Haptisches Display mit DE-Aktoren

hEAPtic Demonstrator

Im heutigen Zeitalter werden viele Bedienoberflächen, die früher aus Tasten bestanden, durch Displays ersetzt. In modernen Autos, Haushaltsgeräten und vielen weiteren Anwendungsbereichen werden Einstellungen an Displays durchgeführt. Dies bietet im Gegensatz zu echten Tasten mehr Möglichkeiten, da auf dem begrenzten Platz verschiedene Menüs mit unterschiedlichen Tasten dargestellt werden können. Optisch ist dies möglich, allerdings fehlt das bekannte Gefühl des abstehenden Tasters und das haptische Feedback beim Bedienen auf der glatten Display Oberfläche. Bei Smartphones ist es möglich ein haptisches Feedback durch vibrieren des ganzen Gerätes zu erzeugen, bei eingebauten Displays ist dies nicht möglich. Durch das fehlende Feedback ist es im Gegensatz zu echten Tasten nicht möglich diese blind, gezielt zu finden und zu bedienen. Bei manchen Anwendungen, wie dem Autofahren, kann man allerdings nicht immer aufs Display schauen, hier kann ein haptisches Feedback die Bedienung erleichtern.

Ziel

Das bekannte Gefühl von „abstehenden“ und „drückbaren“ Knöpfen auf eingebauten Displays zurückbringen.
Sicherstellen das Bedienfelder blind gefunden und genutzt werden können.
Das Darstellen von verschiedenen rauen Oberflächen auf einem Display
Verschiedene Vibrationsfeedbacks des Displays (Sinussignal mit verschiedenen Frequenzen und Amplituden, Heartbeatsignal, Rechtecksignal)

(Benötigte Tech-Spezifikationen: 200 μm Hub des Displays, 4N Blockierkraft, App gesteuerte HV- und SelfSense-elektronik)

Ergebnis

Haptisches Display mit integrierter Elektronik (mit USB-Spannungsversorgung) und App die folgenden Funktionen besitzt:

„abstehender“ Knopf der beim Drücken vibriert
„abstehender“ Knopf welcher mittels SelfSense das Gefühl eines „drückbaren“ Knopfs imitiert
Darstellen einer gerillten Oberfläche auf dem Display
Demonstration verschiedener vorinstallierte Vibrationsmuster
Frei einstellbare Vibrationsmuster von 0Hz-100Hz und 0V-3000V
Ein Spiel bei dem der Nutzer „unsichtbare“ Knöpfe finden und drücken muss
Demonstration der blinden Bedienbarkeit

Ausblick

Implementation weiterer spezieller Anwendungen bei denen haptisches Feedback auf Displays benötigt wird.

Anwendungsbereiche

Lautsprecher,
Vibrations Förderer Feedback-Knopf,
Vibrierendes Spielzeug,
Akustische Oberflächen

Entwickelt von

Philipp Loew, Matthias Baltes, Benedikt Holz, Stephan Lenz

Haptisches Feedback für Touchscreens auf Basis dielektischer Elastomer-Aktoren

Bachelorarbeit von Matthias Baltes, UDS, 2018

In folgender Arbeit wird ein Aufbau beschrieben, der mit einem auf dielektischen Elastomer-Aktoren (DEAs) basiertem Hubsystem ein haptisches Feedback für eingebaute Displays erzeugt. DEAs zeichnen sich durch ihren flexiblen Anwendungsbereich, ihr geringes Gewicht und ihre hohe Energiedichte aus. Bei der Anwendung zum Erzeugen des haptischen Feedbacks, heben und senken die DEAs das Display, je nach darzustellender Oberfläche und erzeugen somit ein für den Nutzer spürbares Feedback.

Haptisches Display mit DE-Aktoren