O driver tátil inteligente oferece diversos efeitos de feedback

À medida que mais designs OEM mudam de interface de botão ou switch para feedback tátil, há uma demanda crescente por tecnologias hápticas avançadas que oferecem uma maneira mais fácil de criar botões “virtuais” em uma variedade de aplicativos, de smartphones a automotivos. A Cirrus Logic Inc. acredita ter a resposta para esse desafio com as novas soluções de driver háptico CS40L25 para acionamento de atuadores ressonantes lineares de alto desempenho (LRAs) e motores de bobina de voz (VCMs).

Os dispositivos CS40L25 integram um driver háptico de alto desempenho, um processador de sinal digital (DSP) e um conversor boost. O DSP programável executa algoritmos em tempo real com baixa latência e oferece uma memória maior para efeitos mais táteis - armazenando mais de 50 formas de onda programáveis ​​na RAM. Os dispositivos CS40L25 de potência ultrabaixa (<20 μA modo de hibernação) também suportam escuta permanente para acionamento tátil.

O conversor digital de classe H fornece 85% de aumento de eficiência geral e tensões de impulso programáveis ​​de até 11 V. Outros recursos incluem um loop de controle digital de alta largura de banda, frequência de comutação de 2 MHz e modo de salto de pulso para maior eficiência durante baixa potência operação quiescente.

A solução háptica impulsionada CS40L25 da Cirrus Logic integra um driver háptico de alto desempenho, um processador de sinal digital e um conversor de aumento de voltagem de driver, proporcionando experiências de usuário aprimoradas para uma variedade de aplicações, incluindo móveis, automotivos, PCs, wearables e jogos / VR.

Aproveitando sua baixa potência, baixa latência e tecnologia de processamento de sinais mistos, a nova família de drivers táteis impulsionados da Cirrus Logic foi projetada para permitir experiências de usuário mais ricas e envolventes. Os novos dispositivos estão disponíveis em diversas variantes para atender a uma variedade de aplicações, incluindo dispositivos móveis / portáteis, PCs / laptops e automotivo.

“A tecnologia háptica está literalmente nas mãos de bilhões de pessoas todos os dias”, disse Shahram Tadayon, gerente de marketing de produto da Cirrus Logic. “Há alguns anos, os fabricantes de celulares começaram a remover o botão home e, em vez disso, substituí-lo por um botão virtual, que oferecia um design elegante e sem botões, além de um clique bem definido.

“Desde então, mais e mais fabricantes de celulares removeram esse botão e adicionaram botões virtuais”, acrescentou. “Além de apenas botões virtuais para telefones celulares, a sensação ao toque foi além em vestíveis, em trackpads de PC e automotivos em telas sensíveis ao toque. E tudo isso começou com um simples clique, mas nos próximos anos, você começará a ver cada vez mais gestos incorporados à sensação ao toque também. ”

Uma solução completa

A Cirrus Logic diferencia sua solução ao oferecer uma solução completa de driver háptico que inclui hardware, firmware e ferramentas. Uma coisa que torna a solução única em comparação com muitas outras é que o Cirrus Logic não só incorpora o hardware - acionando o atuador - mas também incorpora os algoritmos DSP, disse Tadayon. “Geralmente, você descobrirá que o driver do atuador não fornece os algoritmos e o firmware diferente.

“Também oferecemos ferramentas que permitem aos clientes fornecer rapidamente sua própria sensação ou sensação de sensação ao toque”, disse ele. “Tornamos mais fácil para eles modificarem a sensação ao toque com as ferramentas, o hardware e o software, portanto, fornecemos realmente um pacote completo para eles”.

As ferramentas de criação de formas de onda vão além do clique de botão virtual para fornecer efeitos como rolagem ou zoom, disse Tadayon. A solução pode recriar qualquer um dos botões familiares usando quase qualquer atuador que seja do tipo LRA ou VCM, acrescentou.

As formas de onda hápticas incluem cliques em botões virtuais, rolagem, efeitos de sensor, saliências hápticas, alertas de alta fidelidade e cliques de câmera. Um criador de toque também está incluído.

