IT202000015757A1 - USER INTERFACE WITH INNOVATIVE RESISTIVE FORCE SENSOR. - Google Patents
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Description
TITOLO: INTERFACCIA UTENTE CON SENSORE DI FORZA RESISTIVO INNOVATIVO. TITLE: USER INTERFACE WITH INNOVATIVE RESISTIVE FORCE SENSOR.
La presente invenzione si riferisce ad un?interfaccia utente, ad esempio una console o plancia di comando comprendente uno o pi? tasti, comprendente almeno un sensore di forza di tipo resistivo per determinare la forza applicata da un utilizzatore. In particolare la presente invenzione si riferisce ad un?interfaccia utente, ad esempio una console o plancia di comando, comprendente almeno un sensore di forza resistivo innovativo. The present invention refers to a user interface, for example a console or dashboard comprising one or more? keys, comprising at least one force sensor of the resistive type for determining the force applied by a user. In particular, the present invention refers to a user interface, for example a console or dashboard, comprising at least one innovative resistive force sensor.
Sono noti tasti, console e/o plance di comando le quali comprendono: una superficie di contatto, la quale ? atta ad essere premuta da un utilizzatore, ed un dispositivo atto a rilevare la forza applicata dall?utilizzatore su detta superficie di contatto. Keys, consoles and/or dashboards are known which comprise: a contact surface, which ? adapted to be pressed by a user, and a device adapted to detect the force applied by the user on said contact surface.
La rilevazione della forza pu? avvenire in diverse modalit?, come ad esempio tramite un sensore ad infrarossi o un sensore capacitivo in grado di misurare la variazione di posizione di detta superficie di contatto, o un elemento ad essa collegato, la quale ? contrastata nel movimento da una molla elicoidale. La soluzione ad infrarossi risulta particolarmente costosa e di difficile assemblaggio su una plancia di comando. Le soluzioni capacitive, seppur a basso costo, non sono affidabili qualora possano esserci delle componenti della forza da misurare le quali non sono perpendicolari alla superficie di contatto. The detection of the force pu? take place in different ways, such as for example through an infrared sensor or a capacitive sensor capable of measuring the change in position of said contact surface, or an element connected to it, which is contrasted in the movement by a coil spring. The infrared solution is particularly expensive and difficult to assemble on a dashboard. Capacitive solutions, even if low cost, are not reliable if there may be components of the force to be measured which are not perpendicular to the contact surface.
Sono inoltre note soluzioni per determinare la forza applicata su una superficie su cui viene applicata la forza tramite un sistema resistivo, ad esempio tramite sensori strain gauge o tramite strutture su cui ? deposto inchiostro realizzato con nano-tubi in carbonio. Tali soluzioni hanno un limite intrinseco dovuto essenzialmente all?intervallo di forze in grado di rilevare, infatti tali tipologie di sensori sono applicabili in soluzioni in cui le forze applicate sono superiori ai 20N. Inoltre, possono richiedere superfici di applicazione molto estese, quindi difficilmente miniaturizzabili e/o non permettono di compiere una corsa di movimentazione alla superficie su cui tale forza ? applicata. Furthermore, solutions are known for determining the force applied on a surface on which the force is applied by means of a resistive system, for example by means of strain gauge sensors or by means of structures on which ? deposited ink made with carbon nano-tubes. These solutions have an intrinsic limit essentially due to the range of forces capable of detecting, in fact these types of sensors are applicable in solutions in which the applied forces are higher than 20N. Furthermore, they may require very large application surfaces, therefore difficult to miniaturize and/or do not allow a movement stroke to be performed on the surface on which this force is applied. applied.
Si vuole far notare che le console o plance di comando, cos? come i tasti, devono essere in grado di reagire, quindi muovendosi e di conseguenza attivare la funzione ad essi associati, all?occorrenza di forze applicate, le quali per? non superano i 5N. We want to point out that the consoles or dashboards, so? like the keys, they must be able to react, then moving and consequently activate the function associated with them, if necessary, applied forces, which for? do not exceed 5N.
