在 TG0,我们采用了一种不同的方法:通过工程化导电聚合物,使材料本身成为传感器。单个模塑层即可检测触摸、压力和剪切力,由单一芯片读取,并使用我们的 AI 信号处理算法进行解读(添加链接)。TG0 作为一个集成平台运行,无需堆叠额外部件。以下是它与传统组件的快速对比,以及每种技术的最佳适用场景。
哪种传感方法适合哪种需求?
1. 机械按钮和开关
- 检测内容:开/关状态,有时包括行程
- 优势所在:提供用户信赖的明确物理反馈
- 典型限制:存在运动部件,每个控制单元需要单独的密封件,固定位置限制了设计自由度
- TG0 如何改变权衡:传感功能模塑于表面,无运动部件(但允许位移);在一个车窗控制案例中减少了 80% 的组件;如果需要物理点击感,可添加触觉执行器。
2. 用于密封界面的薄膜开关
- 检测内容:固定点的开/关状态
- 优势所在:成本低、薄、密封性好、技术成熟;通常额定寿命可达百万次以上操作。
- 典型限制:使用分层油墨和粘合剂;已知故障模式包括分层、湿气侵入和尾线开裂 [来源];基本为平面结构
- TG0 如何改变权衡:无需印刷或层压传感层;可贴合 3D 几何形状;不仅能检测按压,还能读取压力等级。
3. 电容触摸电极和控制器
- 检测内容:手指的存在和位置
- 优势所在:控制器技术成熟、成本低;非常适合平板面板和屏幕
- 典型限制:水和手套可能导致误触或漏触,除非采取额外措施;电极堆叠限制了表面材料和形状;检测的是接触而非力
- TG0 如何改变权衡:电容传感贯穿整个材料体,因此同一表面还可以测量压力和变形;可在客户选择的表面材料下工作。
4. 用于压力传感的力敏电阻 (FSR)
- 检测内容:某一点的力变化
- 优势所在:便宜、薄、原型制作快速
- 典型限制:制造商声明其不适用于精确测量;典型数据手册列出约 5% 的滞后性和 ±4% 的部件间差异;离散点之间存在间隙。
- TG0 如何改变权衡:连续材料可映射整个区域上的受力分布;刚度和灵敏度可根据应用进行调整。
5. 称重传感器和高精度力/扭矩传感器
- 检测内容:单轴或多轴上的精确力
- 优势所在:经过校准的高精度测量;计量学的标准。
- 典型限制:刚性大,相对笨重,报告的是总力而非力在表面上的施加位置。
- TG0 如何改变权衡:提供表面上的分布式力数据;TG0 并非定位为校准计量学的替代品;其数据更适合指示性压力测量。
6. 压力映射网格和垫子
- 检测内容:分布式压力
- 优势所在:在临床和研究测量中已确立地位
- 典型限制:行列矩阵连接众多,通常作为测量工具铺设在产品顶部。
- TG0 如何改变权衡:作为一种材料和单一芯片直接构建在产品内部。
7. 模内电子 (IME)
- 检测内容:电容触摸,以及照明、天线和其他电路
- 优势所在:将印刷电路和组件集成到具有装饰饰面的单个模塑部件中。
- 典型限制:基于印刷导电油墨和热成型薄膜;触摸主要基于接触。
- TG0 如何改变权衡:模塑材料本身就是传感器,增加了压力和剪切力传感;在必须集成照明和其他电子设备的情况下,模内电子仍然更具优势。
8. 用于机器人夹持器的基于相机的触觉传感器
- 检测内容:接触形状、力、滑动
- 优势所在:极高的空间分辨率;广泛用于研究
- 典型限制:大多数运行频率为 30 至 90 帧每秒,限制了快速滑动响应;厚度受相机光学器件限制;图像处理计算量大。
- TG0 如何改变权衡:以更高的采样率实现超薄剪切力传感。
何时传统技术是更好的选择
当您的产品需要多种传感模式、复杂的 3D 曲线、无缝密封或减少组件数量时,TG0 表现出色。然而,作为工程师,我们知道在以下几种情况下,传统技术仍然是更好的选择:
- 单轴上的校准、计量级力测量,此时称重传感器仍是标准选择。
- 成本驱动型产品中固定点的简单开/关控制,此时薄膜开关或机械按钮更便宜且经过验证。
- 平面触摸屏,电容触摸控制器能极好地处理此类应用。
- 无需开发工作的现成采购。大多数 TG0 项目涉及设计和工程阶段,目前剪切力评估套件是 TG0 最接近现成产品的方案。
TG0 的优势*
- 节省 25% 成本:与消费级电子产品物料清单相比,在启用 TG0 的触控板组装中实现。
- 减少 33% 碳排放:通过对启用 TG0 的汽车座椅开关与标准传感器组装进行生命周期评估验证。
- 减轻 45% 重量:与带有支撑组件的传统有线组装相比,由启用 TG0 的座椅开关组装实现。
- 减少 80% 组件:在启用 TG0 的车窗控制组装与标准的基于电子设备的等效组装对比中得到证实。
*每个数据均来自单一产品对比。新应用的结果取决于其设计、材料和产量。
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