Piezo elektriksel etki ile zorlanan dokunmatik ekranların tasarımı ve titreşim analizi

Elektronik cihazlar üzerindeki dokunmatik ekranlarda genellikle görsel ve işitsel geri bildirimler kullanılmaktadır. Bu cihazlar, gürültülü ve dikkat dağıtıcı ortamlarda kullanıldığı zaman çoğunlukla mevcut geri bildirim yöntemleri yetersiz kalmakta ve cihazın kullanılabilirliği ciddi derecede azalmaktadır. Bu nedenle yeni bir teknolojiye ihtiyaç duyulmaktadır. Dokunmatik ekranlara hareket verilerek parmak uçlarındaki sinirlerin uyarılması ile oluşturulan dokunsal geri bildirimler son zamanlarda bu sektörde önem kazanmaya başlayan konulardan birisidir. Dokunmatik geri bildirim düzeneği için zorlayıcı olarak piezo zorlayıcılar kullanılmaktadır. Piezo zorlayıcılar malzeme özellikleri gereği üzerlerine gerilim uygulandığında şekil değiştirmektedirler. Eğer bu zorlama sinüzoidal ise bu aktivasyon ile bağlı oldukları eleman olan ekranda da titreşim meydana gelmektedir. Piezo zorlayıcılara mekanik çalışma sınırları içerisinde tüm titreşim fonksiyonları uygulanabilmektedir. Böylelikle kalp atışı, patlama sesi gibi her çeşit titreşim fonksiyonu dokunmatik ekran üzerinde oluşturulabilmektedir. Bu çalışmada sektörde kullanılan farklı tasarım parametrelerine sahip ekran camlarının titreşim mod yapıları deneysel ve nümerik olarak incelenmiştir. Nümerik analizler sonlu elemanlar yöntemini temel alan ANSYS programında yapılmıştır. Nümerik analizlerde piezo zorlayıcıların malzeme ve elektriksel özellikleri dikkate alınmaktadır. Ekran üzerinde en iyi titreşim fonksiyonunu üretebilmek için farklı piezo eleman sayısı ve farklı piezo yerleşimleri için analizler yapılmıştır. Yapılan deneysel çalışmalar ile nümerik analizler uyumludur.