Piezo Elektriksel Etki İle Aktive Edilen Dokunmatik Ekranların Titreşim Analizleri

Abstract

Taşınabilir elektronik cihazlar üzerindeki dokunmatik ekranlarda genellikle görsel ve işitsel geri bildirimler kullanılmaktadır. Bu cihazlar, gürültülü ve dikkat dağıtıcı ortamlarda kullanıldığı zaman çoğunlukla mevcut geri bildirim yöntemleri yetersiz kalmakta ve cihazın kullanılabilirliği ciddi derecede azalmaktadır. Bu nedenle yeni bir teknolojiye ihtiyaç duyulmaktadır. Dokunmatik ekranlara hareket verilerek parmak uçlarındaki sinirlerin uyarılması ile oluşturulan dokunsal geri bildirimler son zamanlarda bu sektörde önem kazanmaya başlayan konulardan birisidir. Dokunmatik geri bildirim düzeneği için piezo elemanlar kullanılmaktadır. Piezo elemanlar malzeme özellikleri gereği üzerlerine gerilim uygulandığında şekil değiştirmektedirler. Eğer bu zorlama sinüzoidal ise bu aktivasyon ile bağlı oldukları eleman olan ekranı da titreştirmektedirler. Piezo elemanlara mekanik çalışma sınırları içerisinde tüm titreşim fonksiyonları uygulanabilmektedir. Böylelikle kalp atışı, patlama sesi gibi her çeşit titreşim fonksiyonu dokunmatik ekran üzerinde oluşturulabilmektedir. Bu çalışmada sektörde kullanılan farklı tasarım parametrelerine sahip ekran camlarının titreşim mod yapıları incelenmiştir. Ekranın mod yapıları sonlu elemanlar mantığı (SEM) ile çalışan COMSOL programında elde edilmiştir. Bu programda piezo elemanların malzeme ve elektriksel özellikleri dikkate alınmaktadır. Ekran üzerinde en iyi titreşim fonksiyonunu üretebilmek için farklı piezo sayısı ve farklı piezo yerleşimleri için titreşim analizleri COMSOL programı ile karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak en iyi titreşim fonksiyonunu üreten tasarım elde edilmiştir.

An audiovisual feedback is used on touch screens in portable electronic devices. When these devices are used in noisy and distracting environments, suitable available feedback methods is severely inadequate and the availability of the device severely reduced. For this reason, the users need a new technology. The fingertip nerves are warned by the vibration of the touch screen. Tactile feedback is one of the issues that have recently gained importance in this sector. Piezo elements are used for the touch feedback mechanism. Piezo elements can change shape when the tension applied due to material properties. If this coercion is sinusoidal, the screen, which is the component of those connected by this activation, will also vibrate. All vibration functions can apply to piezo elements within mechanical working limits. Thus, all kinds of vibration functions such as heartbeat, explosion sound can be created on the touch screen. In this study, vibration mode structures of glasses with different design parameters are investigated. The results are obtained with software with COMSOL program. In this program, the material and electrical properties of the piezo elements are taken into account. The vibration analysis for different piezo numbers and different piezo locations were compared with the COMSOL program. As a result, a design that produces the best vibration function is determined.