Inoltre, nel campo automotive ? sempre pi? richiesto l?utilizzo di soluzioni innovative in grado di ridurre i costi di realizzazione, garantendo un?elevata accuratezza nella misura, ed in particolare sensori di forza in grado di rilevare forze inferiori ai 5N ed essere accurati nella misurazione, con ridotta incertezza, in cui le misure non devono essere falsate da forze trasversali rispetto a quelle applicate perpendicolarmente alla superficie di contatto. Furthermore, in the automotive field? more and more required the use of innovative solutions able to reduce construction costs, guaranteeing high accuracy in measurement, and in particular force sensors able to detect forces lower than 5N and be accurate in measurement, with reduced uncertainty, in which the measurements must not be distorted by forces transversal to those applied perpendicular to the contact surface.
Le soluzioni attualmente note non permettono di ridurre i costi di realizzazione oppure non permettono di miniaturizzare tale tecnologia al fine di poter essere applicata in plance di comando o tasti, anche di ridotte dimensioni, mantenendo un?accuratezza elevata. The currently known solutions do not allow to reduce the production costs or do not allow to miniaturize this technology in order to be able to be applied in control panels or keys, even of small dimensions, maintaining a high accuracy.
Inoltre, nessuna delle soluzioni attualmente note ? in grado di rilevare correttamente la forza applicata nel caso di corse del tasto, in particolare nel caso in cui la corsa del tasto sia al pi? 1mm. Furthermore, none of the currently known solutions ? able to correctly detect the force applied in the case of strokes of the key, in particular in the case in which the stroke of the key is at the most? 1mm.
La presente invenzione si propone di risolvere questi ed altri problemi tecnici realizzando una soluzione innovativa per la realizzazione di un?interfaccia utente, ad esempio una console di comando, in cui ? compreso almeno un sensore di forza resistivo innovativo. The present invention proposes to solve these and other technical problems by realizing an innovative solution for the realization of a user interface, for example a command console, in which including at least one innovative resistive force sensor.
Un aspetto della presente invenzione riguarda un?interfaccia utente, ad esempio una console o plancia di comando, con le caratteristiche dell?allegata rivendicazione 1. One aspect of the present invention relates to a user interface, for example a console or dashboard, with the characteristics of the attached claim 1.
Le caratteristiche ed i vantaggi dell?interfaccia utente, secondo la presente invenzione, saranno chiare ed evidenti dalla seguente descrizione di diverse possibili forme di realizzazione e dalle figure allegate le quali illustrano rispettivamente; The characteristics and advantages of the user interface, according to the present invention, will be clear and evident from the following description of different possible embodiments and from the attached figures which illustrate respectively;
- la figura 1 mostra un?interfaccia utente, sotto forma di console di comando, secondo la presente invenzione, in una vista prospettica; figure 1 shows a user interface, in the form of a control console, according to the present invention, in a perspective view;
- la figura 2 mostra l?interfaccia utente di figura 1 in una sezione rispetto ad un piano verticale in cui ? mostrata una possibile ubicazione di una forma di realizzazione preferita del sensore di forza resistivo, secondo la presente invenzione; - figure 2 shows the user interface of figure 1 in a section with respect to a vertical plane in which ? shown a possible location of a preferred embodiment of the resistive force sensor, according to the present invention;
- le figure 3A e 3B mostrano una porzione di una possibile forma di realizzazione del sensore di forza resistivo, secondo la presente invenzione, in due diverse configurazioni operative dell?interfaccia utente; in particolare la figura 3A mostra una porzione del sensore di forza, in particolare una lamina metallica, in una configurazione operativa di riposo dell?interfaccia utente, in cui non ? applicata nessuna forza sulla superficie di contatto; la figura 3B mostra la stessa porzione del sensore di forza di figura 3A in una configurazione operativa di attivazione dell?interfaccia utente, in cui ? applicata una forza sulla superficie di contatto; - figures 3A and 3B show a portion of a possible embodiment of the resistive force sensor, according to the present invention, in two different operating configurations of the user interface; in particular figure 3A shows a portion of the force sensor, in particular a metal foil, in a rest operating configuration of the user interface, in which there is no no force applied to the contact surface; figure 3B shows the same portion of the force sensor of figure 3A in an operative configuration for activating the user interface, in which ? applied a force on the contact surface;
