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圧電素子を使用した振動を発生させる方法について検討
2023/10/19 03:20
- 現在タッチパッドを使ったPCアプリケーションの機能として、タッチパッドに触れると振動が発生する仕組みを検討中です。
- 圧電素子にはスピーカーやセンサーとして使われるものがありますが、バイブの代わりになるかどうかは分かりません。
- 現在のシステム構成は、タッチパッドからPCに接続し、Arduino経由で圧電素子に振動を伝える形です。
圧電素子（ピエゾ素子）を使って人が感じられる振動…
2013/12/05 00:42
圧電素子（ピエゾ素子）を使って人が感じられる振動を発生させる方法を検討しています
現在タッチパッド（PC用）を使ったPCのアプリケーションを作成しており、
その中の機能としてタッチパッドを触った瞬間にタッチパッドに振動（フィードバック）
を与えたいと思っています。
最初は携帯電話などで使われている小さなバイブを使用することを考えましたが、
反応時間はできるだけ短いほうがよいとの用件があり、
現在候補として圧電素子を検討しています。
いろいろ調査した結果、圧電素子にもいろいろあり、スピーカーとして使われているものや
センサーとして使われているものもあることは分かりましたが、
振動させるモーター（バイブ）代わりにはなりますでしょうか？
現状考えているシステム構成は以下の通りです。
タッチパッド→PC→Arduino(デジタル出力)→圧電素子（タッチパッドに貼る）
この考えでうまくいくでしょうか。
こちらはソフト開発が専門のため回路のことは現在勉強中なので
的外れな質問かもしれませんがよろしければアドバイスをお願いいたします。
回答 （7件中 6～7件目)
毎度ＪＯです。
圧電素子に電圧を加えると僅かに伸展します
伸展する率は、伸びる方向に0.01％以下
>>（タッチパッドに貼る）
貼るタイプの圧電素子の厚みが1mmとすると、伸展量は0.0001mm以下 これでは手で感じる事は出来ません
圧電素子に十分な伸展を与える為にはＤＣ５０Ｖ～１００Ｖ程度が必要です、
この電圧が発生出来る回路が必要になります
以上により、貼るタイプの圧電素子で手に振動を与える為には問題山積
小型のバイブモーターの方が現実的と言えます
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ピエゾでパネル面を振動させる技術は実用化されてますよ。
「ハプティック」「ハプティクス」などで検索すると多くの論文がヒットしますよ。
このときのピエゾはストロークが取れる成層ピエゾが向いていますが
ピエゾ素子の容量が大きい＆駆動電圧が結構必要なので
Arduinoから直接駆動せずMOSスイッチなどを介したほうが簡単です。
簡単にやるならモーター駆動用の１チップハーフブリッジICなども使えます。
＞小型のバイブモーターの方が現実的と言えます
タッチのフィードバックだけならその方が価格的にも、電力的にも現実的ですね。
実際ピエゾのハプティックは一般向け用途ではジリ貧。
一応カンチレバー方式の支持でストローク取れる製品例を紹介（高いけど）
http://www.mide.com/products/shivr-haptics/SHIVR-piezoelectric-haptic-actuators.php
お礼
2013/12/05 23:54
回答ありがとうございます。
また具体的な製品の紹介もありがとうございます。
ピエゾのハプティックは実用化されているのですね。
ドコモのらくらくフォンにも使用されている例をみつけました。
ただ調べていくとピエゾ制御のためのドライバを用意したり、
自分で実装するには難しそうです。
ほかの方法も視野に入れながらもうしばらく検討してみます。
お礼
2013/12/05 23:59
回答ありがとうございます。
厚みが1mmの場合は0.0001mm以下しか動かないんですね。
試しに購入を検討していたピエゾは1mm以下の厚みでしたので、
もっとだめですね。
また電圧をとても上げる必要があるということも教えていただきありがとうございます。
調べているとピエゾを制御するためのドライバICというものがあり、
それを使用すれば高い電圧を発生させてくれるようなことは
分かったのですが、全体のシステムとして自分の力量を超え過ぎそうなため
手を出すのはもっと知識が増えてからにしようと思います。
手軽に試せる小型モーターから試してみます。