El controlador háptico inteligente ofrece diversos efectos de retroalimentación

A medida que más diseños de OEM se alejan de las interfaces de botones o conmutadores a la retroalimentación háptica, existe una creciente demanda de tecnologías hápticas avanzadas que brindan una forma más fácil de crear botones "virtuales" en una variedad de aplicaciones, desde teléfonos inteligentes hasta automóviles. Cirrus Logic Inc. cree que tiene la respuesta a este desafío con las nuevas soluciones de controlador háptico CS40L25 para impulsar actuadores de resonancia lineal (LRA) de alto rendimiento y motores de bobina móvil (VCM).

Los dispositivos CS40L25 integran un controlador háptico de alto rendimiento, un procesador de señal digital (DSP) y un convertidor boost. El DSP programable ejecuta algoritmos en tiempo real con baja latencia y ofrece una memoria más grande para más efectos hápticos, almacenando más de 50 formas de onda programables en RAM. Los dispositivos CS40L25 de energía ultrabaja (<20 μA en modo de suspensión) también admiten la escucha siempre activa para el disparo háptico.

El convertidor elevador digital de clase H proporciona un aumento de eficiencia general del 85% y voltajes de refuerzo programables de hasta 11 V.Otras características incluyen un bucle de control digital de alto ancho de banda, frecuencia de conmutación de 2 MHz y modo de salto de pulso para mejorar la eficiencia durante baja potencia. funcionamiento en reposo.

La solución háptica mejorada CS40L25 de Cirrus Logic integra un controlador háptico de alto rendimiento, un procesador de señal digital y un convertidor de aumento de voltaje del controlador, lo que brinda experiencias de usuario mejoradas para una variedad de aplicaciones, que incluyen dispositivos móviles, automotrices, PC, dispositivos portátiles y juegos / VR.

Aprovechando su tecnología de procesamiento de señal mixta, baja latencia y baja potencia, la nueva familia de controladores hápticos mejorados de Cirrus Logic está diseñada para permitir experiencias de usuario más ricas y envolventes. Los nuevos dispositivos están disponibles en varias variantes para satisfacer una variedad de aplicaciones, incluidos dispositivos móviles / portátiles, PC / portátiles y automoción.

"La tecnología háptica está literalmente en manos de miles de millones de personas todos los días", dijo Shahram Tadayon, gerente de marketing de productos de Cirrus Logic. “Hace unos años, los fabricantes de teléfonos móviles empezaron a quitar el botón de inicio y, en su lugar, lo reemplazaron con un botón virtual, y proporcionó un diseño agradable, elegante y sin botones y también un clic nítido y agradable.

“Desde entonces, cada vez más fabricantes de teléfonos móviles han eliminado ese botón y han agregado botones virtuales”, agregó. “Además de los botones virtuales para teléfonos móviles, la tecnología háptica ha ido más allá en dispositivos portátiles, en track pads de PC y en automoción para pantallas táctiles. Y todo esto comenzó con un simple clic, pero en los próximos años, también comenzará a ver más y más gestos incorporados en la háptica ".

Una solución completa

Cirrus Logic diferencia su solución al ofrecer una solución completa de controlador háptico que incluye el hardware, firmware y herramientas. Una cosa que hace que la solución sea única en comparación con muchas otras es que Cirrus Logic no solo incorpora el hardware, lo que impulsa el actuador, sino que también incorpora los algoritmos DSP, dijo Tadayon. "Por lo general, encontrará que el controlador del actuador no proporciona los algoritmos ni el firmware diferente.

“También ofrecemos herramientas que permiten a los clientes proporcionar rápidamente sus propias sensaciones o sensaciones para los hápticos”, dijo. "Les facilitamos la modificación de la háptica con las herramientas, el hardware y el software, por lo que realmente les proporcionamos un paquete completo".

Las herramientas de creación de formas de onda van más allá del clic del botón virtual para proporcionar efectos como el desplazamiento o un pellizco de zoom, dijo Tadayon. La solución puede recrear cualquiera de los botones familiares utilizando casi cualquier actuador que sea del tipo LRA o VCM, agregó.