- le figure 4A e 4B mostrano, in diverse viste, l?assieme del sensore di forza resistivo ed un circuito stampato, in particolare la figura 4A mostra, in una vista prospettica, un circuito stampato con associati tre sensori di forza resistivi; la figura 4B mostra, in un?altra vista prospettica, il circuito stampato di figura 4A, in cui ? visibile con maggior dettaglio un solo sensore di forza resistivo; - figures 4A and 4B show, in different views, the assembly of the resistive force sensor and a printed circuit, in particular figure 4A shows, in a perspective view, a printed circuit with three associated resistive force sensors; figure 4B shows, in another perspective view, the printed circuit of figure 4A, in which ? visible in greater detail only one resistive force sensor;
- la figura 5 mostra un grafico cartesiano in cui ? riportato sia l?andamento della variazione di resistenza del sensore di forza resistivo al variare della corsa della superficie di contatto dell?interfaccia utente, che la variazione della forza applicata sulla superficie di contatto dell?interfaccia utente al variare della corsa della superficie di contatto; - figure 5 shows a Cartesian graph in which ? reported both the trend of the resistance variation of the resistive force sensor as the stroke of the contact surface of the user interface varies, and the variation of the force applied on the contact surface of the user interface as the stroke of the contact surface varies;
- la figura 6 mostra il sistema di misurazione della forza in cui sono illustrati una pluralit? di sensori di forza resistivi connessi ad un?unit? di elaborazione. FIG. 6 shows the force measurement system in which a plurality of of resistive force sensors connected to a?unit? of processing.
Con riferimento alle citate figure, con il riferimento numerico 1 ci si riferisce ad un?interfaccia utente, ad esempio una console o plancia di comando nel suo complessivo. With reference to the cited figures, the reference numeral 1 refers to a user interface, for example a console or dashboard as a whole.
L?interfaccia utente 1, secondo la presente invenzione, ? particolarmente adatta ad essere utilizzata in veicoli, ad esempio negli abitacoli di un?autovettura, divenendo un?interfaccia per l?utilizzatore. Detta interfaccia utente 1 ? ad esempio una console di comando o una plancia di comando. The user interface 1, according to the present invention, is particularly suitable for use in vehicles, for example in the cockpit of a car, becoming an interface for the user. Said user interface 1 ? for example a command console or a dashboard.
L?interfaccia utente 1, secondo la presente invenzione, comprende: almeno una superficie di contatto 2, su cui un utilizzatore esercita una forza per selettivamente attivare o disattivare una o pi? funzioni; ed almeno un circuito stampato o PCB 4 su cui ? realizzato almeno un circuito elettronico 40 per opportunamente controllare almeno una funzione, in cui tale almeno una funzione ? attivabile dall?utilizzatore agendo su detta almeno una superficie di contatto 2. The user interface 1, according to the present invention, comprises: at least one contact surface 2, on which a user exerts a force to selectively activate or deactivate one or more? functions; and at least one printed circuit or PCB 4 on which ? at least one electronic circuit 40 has been made to suitably control at least one function, wherein such at least one function ? which can be activated by the user by acting on said at least one contact surface 2.
L?interfaccia utente 1, secondo la presente invenzione, comprende inoltre almeno un dispositivo di azionamento 3. Detto dispositivo di azionamento 3 ? atto a opportunamente trasmettere un movimento impresso su detta almeno una superficie di contatto 2 verso detto circuito stampato o PCB 4. The user interface 1, according to the present invention, further comprises at least one actuation device 3. Said actuation device 3 ? adapted to suitably transmit a movement impressed on said at least one contact surface 2 towards said printed circuit or PCB 4.
L?interfaccia utente 1, secondo la presente invenzione, comprende inoltre almeno un sensore di forza 6, atto a rilevare una forza esercitata su detta almeno una superficie di contatto 2. The user interface 1, according to the present invention, also comprises at least one force sensor 6, capable of detecting a force exerted on said at least one contact surface 2.
