49 VISIÓN ARTIFICIAL la háptica o el sonido, puede permitir al usuario mantener la concentración en la tarea que está realizando, como el control remoto de maquinaria o herramientas quirúrgicas, o la conducción de un coche. La integración de la háptica en las HMI también permite mejorar la interacción manual con entornos virtuales o sistemas remotos teleoperados. Para obtener el máximo beneficio de la integración de la háptica en una IHM, los diseñadores deben comprender las compensaciones de rendimiento de las tecnologías hápticas. TECNOLOGÍAS DE DISPOSITIVOS HÁPTICOS Las tecnologías hápticas más comunes son la ERM y la LRA. Un ERM utiliza una masa descentrada en el eje del motor para provocar un desequilibrio y crear vibraciones. Los dispositivos ERM se accionan con tensiones de corriente continua (CC) relativamente sencillas. El uso de la corriente continua, combinado con su diseño mecánico relativamente sencillo, tiene varios inconvenientes: Ventajas: • Simple de manipular • Bajo costo • Factor de forma flexible • Integración del sistema más sencilla para algunos diseños Desventajas: • Alto consumo de energía • Respuesta lenta • Mayor tamaño de la solución En lugar de utilizar una masa excéntrica para crear vibraciones multieje, un dispositivo LRA vibra con un movimiento lineal utilizando una bobina de voz, un imán circular y un muelle. Los dispositivos LRA requieren accionamientos de corriente alterna (CA) para alimentar la bobina móvil. La CA crea un campo magnético variable en la bobina móvil que hace que el imán se mueva hacia arriba y hacia abajo. El muelle conecta el imán con la carcasa del aparato, transfiriendo la energía vibratoria al sistema. Dado que los dispositivos LRA se basan en una bobina de voz y no dependen de las escobillas utilizadas en los ERM, consumen menos energía para una intensidad de vibración determinada. El frenado puede implementarse accionando un dispositivo LRA con 180° de desplazamiento de fase, lo que acelera los tiempos de respuesta. Los dispositivos LRA funcionan eficazmente en bandas de resonancia relativamente estrechas (normalmente de ±2 a ±5 Hertz (Hz)). Como resultado de las tolerancias de fabricación, el envejecimiento de los componentes, las condiciones ambientales y las consideraciones de montaje, la frecuencia de resonancia exacta de un dispositivo LRA puede variar, complicando el diseño del circuito de accionamiento. La háptica LRA presenta a los diseñadores un conjunto diferente de ventajas y desventajas en comparación con los dispositivos ERM: Ventajas: • Tiempo de respuesta más rápido • Mayor eficiencia • Aumento de la aceleración • Se puede frenar • Puede ser de menor tamaño Desventajas: • La frecuencia de resonancia puede variar • Desafío para conducir • Mayor costo Además de las diferencias en su funcionamiento, los dispositivos ERM y LRA están disponibles en varios estilos de embalaje. Los dispositivos ERM pueden presentarse en envases de monedas o de barras, mientras que los LRA se presentan en envases de monedas, prismáticos (rectangulares) o de barril (Figura 1). Los dispositivos ERM y LRA de tipo moneda suelen tener unos 8 milímetros (mm) de diámetro y un grosor de unos 3 mm. Los dispositivos hápticos ERM de tipo barra son más grandes y miden unos 12 mm de largo por 4 mm de ancho. DISPOSITIVOS ERM TIPO MONEDA Para aplicaciones como los dispositivos para vestir, que pueden beneficiarse de un dispositivo ERM tipo moneda, los diseñadores pueden utilizar el HD-EM0803-LW20-R de PUI Audio, de 8 mm de diámetro por 3 mm de grosor. Las especificaciones del HD-EM0803-LW20-R incluyen: • Velocidad nominal de 12.000 (±3.000) revoluciones por minuto (rpm) • Resistencia de los terminales de 38 ohmios (Ω) (±50%) • Tensión de entrada de 3 voltios CC • Consumo de corriente nominal de 80 miliamperios (mA) • Rango de temperatura de funcionamiento de -20 a +60 grados Celsius (°C) Para los dispositivos que deban funcionar en entornos térmicos más difíciles, los diseñadores pueden recurrir al HD-EM1003-LW15-R, con capacidad para funcionar entre -30 °C y +70 °C. Tiene la misma velocidad nominal y el mismo tamaño que el HD-EM0803Figura 1: Los ERM están disponibles en envases de barra o de moneda, mientras que los LRA vienen en formatos de moneda, barril o prismáticos. (Fuente de la imagen: PUI Audio).
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