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ヒューマンマシンインターフェースの知覚を向上させるハプティクスの使用方法 (Digi-Key社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)

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マルツオンライン(マルツエレック株式会社)
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No.1651 2022.12.13
  ヒューマンマシンインターフェースの知覚を向上させるハプティクスの使用方法 (Digi-Key社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)  
 
 「アプリケーションラボ」は、Digi-Key社のご協力をいただいて、Digi-Key社が公開している新製品や技術情報を日本語でご紹介するWebページです。基礎技術から最新技術まで有益な情報を公開していますので、是非ご活用ください。

 今回は、自動車や産業機械、医療機器などに導入が進められている触覚デバイスを使って人間に情報を伝えるハプティクスについて解説した記事をご紹介します。

ヒューマンマシンインターフェースの知覚を向上させるハプティクスの使用方法

 ハプティクス(Haptics)は触覚フィードバックとも呼ばれますが、力や振動により人間に情報を伝える技術のことで、携帯電話に着信があるとブルブル震えて知らせる機能などがよく知られています。機械や手術用ツールの遠隔操作、自動車の運転など、触覚や音などの非視覚的な要素によってユーザーが目の前のタスクに集中できる環境を実現するために使用されます。

 ハプティクスを実現するには、ERM(Eccentric Rotating Mass:偏心回転質量)、LRA(Linear Resonant Actuator:線形共振アクチュエータ)、圧電アクチュエータなどが使用されます。ERMは、モータの軸に偏りがある重りを取り付けて振動させます。LRAは、コイルの電磁力と磁石の反発力を利用して振動させます。圧電アクチュエータは、ピエゾ効果を使って振動を発生させます。

 【アプリケーションラボ】の解説記事では、ハプティクスの導入が進められる理由やERMデバイスとLRAデバイスの利点と欠点について解説した後、PUI Audio社が提供するハプティクス用デバイスを紹介しています。

 PUI Audio社は、1972年に設立された米国オハイオ州デイトンに本社を置くブザーやスピーカー、トランスデューサ、オーディオデバイスなどを中心に開発/製造する企業です。
HD-EM0803-LW20-R HD-EM1204-SC-R

 PUI Audio社のERMデバイスは、棒型またはコイン型のパッケージで提供されています。HD-EM0803-LW20-Rはコイン型ERMデバイスで、定格回転速度が12,000rpm、端子抵抗が38Ω、サイズは直径8mm、厚さ3mmです。HD-EM1204-SC-Rは棒型ERMデバイスで、定格回転速度が13,000rpm、端子抵抗が30Ω、サイズは長さ12.4mm×幅3.8mmです。
HD-LA0803-LW10-R

 LRAデバイスは、ERMデバイスよりも精度が高く消費電力も小さくなります。HD-LA0803-LW10-Rは、235Hzの正弦波で駆動するように設計され、端子抵抗が25Ω、コイン型でサイズは直径8mm、厚さ3.2mmです。

 ERMデバイスやLRAデバイスの制御には、テキサスインスツルメンツ社のハプティックドライバDRV2605Lを使用することができます。DRV2605Lは、100以上の触覚効果に加え、音声から振動への変換機能を備えたImmersion製のTouchSense2200ソフトウェアにアクセスできます。

 ここで解説されているデバイスは、マルツオンラインのウェブサイトで購入できますので、是非参考にしてください。
コイン型ERMデバイス
【HD-EM0803-LW20-R】
DCモータ振動
電源電圧:3V (DC)
回転数:12,000RPM (200Hz)
円筒形、ボタン型 直径8mm
単価:¥645(税込)

棒型ERMデバイス
【HD-EM1204-SC-R】
DCモータ振動
電源電圧:3V (DC)
回転数:13,000RPM (217Hz)
形状:箱型 3.8mm×3.8mm
単価:¥827(税込)

コイン型LRAデバイス
【HD-LA0803-LW10-R】
ACモータ振動
電源電圧:2V (AC)
振動周波数:235Hz
形状:ボタン型 直径8mm 厚さ3.2mm
単価:¥896 (税込)

ハプティックドライバDRV2605L
【DRV2605LYZFR】
モータドライバ
駆動電圧:2V~5.5V
インターフェース:I2C
単価:¥662 (税込)
 
 
【マルツの技術情報】
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携帯型超小型恒温槽の製作 【LP10:駆動回路編】

 携帯可能なバッテリー駆動で動作するペルチェ素子にて温度制御が出来る回路基板を製作致しました。この基板は4X6X3mmの小型恒温槽に使用され、恒温槽本体の材質としては溶液に影響度合が少ないリン青銅板を採用しています。 資料のダウンロードはこちらから。
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