Preferibilmente, detto sensore di forza 6 ? un sensore di tipo resistivo, e detto almeno un sensore di forza 6 ? posto fra detto almeno un dispositivo di azionamento 3 e detto almeno un circuito stampato o PCB 4. Preferably, said force sensor 6 ? a sensor of the resistive type, and said at least one force sensor 6 ? placed between said at least one actuation device 3 and said at least one printed circuit or PCB 4.
Detto sensore di forza 6 essendo resistivo ? a basso costo, facilmente miniaturizzabile ed ? applicabile in diverse tipologie di interfacce utenti, quali console o plance, anche di ridotte dimensioni, come ad esempio nel campo automotive. Said force sensor 6 being resistive ? low cost, easily miniaturizable and ? applicable in different types of user interfaces, such as consoles or dashboards, even of small dimensions, such as for example in the automotive field.
Ai fini della presente descrizione, con il termine funzione o funzioni s?intende una funzionalit? o un servizio, preferibilmente compreso nei veicoli ad esempio negli abitacoli delle autovetture, la quale pu? essere comandata e/o regolata tramite la stessa interfaccia utente 1, secondo la presente invenzione, nella forma di una console di comando, come ad esempio per l?apertura di un tettuccio, l?attivazione e controllo dell?impianto di riscaldamento e/o di aria condizionata, l?utilizzo di interfacce vocali, attivazione e controllo dispositivi di riproduzione musicali, ecc.. Ogni funzione o servizio ? opportunamente controllata e gestita tramite un rispettivo circuito elettronico, ad esempio un circuito elettronico 40 almeno in parte realizzato sul circuito stampato o PCB 4. For the purposes of this description, the term function or functions means a functionality? or a service, preferably included in the vehicles, for example in the passenger compartments of cars, which pu? be commanded and/or regulated through the same user interface 1, according to the present invention, in the form of a command console, such as for example for opening a sunroof, activating and controlling the heating system and/or air conditioning, the use of vocal interfaces, activation and control of music playback devices, etc.. Each function or service ? suitably controlled and managed through a respective electronic circuit, for example an electronic circuit 40 at least partially made on the printed circuit or PCB 4.
La forma di realizzazione preferita dell?interfaccia utente 1, in cui detto almeno un sensore di forza 6 ? posto fra detto almeno un dispositivo di azionamento 3 e detto almeno un circuito stampato o PCB 4, permette almeno di opportunamente distanziare la superficie di contatto 2 dal circuito stampato o PCB 4, garantendo un movimento e/o una corsa desiderati a detta superficie di contatto 2, garantendo che al sensore di forza 6 sia opportunamente trasmessa la forza applicata da un utilizzatore, ed in particolare grazie a detto dispositivo di azionamento 3. Preferibilmente, la presente forma di realizzazione garantisce che il sensore di forza 6 percepisca solamente la componente lungo un asse ?Z? della forza applicata a detta superficie di contatto 2, in cui detto asse ?Z? ? la normale a detta superficie di contatto 2. The preferred embodiment of the user interface 1, in which said at least one force sensor 6 ? placed between said at least one actuation device 3 and said at least one printed circuit board or PCB 4, it allows at least to suitably distance the contact surface 2 from the printed circuit board or PCB 4, ensuring a desired movement and/or stroke to said contact surface 2, ensuring that the force applied by a user is suitably transmitted to the force sensor 6, and in particular thanks to said actuation device 3. Preferably, the present embodiment ensures that the force sensor 6 only perceives the component along a ?Z? axis of the force applied to said contact surface 2, in which said axis ?Z? ? the normal to said contact surface 2.
Entrando ora in una possibile forma di realizzazione del sensore di forza 6 resistivo, preferita ma non limitativa, dell?interfaccia utente 1, secondo la presente invenzione, detto sensore di forza 6 comprende: un tratto di circuito elettrico 42 ed una lamina metallica 62. Entering now a possible embodiment of the resistive force sensor 6, preferred but not limiting, of the user interface 1, according to the present invention, said force sensor 6 comprises: a section of electric circuit 42 and a metal foil 62.
In una forma di realizzazione alternativa, non illustrata, detto sensore di forza 6 comprende: piazzole ed un puntale. In an alternative embodiment, not shown, said force sensor 6 comprises: pads and a tip.
