211service.com
Een veelzijdige aanraaksensor
We leven in een steeds gevoeliger wordende technische wereld, met verschillende manieren voor smartphones en tabletcomputers om onze vingertikken en gebaren te voelen. Nu kan een nieuw type aanraaktechnologie, ontwikkeld door onderzoekers van de Universiteit van München en het Hasso Plattner Instituut, ertoe leiden dat aanraakgevoeligheid wordt toegevoegd aan alledaagse voorwerpen zoals kleding, koptelefoondraden, salontafels en zelfs stukjes papier.
Gevoelig gevoel: Rekbare materialen kunnen gevoelig worden gemaakt voor aanraking met behulp van TDR wanneer draden in bepaalde patronen zijn gerangschikt.
De nieuwe aanraaktechnologie is gebaseerd op iets dat tijddomeinreflectometrie of TDR wordt genoemd en dat al tientallen jaren wordt gebruikt om schade in onderwaterkabels op te sporen. TDR is in theorie eenvoudig: stuur een korte elektrische puls door een kabel en wacht tot een weerkaatsing van de puls terugkomt. Op basis van de bekende snelheid van de puls en de tijd die nodig is om terug te komen, kan software de positie van het probleem bepalen: schade in de lijn of een soort verandering in elektrische geleiding.
Patrick Baudisch, hoogleraar computerwetenschappen aan het Hasso Plattner Institute, zegt dat ingenieurs in de jaren zestig merkten dat de technologie kon worden gebruikt om een aanraking van een draad aan te geven. Onlangs is de mogelijkheid om de korte tijdvertraging over zeer korte afstanden waar te nemen nauwkeuriger geworden, waardoor het mogelijk werd om TDR voor interactieve toepassingen te gebruiken.
De TDR-implementatie is eenvoudig, volgens Raphael Wimmer, een student aan de Universiteit van München die de nieuwe aanpak samen met Baudisch ontwikkelde. Voor een demonstratie plakte hij twee parallelle stroken koper op een stuk papier. Metalen clips verbinden de koperen strips met een pulsgenerator en detector. Pico-secondenlange elektrische pulsen worden uitgezonden, en als er een verandering is in de capaciteit tussen de twee stroken koper - geproduceerd door een vinger dichtbij of in de buurt van de draden, bijvoorbeeld - wordt een deel van de puls teruggekaatst.
Een oscilloscoop toont de veranderende golfvorm die wordt geproduceerd door de gereflecteerde puls, en software op een aangesloten computer analyseert de golfvorm om de positie van de aanraking te bepalen. De huidige opzet is een beetje onhandig, geeft Wimmer toe, maar hij zegt dat het haalbaar moet zijn om de pulsgeneratie, detectie en positieberekening op een chip te verkleinen.
Om een oppervlak aanraakgevoelig te maken, zijn slechts twee draden nodig (of metalen sporen van geleidende inkt), die in verschillende patronen kunnen worden geconfigureerd om de nodige dekking te krijgen. Daarentegen gebruikt een capacitief aanraakscherm zoals dat in de iPhone een matrix van draden die uit twee kanten van het scherm komen. Je moet ze op speciale manieren naar een controller leiden en dat is best ingewikkeld, zegt Wimmer. TDR vermijdt de technische uitdagingen van een traditioneel capacitief aanraakoppervlak, zegt hij.
Wimmers toepassing van TDR om aan te raken is heel slim, zegt Jeff Han, oprichter en CEO van Perceptive Pixel, een bedrijf dat grote multi-touch displays ontwikkelt. Hij vermoedt dat het nieuwe manieren zou kunnen bieden om gebruikersinvoer te detecteren, zoals aanraakdetectie langs een ongewijzigde koptelefoonkabel, iets dat moeilijk zou zijn met traditionele sensoren.
Volgens Wimmer zullen de onderzoekers de komende maanden manieren testen om het ontwerp van het TDR-systeem tot een chip te verkleinen. Hij zegt dat hij ook de mogelijkheid onderzoekt om lichtpulsen in glasvezel en elektrische pulsen in kabels te gebruiken, omdat licht immuun zou zijn voor de elektrische interferentie die gebruikelijk is in capacitieve aanraaksystemen.