Cet article de blog est le premier d'une série de trois consacrés à la comparaison des technologies haptiques. Vous pouvez lire les deux parties suivantes ici :
Le retour haptique n'est pas une nouveauté. Il faut remonter aux années 60 pour trouver les premiers appareils utilisant le retour par vibration afin de transmettre des informations aux utilisateurs. Le système utilisé à l'époque pour générer des vibrations est encore utilisé aujourd'hui pour créer un retour tactile basique dans les appareils à bas prix. Les systèmes haptiques à masse rotative excentrique (ERM), souvent appelés moteurs de vibration, sont composés d'un moteur électrique qui fait tourner une masse décentrée à haute fréquence. Le même concept des années 60 est toujours utilisé aujourd'hui, mais la technologie a été miniaturisée pour s'adapter à des appareils plus petits.
De nos jours, les actionneurs à masse rotative excentrique sont encore utilisés dans de nombreux appareils pour générer un retour haptique en raison de leur faible coût, mais ils commencent à être remplacés par des technologies plus performantes. Nous vivons désormais dans un monde numérique et sommes entourés d'appareils dotés d'écrans tactiles. Partout dans le monde, les entreprises développent de nouvelles technologies pour améliorer l'expérience utilisateur de leurs appareils, d'où le développement de technologies haptiques plus performantes.
L'actionneur haptique piézoélectrique fait partie de ces technologies plus performantes. S'appuyant sur les effets piézoélectriques de certains matériaux, cette technologie présente de nombreux avantages par rapport aux moteurs ERM. Au lieu de faire tourner une masse excentrée, les solutions piézoélectriques consistent à envoyer une tension élevée à travers le matériau de l'actionneur à l'aide d'un circuit d'attaque piézoélectrique afin de le déformer et de créer un retour tactile. Nous verrons ce qui différencie les technologies haptiques piézoélectriques et ERM, et laquelle vous devriez utiliser dans votre application.
La technologie piézo-haptique offre un retour tactile plus intense
En haptique, l'accélération est liée à l'intensité du retour tactile que l'on ressent. Plus l'accélération que l'actionneur peut atteindre est élevée, plus le retour haptique qu'il peut générer est intense.
Les systèmes ERM ont une capacité d'accélération assez limitée, et on comprend aisément pourquoi. Le moteur électrique doit faire accélérer une masse pour générer des vibrations. Pour ce faire, il doit vaincre l'inertie de cette masse et faire monter la vitesse jusqu'à la fréquence optimale. L'accélération de la masse n'est pas instantanée. C'est pourquoi les moteurs ERM produisent un grondement peu raffiné.
Les actionneurs piézoélectriques, en revanche, ne sont pas soumis à cette contrainte mécanique. Comme la vibration ne repose pas sur la rotation d'une masse, l'actionneur vibre dès que la haute tension atteint le matériau piézoélectrique. Par conséquent, les actionneurs piézoélectriques peuvent produire un retour beaucoup plus puissant et net que les moteurs ERM.
Les solutions ERM consomment jusqu'à 20 fois plus d'énergie que notretechnologie PiezoCapDrive ™.
Consommation électrique : technologie ERM vsCapDrive™ (haptique piézoélectrique)
Un autre domaine dans lequel la technologie piézo-haptique présente un avantage majeur est celui de la consommation énergétique totale. Les actionneurs piézoélectriques sont très économes en énergie. Malheureusement, la faible consommation de ces actionneurs était contrebalancée par des pilotes piézoélectriques peu performants. La situation a désormais changé depuis la sortie de notre CapDrive™ Technologie. Le BOS1901, notre premier circuit intégré de commande haptique piézoélectrique basé sur la technologie CapDrive est le pilote piézo le plus efficace du marché. Notre technologie fait du piezo la technologie haptique la moins gourmande en énergie.
La masse rotative excentrique consomme beaucoup d'énergie. En fait, elle peut consommer jusqu'à 20 fois plus d'énergie que notre circuit intégré de commande piézoélectrique BOS1901.
Si vous cherchez à intégrer l'haptique dans un appareil dont la source d'énergie est limitée, comme un appareil mobile, vous devriez opter pour l'haptique piézoélectrique plutôt que pour une solution ERM.
Les moteurs à vibration ont un temps de réponse lent, tandis que les moteurs piézoélectriques sont quasi instantanés
Le retour d'information haptique doit être parfaitement synchronisé pour créer le meilleur retour d'information possible. Les temps de réaction plus rapides se traduisent par un retour tactile plus précis et plus raffiné. Les moteurs vibrants ont besoin de plus de temps pour accélérer la masse en rotation et atteindre leur fréquence maximale (zone optimale pour le retour d'information). De plus, ils doivent décélérer la masse après l'effet. L'ERM prend normalement jusqu'à 50 millisecondes pour atteindre sa fréquence maximale. Les délais d'accélération et de décélération créent de petites vibrations douces indésirables à la fin et au début de l'effet.
