Ladda ner artikeln här (länk, pdf). Fler tekniska rapporter finns på etn.se/expert

Haptisk återkoppling kan vara lösningen. Om pekskärmen är haptisk får föraren återkoppling på samma sätt som från exempelvis en mekanisk tryckknapp.

Vi ska här titta på tre typer av ställdon för haptisk återkoppling: piezoelement, vibrationsmotorer och linjära haptiska ställdon.

Linjära haptiska ställdon – orkar driva även storskärmar
Kännetecknande för linjära haptiska ställdon är att de ger mycket stark återkoppling. Det betyder att de kan ge tydlig feedback även på stora pekskärmar och displayer, jämförbart med en fysisk knapptryckning.

Återkopplingen kommer snabbt med en triggerfördröjning på högst 3 till 5 millisekunder.

Ett linjärt haptiskt återkopplande ställdon har en driftspänning på mellan 9 och 16 V. Den enda nackdelen är att installationshöjden är 16 mm.

Vishay är en av de som erbjuder ett sådant ställdon. Det heter IHPT-1411 och baseras på en magnetspole. Donet kombinerar sin mycket kompakta konstruktion med en kraftfull vibration på 6 g, en massa på 0,5 kg och en triggerspänning på 12 V. Det är tillräckligt för att en pekskärm ska kunna simulera en fysisk knapptryckning, till exempel.

Donet har standardanslutningar som är heldoppade i lödbad. Skräddarsydda anslutningar är möjliga att få på begäran. Det finns även en ny version av IHPT-1411 som är AEC-Q-kvalificerad.

Vibrationsmotorer – är lättstyrda
Vibrationsmotorer flyttar på en tyngd, vilket skapar en återkoppling i form av vibration till skillnad från ställdonets ”klick”. Problemet är dock en ganska rejäl triggerfördröjning på mellan 20 och 50 millisekunder, vilket gör att återkopplingen känns en smula konstgjord.

Det krävs en triggerspänning på under 12 V (de flesta modeller nöjer sig med 3 V) och triggningen sker lätt.

Vibrationsmotorer är endast lämpliga för mindre skärmar. En skärm stor som en surfplatta, fastskruvad i fordonet, skulle kräva en väldigt stor vibrationsmotor och skulle reagera med stor eftersläpning.

Piezoelement – är platta och känner tryck
Piezoelement är extremt tunna – blott 0,25 mm. De är tryckkänsliga vilket konkret betyder att ökat tryck på en given position på skärmen ger högre spänning.

Återkopplingen från piezoelementet ändras beroende på spänningen. Ställdonet kan trigga olika typer av återkoppling inom olika vågformer. Detta öppnar upp för ytterligare kontrollmöjligheter – till exempel att ljudvolymen ökar snabbare ju hårdare du trycker. Återkopplingen är dock mindre tydlig än med de andra två teknikerna.

Piezoelementen har inga rörliga delar, vilket gör dem mycket långlivade. De har dock nackdelen att de kräver en hög triggerspänning – minst 24 V.

PiezoHapt-L (PHUA8060-35A-33-000) från TDK är en lämplig lösning om du behöver haptisk återkoppling på bara ett litet element, som en tryckknapp.

Donet bygger på ett flerskiktat piezoelement, vilket innebär att den vill ha en spänning på minst 24 V. Samtidigt kan den generera större oscillation än ett enkelskiktat element av samma tjocklek.

PiezoHapt-ställdonet har en unimorf struktur. Det betyder att den består av ett aktivt och ett icke-aktivt lager. Det aktiva piezoelektriska lagret har elektroder på båda sidorna och är förbundet med en icke-aktiv metallplatta. När en växelström appliceras på elektroden expanderar och kontraherar det piezoelektriska elementet i takt med den, vilket även får den anslutna metallplattan att röra sig (figur 5). Växelströmmen skapar omväxlande toppar och dalar som producerar en vibration. Detta sker mycket effektivt på grund av den unimorfa strukturen.

Beroende på amplituden och frekvensen hos den applicerade spänningen, kan PiezoHapt-L generera en mängd olika vibrationsmönster. Den är otroligt responsiv med en reaktionstid på bara 4 millisekunder.

Vibrationsplattan som piezoelementet är monterad på, mäter 80 mm × 60 mm och är knappt 0,35 mm hög.

Ytor med känsla
Pekskärmar är inte det enda som kan förses med haptisk feedback, utan vilken slät yta som helst kan fungera som beröringskänsligt gränssnitt och ersätta konventionella tryckknappar och strömbrytare på instrumentbräda och dörrpanel. Ställdonet från Vishay, IHPT-1411, är idealiskt för ändamålet.

Med tanke på det finns absolut inga ursäkter längre för att inte hålla ögonen på vägen!