Le pilote haptique intelligent offre divers effets de rétroaction

Alors que de plus en plus de conceptions OEM passent des interfaces de bouton ou de commutateur au retour haptique, il existe une demande croissante pour des technologies haptiques avancées qui offrent un moyen plus simple de créer des boutons « virtuels » dans une variété d'applications, des smartphones à l'automobile. Cirrus Logic Inc. pense avoir la réponse à ce défi avec les nouvelles solutions de pilote haptique CS40L25 pour piloter des actionneurs à résonance linéaire (LRA) et des moteurs à bobine mobile (VCM) hautes performances.

Les appareils CS40L25 intègrent un pilote haptique hautes performances, un processeur de signal numérique (DSP) et un convertisseur boost. Le DSP programmable exécute des algorithmes en temps réel avec une faible latence et offre une plus grande mémoire pour plus d'effets haptiques - stockant plus de 50 formes d'onde programmables dans la RAM. Les appareils CS40L25 à très faible consommation (<20 μA en mode veille) prennent également en charge l'écoute permanente pour le déclenchement haptique.

Le convertisseur d'amplification numérique de classe H fournit une amplification globale de l'efficacité de 85 % et des tensions d'amplification programmables jusqu'à 11 V. Les autres caractéristiques incluent une boucle de commande numérique à large bande passante, une fréquence de commutation de 2 MHz et un mode de saut d'impulsion pour une efficacité améliorée en cas de faible consommation d'énergie fonctionnement au repos.

La solution haptique amplifiée CS40L25 de Cirrus Logic intègre un pilote haptique hautes performances, un processeur de signal numérique et un convertisseur d'augmentation de tension du pilote, offrant des expériences utilisateur améliorées pour une variété d'applications, y compris mobile, automobile, PC, wearables et jeux /VR.

Tirant parti de sa technologie de traitement des signaux à faible consommation, à faible latence et mixte, la nouvelle famille de pilotes haptiques boostés de Cirrus Logic est conçue pour permettre des expériences utilisateur plus riches et immersives. Les nouveaux appareils sont disponibles en plusieurs variantes pour répondre à une variété d'applications, y compris les appareils mobiles/portables, les PC/ordinateurs portables et l'automobile.

« La technologie haptique est littéralement entre les mains de milliards de personnes chaque jour », a déclaré Shahram Tadayon, responsable marketing produit chez Cirrus Logic. « Il y a quelques années, les fabricants de téléphones portables ont commencé à supprimer le bouton d'accueil et à le remplacer par un bouton virtuel. Il offrait un design agréable, élégant et sans bouton, ainsi qu'un joli clic net.

« Depuis lors, de plus en plus de fabricants de téléphones portables ont supprimé ce bouton et ajouté des boutons virtuels », a-t-il ajouté. « En plus des boutons virtuels pour les téléphones portables, l'haptique est allé au-delà des appareils portables, des pavés tactiles pour PC et de l'automobile pour les écrans tactiles. Et tout cela a commencé avec un simple clic, mais dans les prochaines années, vous allez également commencer à voir de plus en plus de gestes intégrés à l'haptique."

Une solution complète

Cirrus Logic différencie sa solution en proposant une solution complète de pilote haptique qui comprend le matériel, le micrologiciel et les outils. Une chose qui rend la solution unique par rapport à beaucoup d'autres est que non seulement Cirrus Logic intègre le matériel - qui pilote l'actionneur - mais il intègre également les algorithmes DSP, a déclaré Tadayon. « En général, vous constaterez que le pilote de l'actionneur ne fournit pas les algorithmes et les différents micrologiciels.

"Nous proposons également des outils qui permettent aux clients de fournir rapidement leur propre sensation ou sentiment pour l'haptique", a-t-il déclaré. « Nous leur permettons de modifier facilement l'haptique avec les outils, le matériel et le logiciel, nous leur fournissons donc vraiment un package complet. »

Les outils de création de forme d'onde vont au-delà du clic de bouton virtuel pour fournir des effets tels que le défilement ou un pincement de zoom, a déclaré Tadayon. La solution peut recréer n'importe lequel des boutons familiers en utilisant presque n'importe quel actionneur de type LRA ou VCM, a-t-il ajouté.

Les formes d'onde haptiques incluent les clics de boutons virtuels, le défilement, les effets de capteur, les bosses haptiques, les alertes haute fidélité et les clics de la caméra. Un générateur de sonnerie est également inclus.

