Interruttore tattile piezoelettrico: il potenziale di un sensore tattile piezoelettrico ultracompatto utilizzabile con le mani bagnate

Gli interruttori tattili si trovano negli smartphone e in una varietà di altri dispositivi. Favoriscono il design estetico, sono comodi da usare e stanno crescendo rapidamente in popolarità. Tuttavia, sono vulnerabili all’acqua e al sudore e in gran parte inutilizzabili quando si indossano i guanti. PiezoTap™, attualmente in fase di sviluppo presso TDK, è un interruttore piezoelettrico basato sulla tecnologia piezoelettrica che si prevede amplierà il potenziale degli interruttori tattili.

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Un interruttore tattile (noto anche come sensore tattile) si riferisce a un interruttore (sensore) che si attiva quando una persona o un oggetto entra in contatto con esso. Stanno attirando molta attenzione poiché possono sostituire i pulsanti meccanici, migliorando il design del prodotto e la facilità d'uso.

Poiché gli interruttori tattili non richiedono una forza decisa per funzionare, tutto ciò di cui hanno bisogno è un contatto delicato, si trovano comunemente nelle luci, nelle porte automatiche e negli ascensori. In particolare, negli ultimi anni sono diventati molto diffusi gli interruttori tattili capacitivi che rispondono al tocco sugli schermi negli smartphone e nei tablet. Gli interruttori tattili capacitivi funzionano rilevando la variazione di capacità che si verifica quando la punta di un dito e un'area di rilevamento si avvicinano.

Gli interruttori tattili capacitivi, tuttavia, presentano un grave difetto: sono vulnerabili all'acqua e al sudore e l'utilizzo con i guanti richiede guanti conduttivi speciali. Con i normali guanti, le variazioni di capacità tra il dito e l'area di rilevamento diventano difficili da rilevare, rendendo l'interruttore inutilizzabile. Inoltre, la presenza di acqua o sudore può causare risposte irregolari. Poiché si prevede che gli interruttori tattili compatti verranno utilizzati in dispositivi indossabili, prodotti per esterni e prodotti utilizzati in prossimità dell'acqua, esiste una crescente necessità di affrontare i problemi relativi a questi tipi di applicazioni.

PiezoTap™, un interruttore piezoelettrico compatto e altamente sensibile in fase di sviluppo presso TDK, risolve i problemi che gli interruttori tattili hanno avuto con i guanti e in condizioni di bagnato. PiezoTap è un interruttore piezoelettrico ultracompatto e sottile, basato sull'effetto piezoelettrico anziché sul metodo della capacitanza. Può essere utilizzato anche quando si indossano i guanti o in ambienti umidi, grazie al modo in cui rileva la pressione utilizzando l'effetto piezoelettrico, convertendo il minimo stress meccanico causato dalla forza da un tocco in una tensione utilizzando un elemento piezoelettrico. Montando PiezoTap all'interno dell'involucro di un dispositivo sigillato, diventeranno possibili applicazioni in cui in passato non era possibile installare interruttori tattili, ampliando notevolmente l'ampiezza della progettazione del prodotto.

PiezoTap presenta inoltre un design ultracompatto e sottile, pesa solo 0,046 grammi e misura 7 x 7 x 0,2 millimetri e può essere installato indipendentemente dal materiale della custodia. Può essere montato senza praticare fori nella custodia, migliorando notevolmente il grado di libertà di progettazione per i prodotti che richiedono piccoli interruttori tattili.

Si prevede che sia perfetto per un'ampia gamma di applicazioni, tra cui TWS (auricolari true wireless), che vengono spesso utilizzati all'aperto; dispositivi indossabili come occhiali intelligenti e orologi intelligenti; prodotti utilizzati in prossimità dell'acqua, quali frigoriferi, elettrodomestici da cucina, lavatrici, spazzolini elettrici e telecomandi per il bagno; e cruscotti delle auto.

Principio di funzionamento di PiezoTap™, che utilizza l'effetto piezoelettrico

Risultati del confronto tra metodi piezoelettrici e capacitivi

●Confronto del verificarsi di risultati errati tra un dito nudo, guanti compatibili con touchscreen e guanti incompatibili con touchscreen, quando ciascuno è asciutto e bagnato ●Criteri di valutazione OK: Azione prevista riuscita NG: Risultati non previsti (ad es., tocco singolo interpretato come un lungo premere)

PiezoTap è un prodotto attualmente in fase di sviluppo, con l'inizio della produzione di massa previsto per il 2023. Spiega Atsushi Tamura, uno degli sviluppatori di PiezoTap presso il Piezo & Protection Devices Business Group. “Si prevede che PiezoTap contribuirà non solo alla miniaturizzazione e all’impermeabilità di dispositivi indossabili come TWS, orologi intelligenti e occhiali intelligenti, ma anche al miglioramento della progettazione di elettrodomestici come frigoriferi e lavatrici. Anche se attualmente ci concentriamo sui prodotti di consumo, nei prossimi passi stiamo cercando di estenderci ai display e ai cruscotti automobilistici”.