Elektrovibrasyon - Electrovibration

Elektrovibrasyonun tarihi 1954'e kadar uzanıyor. İlk olarak kazayla keşfedildi ve E. Mallinckrodt , AL Hughes ve W. Sleator Jr. “... ince bir yalıtım tabakası ile kaplı iletken bir yüzey üzerinde kuru bir parmağı sürükleyerek heyecanlandırdığını bildirdi. 110 V sinyal ile, karakteristik bir lastik hissi yarattı ”. Deneylerinde parmak ve metal yüzey kapasitif bir kurulum oluşturur. Parmak ile yüzey arasında yaratılan çekim kuvveti algılamak için çok zayıftı, ancak parmak yüzeyde hareket ettiğinde lastik gibi bir his yarattı. Bu his, grup tarafından "elektrovibrasyon" olarak adlandırıldı. 2010'un başlarından itibaren Senseg ve Disney Research , modern dokunmatik ekranlı cihazlara elektrovibrasyon getirebilecek teknoloji geliştiriyor.

Tarih

"1950 yazında, E. Mallinckrodt, belirli bir parlak pirinç elektrik ışık prizinin ışık yandığında ışık kapalıyken olduğu kadar yumuşak hissetmediğini belirtti." Sonra Mallinckrodt, etkiyi bilimsel olarak araştırmak için bir kurulum oluşturdu. Bir alüminyum plakayı değişken bir akım sınırlayıcı direnç üzerinden 60 Hz, 110 V güç kaynağına bağladı. Alüminyum levhanın yarısı yalıtkan bir vernikle kaplanırken geri kalanı kaplamadan bırakıldı. Testin bir sonucu olarak, sürtünme hissinin yalnızca iletken yüzey ile kayan parmak arasında bir yalıtım bariyeri olduğunda ortaya çıktığını tespit etti. Parmağın elektriksel olarak polarize olduğu ve bu indüklenen yükün bu parmak ile yüzey arasında bir kuvvet yarattığı sonucuna vardı. Bu fenomeni "elektrikle uyarılan titreşimler" olarak adlandırdı.

Elektrostatik kuvvet teorisi

Bir elektrot ile yalıtılmış bir zemin düzlemi arasına zamanla değişen bir voltaj uygulanarak elektrostatik bir kuvvet oluşturulur . Bir parmak, zamanla değişen voltajla yalıtılmış bir plakayı taradığında, parmak indüklenmiş zemin düzlemi olarak çalışır. İndüklenen statik elektrik, parmak ile yüzey arasında bir elektrik kuvvet alanı oluşturur.

Bir paralel-plakalı kondansatör modeli deri yüzeyi arayüzü yaklaştığı kullanılabilir. Elektrot bir plaka görevi görürken, ciltteki iletken deri altı katman diğeri gibi davranır, böylece hibrit bir doğal / yapay elektrostatik aktüatörü temsil eder. Aşağıdaki denklem, parmak ve elektrot arasında yaşanan elektrostatik kuvveti tahmin eder:

${\ displaystyle F _ {\ text {e}} = {\ frac {\ varepsilon _ {0} \ varepsilon _ {r} AV ^ {2}} {2d ^ {2}}},}$

nerede

${\ displaystyle \ varepsilon _ {0}}$ - boş alanın geçirgenliği,

${\ displaystyle \ varepsilon _ {r}}$ - dielektrik sabiti,

${\ displaystyle A}$ - elektrot alanı,

${\ displaystyle V}$ - iki plaka arasına uygulanan voltaj,

${\ displaystyle d}$ - iki plaka arasındaki mesafe.

Ortaya çıkan kuvvet, insan derisi tarafından algılanamayacak kadar küçüktür, ancak parmak yüzeyde hareket ettiğinde, hareket eden parmak üzerinde şu şekilde ifade edilebilen bir sürtünme kuvveti belirir.

${\ displaystyle f = \ mu F _ {\ metin {e}},}$

sürtünme katsayısı nerede . ${\ displaystyle \ mu}$

Daha ileri araştırmalar, bu modelin bu tür deri yüzey arayüzlerini açıklamak için yeterli olmadığını göstermiştir.

Referanslar