn)換為用戶可感覺的觸覺效果，該音頻模式可添加振動低音增強功能，幫助用戶充分感受和體驗音視頻內(nèi)容。
三是增加了智能環(huán)路架構(gòu)，自動過驅(qū)動及制動技術(shù)可簡化軟件編程，縮短50%起動和制動時間，可在各種環(huán)境條件下實現(xiàn)一致的加速。信本偉表示，DRV2605的啟動時間只有0.35ms，相當(dāng)于手摸上去的那一瞬間手機就會有振動。而目前有些低端產(chǎn)品中雖帶有振動，但手摸上去可能要1s鐘以后才有感覺，延遲時間比較長，而DRV2605還支持在低功耗狀態(tài)下的立即響應(yīng)。LRA的自動諧振跟蹤可在低于同類競爭解決方案50%的功耗下提供2倍的振動力，這是線性電機中一個非常重要的技術(shù)指標(biāo)。信本偉強調(diào)，特別是在用更大動力驅(qū)動時，執(zhí)行器諧振頻率有時會發(fā)生變化，DRV2605可跟蹤這種變化，繼續(xù)在諧振頻率下驅(qū)動。此外，自動執(zhí)行器診斷以及電平跟蹤特性可在各種環(huán)境條件下實現(xiàn)一致的加速，這也是一個非常重要的功能，能診斷出有故障的電機。
四是，DRV2605的面積僅為1.5mm×1.5mm，可為設(shè)計人員創(chuàng)建空間有限的便攜式應(yīng)用提供業(yè)界最小的封裝；DRV2605還能與TI觸摸屏控制器系列的任何產(chǎn)品結(jié)合，創(chuàng)建完整的觸摸屏解決方案。
信本偉還提到DRV2605另一個技術(shù)指標(biāo)，具有最佳的流耗，我們一般用“mA/g”測量執(zhí)行器的效率，如果驅(qū)動頻率不在諧振頻率下，執(zhí)行器每“g”加速會消耗更多電流。DRV2605的自動諧振優(yōu)勢是非常省電，以諧振頻率驅(qū)動，每“g”流耗銳降60%。
應(yīng)用領(lǐng)域
DRV2605可廣泛應(yīng)用在電腦、游戲手柄、照相機、手持游戲機、手持設(shè)備等方面。信本偉舉例說，國內(nèi)現(xiàn)有些做鼠標(biāo)的客戶，在鼠標(biāo)上已采用觸摸板，已經(jīng)沒有滾輪了，但人們已習(xí)慣在鼠標(biāo)上滾輪一撥就走的感覺，為了模擬這種動作，客戶就特意將Haptics加在里面，這就有了壓滾輪的效果，使鼠標(biāo)上有了替代振動的感覺。