¿Qué es el efecto piezoeléctrico?
El efecto piezoeléctrico es la capacidad de ciertos materiales para producir una carga eléctrica cuando se les aplica una tensión mecánica.
Este proceso también es reversible, lo que significa que la aplicación de un campo eléctrico a los materiales piezoeléctricos dará lugar a una tensión mecánica o deformación en esos materiales que, posteriormente, dará lugar a vibraciones o movimientos.
¿Cómo se utilizan los elementos piezoeléctricos en los diseños de retroalimentación háptica?
El efecto piezoeléctrico inverso se emplea en elementos piezoeléctricos que se utilizan en diseños hápticos. Gracias al efecto piezoeléctrico, los elementos piezoeléctricos también se pueden utilizar como sensores de fuerza en un producto o sistema, si es necesario.
Algunos elementos piezoeléctricos están construidos por dos capas que están unidas entre sí con polarización opuesta. Cuando se aplica un voltaje, una capa se expande mientras que la otra se contrae, lo que hace que el actuador se doble. Esto lleva al nombre común de «dobladoras piezoeléctricas» para los elementos piezoeléctricos.
As´, dicho movimiento de flexión, a diferencia de uno lineal, es útil en aplicaciones que requieren un desplazamiento preciso y a pequeña escala.
Los elementos piezoeléctricos multicapa están construidos con múltiples capas de material piezoeléctrico, lo que produce una mayor fuerza y desplazamiento a voltajes más bajos en comparación con los elementos de una sola capa. Esto es valioso para aplicaciones que requieren movimientos más grandes a menor potencia y que también tienen espacio para el dispositivo más grande.
Esta deflexión, o flexión, de los elementos piezoeléctricos es directamente proporcional a la señal de control y puede mantenerse en una posición fija, así como hacer vibrar.
Mientras, el control independiente de la posición y la amplitud puede permitir señales detalladas que pueden transmitir más información que con otras tecnologías de actuadores.
¿Cuáles son los beneficios de los elementos piezoeléctricos en los diseños de retroalimentación háptica?
Los elementos piezoeléctricos utilizados en aplicaciones de retroalimentación háptica aprovechan el efecto piezoeléctrico para ofrecer una retroalimentación háptica rápida, fuerte y nítida.
El tiempo de respuesta típico de los elementos piezoeléctricos utilizados en aplicaciones hápticas es de un milisegundo o menos, lo que los hace ideales para aplicaciones que requieren alta precisión y retroalimentación rápida. También funcionan a niveles de potencia más bajos que las tecnologías alternativas porque no requieren el movimiento de una gran masa dentro del actuador.
Esta operación de menor potencia también significa que se pueden usar en sistemas alimentados por baterías para operación remota o portabilidad.
El perfil compacto y delgado de los elementos piezoeléctricos también puede permitir a un diseñador utilizar múltiples elementos piezoeléctricos en un diseño para proporcionar una respuesta háptica más fuerte y una retroalimentación más localizada al usuario.
Además, los elementos piezoeléctricos son ampliamente configurables en frecuencia, amplitud y forma de onda. La disponibilidad en varios tamaños, formas, espesores, voltajes, fuerzas, clasificaciones de capacidad y técnicas de montaje los hace útiles en una amplia gama de aplicaciones. También se pueden personalizar para adaptarse a necesidades especializadas.