Nella forma di realizzazione preferita del sensore di forza 6 resistivo, detto tratto di circuito elettrico 42 ha una lunghezza prestabilita. Detto tratto di circuito elettrico 42 ? realizzato in un composto resistivo, ad esempio una pasta resistiva, avente un valore di resistivit? noto. In the preferred embodiment of the resistive force sensor 6, said section of electric circuit 42 has a predetermined length. Said stretch of electric circuit 42 ? made of a resistive compound, such as a resistive paste, having a resistivity value? known.
Detto tratto di circuito elettrico 42, essendo di lunghezza, larghezza e spessore prestabiliti e noti, ed essendo realizzato in un materiale resistivo con resistivit? nota, permette di realizzare un?impedenza resistiva, in particolare una resistenza, di valore noto. Said section of electric circuit 42, being of predetermined and known length, width and thickness, and being made of a resistive material with resistivity? known, it allows to realize a resistive impedance, in particular a resistance, of known value.
Detto tratto di circuito elettrico 42 ad un primo capo ? elettricamente connesso ad un circuito elettronico 40 presente su detto circuito stampato o PCB 4. Said section of electric circuit 42 at a first end ? electrically connected to an electronic circuit 40 present on said printed circuit or PCB 4.
In una possibile forma di realizzazione detto tratto di circuito elettrico 42 ? una porzione o tratto di un circuito elettronico 40 compreso in detto circuito stampato o PCB 4. Preferibilmente, detto tratto di circuito elettrico 42 ? in serie a detto circuito elettronico 40, pertanto il secondo capo del tratto di circuito elettrico 42 ? connesso a detto circuito elettronico 40. In alternativa il secondo capo del tratto di circuito elettrico 42 ? lasciato flottante. In a possible embodiment, said section of electric circuit 42 ? a portion or section of an electronic circuit 40 included in said printed circuit or PCB 4. Preferably, said section of electric circuit 42 ? in series with said electronic circuit 40, therefore the second end of the electric circuit section 42 ? connected to said electronic circuit 40. Alternatively, the second end of the electric circuit section 42 is left floating.
Preferibilmente, detto tratto di circuito elettrico 42 ? uno strato sottile di pasta resistiva, con spessore, larghezza e lunghezza noti, depositato su detto circuito stampato o PCB 4. Preferably, said section of electric circuit 42 ? a thin layer of resistive paste, with known thickness, width and length, deposited on said printed circuit or PCB 4.
Detta lamina metallica 62 ? una lamina metallica conduttiva, essendo realizzato in materiale metallico conduttivo elettrico, come ad esempio rame, oppure ricoperta da uno strato conduttivo elettrico. Said metallic lamina 62 ? a conductive metal foil, being made of an electrically conductive metallic material, such as copper, or covered with an electrically conductive layer.
Detta lamina metallica 62 ? atta a variare la sua interazione con detto tratto di circuito elettrico 42, lungo la lunghezza di detto tratto di circuito elettrico 42, ad esempio detta lamina metallica 62 essendo atta a scorrere, preferibilmente per strisciamento, su detto tratto di circuito elettrico 42 lungo la lunghezza di detto tratto di circuito elettrico 42, oppure detta lamina metallica 62 essendo atta a variare l?area di sovrapposizione a contatto con detto tratto di circuito elettrico 42, ad esempio flettendosi. Said metallic lamina 62 ? adapted to vary its interaction with said section of electric circuit 42, along the length of said section of electric circuit 42, for example said metal foil 62 being able to slide, preferably by sliding, on said section of electric circuit 42 along the length of said section of electric circuit 42, or said metal lamina 62 being adapted to vary the area of overlap in contact with said section of electric circuit 42, for example by flexing.
Detta lamina metallica 62 ? atta a variare la propria forma, ad esempio deformandosi, variando la sua interazione con detto tratto di circuito elettrico 42, lungo la lunghezza del tratto di circuito elettrico 42. Said metallic lamina 62 ? adapted to vary its shape, for example by deformation, by varying its interaction with said section of electric circuit 42, along the length of the section of electric circuit 42.