Tadayon a déclaré qu'il y a beaucoup d'ingénierie qui permet de créer un effet haptique que le cerveau perçoit comme un bouton. Une excellente solution haptique a besoin d'un convertisseur boost, d'un système en boucle fermée et d'une faible latence, a-t-il déclaré, permettant des formes d'onde personnalisées pour une variété de réponses de retour haptique qui offrent une sensation nette et forte pour une meilleure expérience utilisateur.

La latence ultra-faible de la solution (<5 ms pour le déclenchement GPI) permet un contrôle en temps réel du moteur haptique pour offrir aux utilisateurs une sensation ou une réponse plus immédiate, tandis que les algorithmes en boucle fermée maximisent le LRA avec un effet « plus net » et simplifier le réglage.

"L'haptique est générée à partir d'un actionneur, généralement un LRA qui se déplace rapidement d'avant en arrière", a déclaré Tadayon. « Il est important que le circuit intégré du pilote haptique ait une tension suffisante pour piloter cela rapidement pour une réponse forte. De nombreuses applications telles que les téléphones et les appareils portables ont des batteries basse tension, il est donc important que la technologie dispose d'un convertisseur boost pour augmenter les tensions afin de créer cette sensation forte et nette. "

En ayant une tension de suralimentation allant jusqu'à 11 V, il accélère cet actionneur très rapidement et lui permet d'avoir une sensation rapide et nette, a-t-il ajouté. « Mais ce qui est tout aussi important, c'est de pouvoir empêcher un actionneur de se déplacer très rapidement, et pour cela, nous avons un algorithme en boucle fermée. Nous surveillons donc en permanence la position de l'actionneur, et nous pouvons le faire s'arrêter très rapidement, et c'est ce qui lui donne cette sensation de netteté. »

L'aspect le plus important d'une conception est d'avoir une sensation nette et forte, a déclaré Tadayon, grâce à la technologie optimisée et à l'algorithme en boucle fermée de l'entreprise. Cela signifie arrêter cette LRA aussi rapidement que possible, ce qui peut être réalisé grâce au DSP et aux algorithmes en boucle fermée, et cela doit se produire rapidement - dans les 25 millisecondes, a-t-il déclaré.

"Du moment où vous appuyez sur l'écran jusqu'au moment où votre doigt ressent la sensation haptique, si c'est dans les 25 ms, cela ressemble à un vrai clic de bouton", a-t-il déclaré. « Donc, avoir cette latence rapide est vraiment important. Une fois que vous avez commencé à dépasser les 50 ms, votre cerveau sait que quelque chose ne va pas. Cela ne ressemble pas à un vrai bouton."

La puce de Cirrus Logic a été conçue pour réagir en moins de 4 ms, ce que Tadayon attribue aux formes d'onde stockées en mémoire et au pilote boosté.

De plus, au lieu de laisser le microcontrôleur faire tout le gros du travail, ce qui prend du temps et impacte la latence, la solution haptique peut stocker 50 formes d'onde (effets) différentes et personnalisables dans la RAM grâce à "une bonne quantité de mémoire interne".

Cirrus Logic a développé plusieurs variantes pour répondre à différentes applications de produits. Ceux-ci incluent les circuits intégrés CS40L25-CWZR et CS40L25B-CWZR dans des packages WLCSP à 30 billes pour les applications mobiles et portables, qui sont désormais expédiés en grand volume. Le CS40L25B-CNZR de qualité commerciale dans un produit QFN à 32 broches s'adresse aux PC/ordinateurs portables et à d'autres applications générales du marché, tandis que le CS40L25B-DNZ AEC-Q100 qualifié pour l'automobile dans un boîtier QFN à 32 broches avec des flancs mouillables est conçu pour les applications d'infodivertissement tels que les boutons tactiles et les écrans tactiles. Les appareils de qualité commerciale et les appareils qualifiés pour l'automobile sont échantillonnés.

"Au cours des prochaines années, de plus en plus d'utilisateurs vont vivre une expérience plus riche avec leurs appareils électroniques", a déclaré Tadayon. La feuille de route de l'entreprise comprend l'introduction d'une technologie de détection de force intégrée ainsi que l'haptique et les algorithmes pour réduire la taille, la consommation d'énergie et la latence.

>> Cet article a été initialement publié le notre site jumeau, Electronic Products.