Les actionneurs piézoélectriques ont un temps de réaction quasi instantané de moins de 2 millisecondes. Cela signifie que vous ne ressentirez pas le petit retour tactile doux et indésirable du temps d'accélération et de décélération. L'haptique piézoélectrique crée un retour d'information plus net et plus raffiné. Le facteur limitant des actionneurs piézo est en fait le temps de réponse du pilote piézo. Notre pilote piézo BOS1901 a le temps de réponse le plus rapide de l'industrie, moins de 6 millisecondes.
Les technologies haptiques piézoélectriques permettent de gagner beaucoup d'espace par rapport aux systèmes ERM
Les systèmes haptiques à moteur vibrant ERM sont plus grands et prennent plus de place que les solutions haptiques piézoélectriques. S'il est vrai que les moteurs ERM sont plus petits que les moteurs piézo, la grande différence réside dans la taille de l'actionneur. Les actionneurs piézo sont plus petits que les ERM et offrent un retour haptique plus important.
Si vous recherchez une solution compacte, privilégiez les systèmes haptiques piézoélectriques plutôt que les moteurs à vibration.
Tirer pleinement parti de l'effet piézoélectrique pour offrir une détection de force intégrée
L'effet piézoélectrique est réversible. On peut appliquer une haute tension à un matériau piézoélectrique pour le faire bouger, mais ce matériau peut également produire une charge électrique lorsqu’il est déformé. Lorsque l’on appuie sur un actionneur piézoélectrique, on déforme légèrement le matériau piézoélectrique. L’actionneur produit alors un courant électrique. Notre CapDrive Les transducteurs piézoélectriques sont capables de détecter ce courant électrique. Ils peuvent détecter la force et déclencher un retour d'information à partir du même actionneur.
Les solutions haptiques à masse rotative excentrique ne permettent de générer qu'un retour haptique. Si vous avez besoin de détecter une force, vous devrez disposer d'un système matériel complet de détection de force en plus de votre système haptique.
Cela signifie que si vous avez besoin d'une solution haptique qui se déclenche lorsqu'une force est appliquée, comme pour remplacer un bouton mécanique, vous pouvez éliminer le matériel de détection et vous fier uniquement à un actionneur piézo couplé à l'un de nos pilotes piézo. Idéal pour gagner de la place ! C'est d'ailleurs ce que nous avons fait avec notre Prototype de téléphone sans boutons SmartClik.
Haptique haute définition contre bruit de base
Les actionneurs piézoélectriques peuvent générer des effets haptiques plus avancés. Comme les haut-parleurs audio, ils utilisent un signal de forme d'onde électrique provenant d'un amplificateur (le pilote piézoélectrique) et ils peuvent fonctionner avec une large gamme de fréquences et d'amplitudes pour générer une infinité d'effets tactiles différents. Vous pouvez personnaliser le retour haptique en fonction de votre application et créer un retour riche et détaillé. C'est ce que nous appelons le retour haptique haute définition.
Les solutions ERM, quant à elles, ont une gamme de fréquences très limitée pour créer un retour d'information optimal. Cela signifie que vous disposez d'une gamme très limitée d'effets haptiques. Les moteurs ERM sont limités à des grondements de faible qualité.
L'haptique piézoélectrique ouvre la voie à des effets plus avancés que l'ERM ne peut pas reproduire. L'haptique piézoélectrique est parfaite pour diverses applications lorsque vous avez besoin de différents effets tactiles, comme pour la RA/RV, les alertes de sécurité automobile, le remplacement de boutons, etc.
La technologieCapDrive™ à circuit intégré piézoélectrique de Boréas Technologies face à la masse rotative excentrique (ERM)
| Caractéristiques | ERM | Piezo - CapDriveTM |
| Accélération (g)* | 0.6 | 2.5 |
| Consommation d'Énergie | Élevée | Faible |
| Temps de Démarrage [ms] | 50 | 0.3 |
| Taille de l'Empreinte | Gros | Miniature |
| Détection de force intégrée | Non | Oui |
| Haptique HD | Non | Oui |
*avec une masse de 100g. L'accélération est liée à la force du retour. Nombre plus élevé = Retour plus fort
Expérimentez dès aujourd'hui le meilleur circuit intégré de commande haptique piézoélectrique
Le Kit de Développement BOS1901 est disponible pour tester facilement les possibilités de l'haptique piézo. Le kit est livré avec deux circuits intégrés piézo-haptiques BOS1901, une sélection d'actionneurs piézo-haptiques et un logiciel GUI permettant de lancer facilement divers effets tactiles.
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