Preferibilmente, detta lamina metallica 62 ? elettricamente connessa ad un primo capo ad un circuito elettronico 40 presente su detto circuito stampato o PCB 4; mentre al capo opposto, o secondo capo, detta lamina metallica 62 ? elettricamente connessa a detto tratto di circuito elettrico 42. Preferibilmente, detto circuito elettronico 40 a cui ? connesso il primo capo della lamina metallica 62 ? lo stesso circuito elettronico 40 a cui ? connesso il primo capo di detto tratto di circuito elettrico 42. Preferably, said metal lamina 62 ? electrically connected at a first end to an electronic circuit 40 present on said printed circuit or PCB 4; while at the opposite end, or second end, said metallic lamina 62 ? electrically connected to said section of electric circuit 42. Preferably, said electronic circuit 40 to which it is connected connected the first end of the metal foil 62 ? the same electronic circuit 40 to which ? the first end of said section of electric circuit 42 is connected.
Preferibilmente, detto sensore di forza 6 ? in serie ad un circuito elettronico 40. Preferably, said force sensor 6 ? in series with an electronic circuit 40.
Pi? in generale, la variazione dell?interazione fra detta lamina metallica 62 e detto tratto di circuito elettrico 42 fa variare a resistenza presente, e quindi misurabile, fra detto primo capo della lamina metallica 62 ed il primo capo del tratto di circuito elettrico 42. Pi? in general, the variation of the interaction between said metal foil 62 and said electrical circuit section 42 causes the resistance present, and therefore measurable, to vary between said first end of the metal foil 62 and the first end of the electric circuit section 42.
In una forma di realizzazione preferita, il sensore di forza 6, secondo la presente invenzione, ? progettato in modo tale che all?incrementare della forza applicata su detta superficie di contatto 2 la resistenza presente fra detto primo capo della lamina metallica 62 ed il primo capo del tratto di circuito elettrico 42 diminuisca. In una forma di realizzazione alternativa all?incrementare della forza applicata si ottiene un aumento della resistenza. In a preferred embodiment, the force sensor 6, according to the present invention, is designed in such a way that as the force applied to said contact surface 2 increases, the resistance present between said first end of the metal foil 62 and the first end of the electric circuit section 42 decreases. In an alternative embodiment, an increase in resistance is obtained by increasing the applied force.
Nella forma di realizzazione preferita, detto dispositivo di azionamento 3 ? atto ad agire, preferibilmente in modo diretto, su detta lamina metallica 62, facendo variare l?interazione di detta lamina metallica 62 su detto tratto di circuito elettrico 42 al variare della forza applicata su detta superficie di contatto 2, ad esempio facendo scorrere, ad esempio strisciare, o sovrapporre detta lamina metallica 62 lungo detto tratto di circuito elettrico 42. In the preferred embodiment, said actuation device 3 ? adapted to act, preferably directly, on said metal lamina 62, causing the interaction of said metal lamina 62 to vary on said stretch of electric circuit 42 as the force applied on said contact surface 2 varies, for example by example, sliding or superimposing said metal foil 62 along said section of electric circuit 42.
La presente forma di realizzazione permette di avere una corrispondenza fra variazione di forza applicata su detta superficie di contatto 2 ed il valore di resistenza presente, e quindi misurabile, ai capi di detto sensore di forza 6 resistivo. The present embodiment allows to have a correspondence between the variation of force applied on said contact surface 2 and the resistance value present, and therefore measurable, across said resistive force sensor 6.
In una forma di realizzazione preferita, esemplificativa e non limitativa, detta lamina metallica 62 ? progettata in modo tale da trasformare un movimento lungo un primo asse, ad esempio l?asse ?Z? impresso su di essa tramite il dispositivo di azionamento 3, in un movimento almeno del secondo capo della stessa lamina metallica 62 lungo un asse perpendicolare a detto primo asse, ad esempio perpendicolare a detto asse ?Z?, ad esempio lungo l?asse di estensione di detto tratto di circuito elettrico 42. In a preferred, exemplary and non-limiting embodiment, said metal foil 62? designed in such a way as to transform a movement along a first axis, for example the ?Z? axis? impressed on it by means of the actuation device 3, in a movement of at least the second end of the same metal foil 62 along an axis perpendicular to said first axis, for example perpendicular to said axis ?Z?, for example along the axis of extension of said section of electric circuit 42.
