實(shí)現(xiàn)更豐富、逼真的觸覺(jué)體驗(yàn)：解讀TI最新觸覺(jué)驅(qū)動(dòng)器

眼耳鼻舌身，色聲香味觸，這是我們?nèi)梭w感知外界信息的基本途徑。電子工程師也是通過(guò)這些途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備與用戶(hù)的交互。然而在大多數(shù)情況下，電子產(chǎn)品主要專(zhuān)注于視覺(jué)與聽(tīng)覺(jué)，卻把其他三種方式基本忽略掉了。

如今，平板電腦與智能手機(jī)大行其道。它們的人機(jī)交互界面是觸摸屏。雖然名之曰觸摸屏，但大部分情況下觸摸的目的是向設(shè)備發(fā)出信息指令，而設(shè)備仍然主要通過(guò)視覺(jué)與聽(tīng)覺(jué)給我們反饋信息，很少通過(guò)我們的指尖來(lái)反饋給我們觸覺(jué)信息。

當(dāng)然，這種情況正在改變。Immersion 公司就是將產(chǎn)品的觸摸式反饋視為最重要的用戶(hù)體驗(yàn)，開(kāi)發(fā)、授權(quán)和推廣所謂haptics(觸摸反饋)技術(shù)。“Haptics”源于希臘文，是關(guān)于觸覺(jué)的學(xué)問(wèn)。觸覺(jué)通過(guò)執(zhí)行器產(chǎn)生振動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。執(zhí)行器與Immersion 公司的軟件協(xié)同來(lái)產(chǎn)生各種觸覺(jué)信號(hào)，給人以觸動(dòng)物理界面那樣真實(shí)的體驗(yàn)。目前Immersion的解決方案廣泛用于游戲設(shè)備制造、汽車(chē)制造、醫(yī)藥、消費(fèi)電子等行業(yè)。在美國(guó)和其他國(guó)家擁有超過(guò)1200項(xiàng)專(zhuān)利。

軟件一定要通過(guò)硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。Immersion公司的合作伙伴德州儀器(TI)日前推出觸覺(jué)驅(qū)動(dòng)器DRV2605，據(jù)稱(chēng)可提供無(wú)與倫比的性能，大幅提升用戶(hù)的觸覺(jué)體驗(yàn)。TI中國(guó)區(qū)市場(chǎng)開(kāi)發(fā)高性能模擬產(chǎn)品業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理信本偉為我們講解了這款產(chǎn)品的特性與優(yōu)勢(shì)。

觸覺(jué)反饋的發(fā)生如下圖所示。當(dāng)用戶(hù)發(fā)出觸摸動(dòng)作時(shí)，觸摸按鈕通過(guò)MCU傳感、觸發(fā)一個(gè)事件，然后觸摸驅(qū)動(dòng)器DRV2605 從Immersion 的123 種波形庫(kù)中播放一種效果，最后通過(guò)執(zhí)行器以特定方向或方式運(yùn)動(dòng)來(lái)產(chǎn)生振動(dòng)。

目前市場(chǎng)上應(yīng)用的執(zhí)行器主要有兩種：偏心轉(zhuǎn)子馬達(dá)(ERM，下圖左)和線(xiàn)性諧振執(zhí)行器(LRA，下圖右)。ERM 執(zhí)行器在被施加正電壓時(shí)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，在被施加負(fù)電壓時(shí)電機(jī)制動(dòng)，可全向運(yùn)動(dòng)提供良好振動(dòng)警示。LRA 執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)是彈簧加磁鐵，以線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)方式振動(dòng)，起動(dòng)時(shí)間略?xún)?yōu)于ERM 執(zhí)行器，提高足以跟上每秒鍵入多個(gè)字母的速度。另外，LRA 在噪聲方面更加優(yōu)異，所以雖然成本較高卻越來(lái)越流行。另外，還有壓電式執(zhí)行器，其啟動(dòng)時(shí)間要快很多，但是由于成本等方面的原因尚未得到廣泛應(yīng)用。

信本偉介紹說(shuō)，TI的DRV2605 提供無(wú)與倫比的性能。DRV2605 的“免專(zhuān)利費(fèi)IP”可降低系統(tǒng)復(fù)雜性。它帶有123 種預(yù)加載、免專(zhuān)利費(fèi)的Immersion觸覺(jué)效果庫(kù)，可提供各種獨(dú)特且差異化的觸感效果。它具有音頻轉(zhuǎn)觸覺(jué)模式，可自動(dòng)將音樂(lè)、電影或游戲音頻轉(zhuǎn)換為用戶(hù)可感覺(jué)的觸覺(jué)效果，實(shí)現(xiàn)全面體驗(yàn)。它具有智能環(huán)路架構(gòu)，自動(dòng)過(guò)驅(qū)動(dòng)及制動(dòng)技術(shù)可簡(jiǎn)化軟件編程縮短50%起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)間，LRA 的自動(dòng)諧振跟蹤可在不及同類(lèi)競(jìng)爭(zhēng)解決方案50% 的功耗下，提供兩倍的振動(dòng)力。特別值得一提的是它的自動(dòng)執(zhí)行器診斷+ 電平跟蹤功能，它不僅可在各種環(huán)境條件下實(shí)現(xiàn)一致的加速，而且可以挑出有故障的執(zhí)行器、診斷虛焊等錯(cuò)誤，簡(jiǎn)化生產(chǎn)過(guò)程。DRV2605 具有1.5 毫米x 1.5 毫米的最小封裝尺寸，適合便攜式應(yīng)用。

執(zhí)行器的啟動(dòng)與制動(dòng)時(shí)間是能否給以用戶(hù)及時(shí)反饋的關(guān)鍵因素。關(guān)于這方面的知識(shí)請(qǐng)參閱如何改善 ERM 及 LRA 執(zhí)行器的起動(dòng)與停止性能。

TI現(xiàn)在提供DRV2605 評(píng)估套件幫助客戶(hù)快速啟動(dòng)開(kāi)發(fā)。評(píng)估套件包括微型USB 線(xiàn)纜和演示模式固件。