Las formas de onda hápticas incluyen clics de botones virtuales, desplazamiento, efectos de sensor, golpes hápticos, alertas de alta fidelidad y clics de la cámara. También se incluye un generador de tonos de llamada.

Tadayon dijo que se requiere mucha ingeniería para producir un efecto háptico que el cerebro percibe como un botón. Una gran solución háptica necesita un convertidor de impulso, un sistema de circuito cerrado y baja latencia, dijo, lo que permite formas de onda personalizadas para una variedad de respuestas de retroalimentación háptica que brindan una sensación nítida y fuerte para una mejor experiencia de usuario.

La latencia ultrabaja de la solución (<5 ms para el disparador GPI) proporciona control en tiempo real del motor háptico para proporcionar a los usuarios una sensación o respuesta más inmediata, mientras que los algoritmos de circuito cerrado maximizan el LRA con un efecto "más nítido" y simplifica la afinación.

“La háptica se genera a partir de un actuador, generalmente un LRA que se mueve hacia adelante y hacia atrás rápidamente”, dijo Tadayon. “Es importante que el IC del controlador háptico tenga suficiente voltaje para impulsar esto rápidamente para una respuesta fuerte. Muchas aplicaciones, como teléfonos y dispositivos portátiles, tienen baterías de bajo voltaje, por lo que es importante que la tecnología tenga un convertidor elevador para aumentar los voltajes y generar esa sensación fuerte y nítida ".

Al tener un voltaje de refuerzo que sube a 11 V, aumenta ese actuador muy rápidamente y le permite tener una sensación rápida y nítida, agregó. “Pero lo que es igualmente importante es poder evitar que un actuador se mueva muy rápido, y para eso, tenemos un algoritmo de circuito cerrado. Por lo tanto, estamos monitoreando constantemente la posición del actuador y podemos hacer que se detenga muy rápidamente, y eso es lo que le da esa sensación de nitidez ".

El aspecto más importante de un diseño es tener una sensación fuerte y nítida, dijo Tadayon, que se debe a la tecnología mejorada de la empresa y al algoritmo de circuito cerrado. Esto significa detener ese LRA lo más rápido posible, lo que se puede lograr a través del DSP y los algoritmos de circuito cerrado, y debe suceder rápidamente, en 25 milisegundos, dijo.

"Desde el momento en que presiona la pantalla hasta que su dedo siente la sensación háptica, si eso está dentro de los 25 ms, se siente como un clic real de un botón", dijo. “Así que tener esa latencia rápida es realmente importante. Una vez que ha comenzado a superar los 50 ms, su cerebro sabe que algo no está del todo bien. Esto no se siente como un botón real ".

El chip de Cirrus Logic fue diseñado para reaccionar en 4 ms, lo que Tadayon atribuye a las formas de onda almacenadas en la memoria y al controlador potenciado.

Además, en lugar de que el microcontrolador haga todo el trabajo pesado, lo que lleva tiempo e impacta la latencia, la solución háptica puede almacenar 50 formas de onda (efectos) diferentes y personalizables en la RAM gracias a “una buena cantidad de memoria interna”.

Cirrus Logic desarrolló varias variantes para abordar diferentes aplicaciones de productos. Estos incluyen los circuitos integrados CS40L25-CWZR y CS40L25B-CWZR en paquetes WLCSP de 30 bolas para aplicaciones móviles y portátiles, que ahora se envían en grandes cantidades. El CS40L25B-CNZR de calidad comercial en un producto QFN de 32 pines se dirige a PC / laptop y otras aplicaciones del mercado general, mientras que el CS40L25B-DNZ AEC-Q100 calificado para automóviles en un paquete QFN de 32 pines con flancos humectables está diseñado para aplicaciones de infoentretenimiento como botones táctiles y pantallas táctiles. Tanto los dispositivos de calidad comercial como los de automoción están tomando muestras.

“Durante los próximos años, cada vez más usuarios experimentarán una experiencia más rica con sus dispositivos electrónicos”, dijo Tadayon. La hoja de ruta de la empresa incluye incorporar tecnología integrada de detección de fuerza junto con hápticos y algoritmos para reducir el tamaño, el consumo de energía y la latencia.

>> Este artículo se publicó originalmente el nuestro sitio hermano, Electronic Products.