Eletrovibração - Electrovibration

A história da eletrovibração remonta a 1954. Ela foi descoberta por acidente e E. Mallinckrodt , AL Hughes e W. Sleator Jr. relataram “... que arrastar um dedo seco sobre uma superfície condutora coberta por uma fina camada isolante e animado com um sinal de 110 V, criou uma sensação característica de borracha ”. Em seu experimento, o dedo e a superfície de metal criam uma configuração capacitiva . A força de atração criada entre o dedo e a superfície era muito fraca para ser percebida, mas gerava uma sensação de borracha quando o dedo se movia na superfície. Essa sensação foi batizada de "eletrovibração" pelo grupo. Por volta do início de 2010, a Senseg e a Disney Research estão desenvolvendo uma tecnologia que pode levar eletrovibração a dispositivos de tela de toque modernos.

História

"No verão de 1950, E. Mallinckrodt notou que uma certa tomada de luz elétrica de latão brilhante não parecia tão lisa quando a luz estava acesa como fazia com a luz apagada". Então Mallinckrodt criou uma configuração para investigar o efeito cientificamente. Ele conectou uma placa de alumínio por meio de um resistor limitador de corrente variável a uma fonte de alimentação de 60 Hz e 110 V. Metade da placa de alumínio foi revestida com verniz isolante , enquanto o resto foi deixado sem revestimento. Como resultado do teste ele identificou que a sensação de fricção só aparece quando existe uma barreira isolante entre a superfície condutora e o dedo deslizante. Ele concluiu que o dedo fica eletricamente polarizado e essa carga induzida cria uma força entre o dedo e a superfície. Ele chamou esse fenômeno de "vibrações induzidas eletricamente".

Teoria da força eletrostática

Uma força eletrostática é criada pela aplicação de uma voltagem variável no tempo entre um eletrodo e um plano de aterramento isolado . Quando um dedo varre uma placa isolada com uma voltagem variável no tempo, o dedo funciona como o plano de aterramento induzido. A eletricidade estática induzida cria um campo de força elétrica entre o dedo e a superfície.

Um modelo de capacitor de placa paralela pode ser usado para aproximar a interface da superfície da pele. O eletrodo atua como uma placa, enquanto a camada subcutânea condutora na pele atua como a outra, representando assim um atuador eletrostático híbrido natural / artificial. A seguinte equação se aproxima da força eletrostática experimentada entre o dedo e o eletrodo:

Onde

- permissividade de espaço livre,
- constante dielétrica,
- área dos eletrodos,
- tensão aplicada entre as duas placas,
- distância entre duas placas.

A força resultante é muito pequena para ser percebida pela pele humana, mas quando o dedo está se movendo na superfície, uma força de atrito aparece no dedo em movimento, que pode ser expressa como

onde está o coeficiente de atrito.

Pesquisas adicionais mostraram que este modelo não é suficiente para explicar tais interfaces pele-superfície.

Referências