Piezo-Touch-Schalter: Das Potenzial eines ultrakompakten piezoelektrischen Touch-Sensors, der mit nassen Händen verwendet werden kann

Touch-Schalter finden sich in Smartphones und einer Vielzahl anderer Geräte. Sie tragen zu einem ästhetischen Design bei, sind bequem in der Anwendung und erfreuen sich zunehmender Beliebtheit. Allerdings sind sie anfällig für Wasser und Schweiß und mit Handschuhen weitgehend unbrauchbar. PiezoTap™, derzeit bei TDK in der Entwicklung, ist ein Piezoschalter auf Basis der piezoelektrischen Technologie, der das Potenzial von Berührungsschaltern erweitern soll.

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Ein Berührungsschalter (auch Berührungssensor genannt) bezeichnet einen Schalter (Sensor), der aktiviert wird, wenn eine Person oder ein Gegenstand damit in Kontakt kommt. Sie ziehen große Aufmerksamkeit auf sich, da sie mechanische Tasten ersetzen und so das Produktdesign und die Benutzerfreundlichkeit verbessern können.

Da für die Betätigung von Berührungsschaltern keine starke Kraft erforderlich ist, sondern lediglich ein sanfter Kontakt erforderlich ist, werden sie häufig in Leuchten, automatischen Türen und Aufzügen eingesetzt. Insbesondere kapazitive Berührungsschalter, die auf Berührungen auf Bildschirmen reagieren, haben in den letzten Jahren in Smartphones und Tablets eine breite Verbreitung gefunden. Kapazitive Berührungsschalter erkennen die Kapazitätsänderung, die auftritt, wenn sich eine Fingerspitze und ein Erfassungsbereich nähern.

Kapazitive Berührungsschalter weisen jedoch einen erheblichen Nachteil auf: Sie sind anfällig für Wasser und Schweiß, und für die Verwendung mit Handschuhen sind spezielle leitfähige Handschuhe erforderlich. Mit normalen Handschuhen sind Kapazitätsänderungen zwischen dem Finger und dem Erfassungsbereich nur schwer zu erkennen, wodurch der Schalter funktionsunfähig wird. Auch die Anwesenheit von Wasser oder Schweiß kann zu unregelmäßigen Reaktionen führen. Da kompakte Berührungsschalter voraussichtlich in tragbaren Geräten, Outdoor-Produkten und Produkten, die in der Nähe von Wasser verwendet werden, zum Einsatz kommen, besteht ein wachsender Bedarf, sich mit Problemen im Zusammenhang mit dieser Art von Anwendungen zu befassen.

PiezoTap™, ein kompakter, hochempfindlicher piezoelektrischer Schalter, der bei TDK entwickelt wird, löst die Probleme, die Berührungsschalter mit Handschuhen und nassen Bedingungen hatten. PiezoTap ist ein ultrakompakter, schlanker Piezoschalter, der auf dem piezoelektrischen Effekt anstelle der Kapazitätsmethode basiert. Es kann sogar mit Handschuhen oder in nassen Umgebungen verwendet werden, da es den Druck mithilfe des piezoelektrischen Effekts erkennt und die winzige mechanische Belastung, die durch die Kraft einer Berührung entsteht, mithilfe eines piezoelektrischen Elements in eine Spannung umwandelt. Durch die Montage von PiezoTap im Gehäuse eines versiegelten Geräts werden Anwendungen möglich, bei denen Berührungsschalter in der Vergangenheit nicht installiert werden konnten, wodurch die Breite des Produktdesigns erheblich erweitert wird.

PiezoTap verfügt außerdem über ein ultrakompaktes und schlankes Design, wiegt nur 0,046 Gramm und misst 7 x 7 x 0,2 Millimeter und kann unabhängig vom Gehäusematerial installiert werden. Es kann montiert werden, ohne Löcher in das Gehäuse zu schneiden, was die Designfreiheit für Produkte, die kleine Touch-Schalter erfordern, erheblich verbessert.

Es wird erwartet, dass es sich hervorragend für eine Vielzahl von Anwendungen eignet, darunter TWS (echte kabellose Ohrhörer), die oft im Freien verwendet werden; tragbare Geräte wie Datenbrillen und Smartwatches; Produkte, die in der Nähe von Wasser verwendet werden, wie Kühlschränke, Kochgeräte, Waschmaschinen, elektrische Zahnbürsten und Badezimmerfernbedienungen; und Auto-Armaturenbretter.

Funktionsprinzip von PiezoTap™, das den piezoelektrischen Effekt nutzt

Vergleichsergebnisse zwischen piezoelektrischen und kapazitiven Verfahren

●Vergleich des Auftretens fehlerhafter Ergebnisse zwischen einem bloßen Finger, Handschuhen, die mit Touchscreens kompatibel sind, und Handschuhen, die nicht mit Touchscreens kompatibel sind, jeweils im trockenen und nassen Zustand. ●Bewertungskriterien OK: Beabsichtigte Aktion erfolgreich. NG: Unbeabsichtigte Ergebnisse (z. B. einmaliges Tippen wird als lange interpretiert Drücken Sie)

PiezoTap ist ein Produkt, das sich derzeit in der Entwicklung befindet. Die Massenproduktion soll 2023 beginnen. erklärt Atsushi Tamura, einer der PiezoTap-Entwickler bei der Piezo & Protection Devices Business Group. „PiezoTap wird voraussichtlich nicht nur zur Miniaturisierung und Wasserdichtigkeit tragbarer Geräte wie TWS, Smartwatches und Datenbrillen beitragen, sondern auch zu verbesserten Designs von Haushaltsgeräten wie Kühlschränken und Waschmaschinen. Während unser aktueller Fokus auf Konsumgütern liegt, wollen wir in unseren nächsten Schritten auf Automobildisplays und Instrumententafeln ausweiten.“

TDK erweitert die Möglichkeiten neuer Produktdesigns und Benutzererlebnisse mit PiezoTap – einem beispiellosen, ultrakompakten Piezoschalter, der auf piezoelektrischer Technologie basiert.

PiezoTap™ Piezoschalter

PiezoTap ist ein kompakter, schlanker und hochempfindlicher (hohe Ausgangsspannung) piezoelektrischer Schalter, der auf Gehäusen aus einer Vielzahl von Materialien, einschließlich Metall, Kunststoff und Glas, montiert werden kann. Dieses Produkt befindet sich derzeit in der Entwicklung und die Spezifikationen können ohne vorherige Ankündigung geändert werden. Für Anfragen zum Produkt kontaktieren Sie uns bitte über das unten verlinkte Formular.

Weitere Informationen zu den piezoelektrischen Produkten von TDK finden Sie auf der Seite „Piezo Solutions“.

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