LRA结构图
线性谐振传动器(LRA)是在单个轴上发生振荡力的振荡电机。与直流偏疼旋转质量(ERM)电机不同,线性谐振传动器依托沟通电压来驱动压靠与绷簧衔接的移动质量块的音圈。当音圈在绷簧的共振频率下被驱动时,整个传动器以可感知的力振荡。虽然能够经过改动沟通输入来调理线性谐振传动器的频率和振幅,可是传动器有必要在其谐振频率下被驱动,以发生大电流有意义的力。
在发生振荡,压靠移动质量块时,音圈在设备内部坚持中止。经过相对于绷簧向上和向下驱动磁体,LRA作为全体发生移位,发生振荡。根底机制类似于扬声器发生声响。在扬声器中,经过将沟通电频率和振幅转变为振荡频率和振幅使空气经过锥体而且以不同的频率发生位移。在内部,扬声器经过以快速改动的沟通电移动磁铁质量块来完结该使命。与能够以恣意频率驱动的扬声器不同,LRA在特定频率规模内的触觉运用才是有用的。
除了将由音圈发生的力直接传递到皮肤,该设备还经过运用绷簧的共振频率来优化功耗。假如音圈在绷簧的共振频率下推进磁铁质量块抵靠绷簧,则设备能够更有效地发生更高振幅的振荡。因为音圈由沟通电驱动,对振荡的希望频率和振幅进行建模,能够独登时修正频率和振幅。这不同于ERM电机,ERM电机与所发生振荡的两个性质耦合。
虽然频率能够改动,可是LRA一般将在窄频率规模内操作以优化其功耗——假如设备在绷簧谐振频率下被驱动,则发生持平起伏的振荡将耗费更少的功率。无论如何,这种改进自身供给了优于ERM电机的共同优势:随时刻改动强度的准确波形能够在具有固定频率的LRA中再现,而ERM电机中的改动强度的波形也将发生改动的振荡频率。
LRA的典型起动时刻约为10ms,是ERM电机发生振荡所需时刻的一小部分。当电流施加到设备内的音圈时,磁铁质量块当即移动,发生这种难以想象的速度。在ERM电机中,只要在电机到达运转速度之后才干发生振荡——即便在过度驱动电机发生更快的加速度时,电机在到达希望的振荡强度之前或许需求20-50ms。不幸的是,LRA的中止时刻显着善于ERM电机。因为运转期间内部绷簧中继续存储动能,LRA或许需求300 ms的时刻来中止振荡。值得幸亏的是,主动制动组织也能够用于LRA,经过履行供给给传动器的沟通信号的180度相移,能够经过发生与振荡绷簧相反的力十分快速地(在大约10ms内)中止振荡。
许多现代手机运用LRA而不是其他类型的振荡电机,以便以更小的功率发生更宽规模的振荡触觉效应。像视频游戏操控器等其他消费电子产品也运用线性谐振传动器来为触摸板供给触觉反应。
dafruit的DRV2605分线板
相片由Adafruit供给
Adafruit Industries出售DRV2605分线板,该分线板适用于运用LRA的设备的模仿原型。上述分线板能够很容易地与任何电子原型渠道进行集成。您还能够在线查找分线板的其他变体。
现成的芯片能够简化一些运用的开发进程。TI的DRV2605和DRV2605等触觉驱动器可驱动LRA以及ERM电机。当咱们规划具有丰厚触觉反应的可穿戴设备Moment时,咱们运用DRV2605 在四个线性谐振传动器供给沉溺式触觉作用
Moment滚动运用准确守时的触觉作用来发生在皮肤上的运动感觉。这为创立信息的触觉表达供给了共同的时机——例如,内置的触觉罗盘能够运用户总是感觉到真实北方的方位。Moment还装备了一个计时器,将时刻的消逝转变为在用户手腕上移动的感觉,进步他们对不同使命花费多少时刻的认识。DRV2605使咱们能够快速对器材进行原型规划,开发这些共同的运用,而不用忧虑驱动LRA的复杂性。
因为DRV2605简化了以正确谐振频率驱动LRA的进程,因而咱们能够更快地对硬件规划的其他部分进行迭代。此外,经过其I2C接口将 DRV2605完成 为具有微操控器的电路十分简略,而且占用空间小,除了驱动器芯片之外仅需求去耦电容器。为您的规划挑选LRA也能够协助进步精度和寿数。
虽然线性谐振传动器在定制规划中好像很难完成,可是如TIDRV2605等触觉驱动器芯片能够简化进程,进步功用并下降全体功耗。
TI的驱动器旨在驱动触觉传动器,经过消除不用要的功用和软件操控简化规划进程。进步功用和简化规划涉及到几项功用。例如,主动闭环反应改进了ERM和LRA的呼应。主动校准检测和装备每个传动器的闭环反应系数,而且自谐振检测感测LRA的谐振频率。
因为依据用户的需求定制,LRA能够供给更好的全体触觉体会。LRA还在不断发展,尽力下降功耗和电路板占用面积,一起发生更敏锐、更强的触觉作用。
因为咱们更多地依靠电子用户界面,咱们需求触觉反应来协助咱们了解体系正在做什么。触觉技能不只使咱们取得更令人满意的体会,还有助于改进操控,扩展功用和增强体系用户的安全性,一起协助制造商区将其产品差异化。