Tadayon disse que há muita engenharia necessária para criar um efeito tátil que o cérebro percebe como um botão. Uma grande solução háptica precisa de um conversor de impulso, um sistema de loop fechado e baixa latência, disse ele, permitindo formas de onda personalizadas para uma variedade de respostas de feedback háptico que fornecem uma sensação nítida e forte para uma melhor experiência do usuário.

A latência ultrabaixa da solução (<5 ms para o gatilho GPI) fornece controle em tempo real do motor háptico para fornecer aos usuários uma sensação ou resposta mais imediata, enquanto os algoritmos de malha fechada maximizam o LRA com um efeito "mais nítido" e simplifique a afinação.

“Haptics é gerada a partir de um atuador, geralmente um LRA que se move para frente e para trás rapidamente”, disse Tadayon. “É importante que o IC do driver háptico tenha voltagem suficiente para conduzi-lo rapidamente para uma resposta forte. Muitos aplicativos, como telefones e wearables têm baterias de baixa voltagem, por isso é importante que a tecnologia tenha um conversor boost para elevar as voltagens para tornar essa sensação forte e nítida. ”

Por ter uma tensão de reforço que vai até 11 V, ele aumenta o atuador muito rapidamente e permite que ele tenha uma sensação rápida e nítida, acrescentou. “Mas o que é tão importante é ser capaz de impedir um atuador de se mover muito rápido e, para isso, temos um algoritmo de malha fechada. Portanto, estamos constantemente monitorando a posição do atuador e podemos fazê-lo parar muito rapidamente, e é isso que lhe dá aquela sensação de nitidez. ”

O aspecto mais importante de um design é ter uma sensação nítida e forte, disse Tadayon, graças à tecnologia aprimorada da empresa e ao algoritmo de loop fechado. Isso significa interromper o LRA o mais rápido possível, o que pode ser alcançado por meio do DSP e dos algoritmos de loop fechado, e isso precisa acontecer rapidamente - em 25 milissegundos, disse ele.

“Desde o momento em que você pressiona a tela até quando seu dedo sente a sensação de toque, se isso ocorrer dentro de 25 ms, parece um clique de botão real”, disse ele. “Portanto, ter essa latência rápida é muito importante. Quando você começa a passar de 50 ms, seu cérebro sabe que algo não está certo. Isso não parece um botão de verdade. ”

O chip da Cirrus Logic foi projetado para reagir em 4 ms, o que Tadayon atribui às formas de onda armazenadas na memória e ao driver impulsionado.

Além disso, em vez de fazer com que o microcontrolador faça todo o trabalho pesado, o que leva tempo e afeta a latência, a solução háptica pode armazenar 50 formas de onda (efeitos) diferentes e personalizáveis ​​na RAM, graças a “uma boa quantidade de memória interna”.

A Cirrus Logic desenvolveu várias variantes para atender a diferentes aplicações de produtos. Isso inclui os CIs CS40L25-CWZR e CS40L25B-CWZR em pacotes WLCSP de 30 bolas para aplicativos móveis e portáteis, que agora estão sendo enviados em volume. O CS40L25B-CNZR de classe comercial em um produto QFN de 32 pinos atende a PC / laptop e outras aplicações de mercado em geral, enquanto o CS40L25B-DNZ AEC-Q100 qualificado para automóveis em um pacote QFN de 32 pinos com flancos molhados é projetado para aplicações de infoentretenimento como botões de toque e telas sensíveis ao toque. Tanto os dispositivos de nível comercial quanto os automotivos estão sendo amostrados.

“Nos próximos anos, mais e mais usuários terão uma experiência mais rica com seus eletrônicos”, disse Tadayon. O roteiro da empresa inclui trazer a tecnologia de detecção de força integrada, juntamente com a sensação ao toque e algoritmos para reduzir o tamanho, o consumo de energia e a latência.

>> Este artigo foi publicado originalmente em nosso site irmão, Electronic Products.