Pi? in generale, detta lamina metallica 62 ? realizzata in modo tale da avere costante elastica nota, ad esempio compresa fra 5N/m e 10N/m. Pi? in general, said metal foil 62 ? made in such a way as to have a known elastic constant, for example between 5N/m and 10N/m.
Detta lamina metallica 62 pu? essere realizzata in diverse forme di realizzazione, ognuna avente diversa forma, struttura e/o materiale, tutte egualmente atte a permettere di ottenere una variazione d?interazione con detto tratto di circuito elettrico 42, pertanto variando la resistenza presente e quindi misurabile, al variare della forza applicata su detta superficie di contratto 2. Said metal foil 62 can be made in different embodiments, each having a different shape, structure and/or material, all equally suitable for allowing to obtain a variation of interaction with said section of electric circuit 42, thus varying the present and therefore measurable resistance, as the of the force applied on said contract surface 2.
Pi? in generale, detta interfaccia utente 1 pu? assumere almeno due diverse configurazioni operative, in particolare una configurazione di riposo ed una configurazione di attivazione. Ai fini della presente descrizione, con il termine configurazione di riposo s?intende la configurazione dell?interfaccia utente 1 in cui non ? applicata nessuna forza sulla superficie di contatto 2. Ai fini della presente descrizione, invece con il termine configurazione di attivazione s?intende la configurazione dell?interfaccia utente 1 in cui ? applicata una forza sulla superficie di contatto 2. Preferibilmente, con l?applicazione della forza sulla superficie di contatto 2 la stessa superficie di contatto 2 trasla, verso il basso, compiendo una corsa, preferibilmente inferiore a 1mm, ancor pi? preferibilmente inferiore a 0,5m ad esempio circa 0,4mm. Pi? in general, said user interface 1 pu? assume at least two different operating configurations, in particular a rest configuration and an activation configuration. For the purposes of this description, the term rest configuration means the configuration of the user interface 1 in which it is not no force is applied on the contact surface 2. For the purposes of this description, on the other hand, the term activation configuration means the configuration of the user interface 1 in which ? a force is applied on the contact surface 2. Preferably, with the application of the force on the contact surface 2, the same contact surface 2 moves downwards, completing a stroke, preferably less than 1mm, even more? preferably less than 0.5m, for example about 0.4mm.
Il sensore di forza 6 resistivo ? progettato in modo tale che nella configurazione di riposo dell?interfaccia utente 1 fra detto primo capo della lamina metallica 62 ed il primo capo del tratto di circuito elettrico 42 ? presente una prima resistenza di valore noto, mentre, nella configurazione di attivazione dell?interfaccia utente 1, ? presente una seconda resistenza elettrica, preferibilmente di un valore inferiore a detta prima resistenza elettrica, in cui la seconda resistenza elettrica pu? variare da 1,5 a 100 volte rispetto a detta prima resistenza elettrica. The 6 resistive force sensor ? designed in such a way that in the rest configuration of the user interface 1 between said first end of the metal lamina 62 and the first end of the electric circuit section 42 ? is there a first resistance of known value, while, in the activation configuration of the user interface 1, ? Is there a second electrical resistance, preferably of a value lower than said first electrical resistance, wherein the second electrical resistance can? vary from 1.5 to 100 times with respect to said first electrical resistance.
In una forma di realizzazione preferita, esemplificativa e non limitativa, dell?interfaccia utente 1, secondo la presente invenzione, detta lamina metallica 62 ha due bracci (621, 622). Detti bracci (621, 622) essendo vincolai ed elettricamente connessi fra loro. In tale forma di realizzazione, esemplificativa e non limitativa, detto dispositivo di azionamento 3 agisce su detta lamina metallica 62 in corrispondenza della connessione di vincolo fra detti due bracci (621, 622) della lamina metallica 62. Detti due bracci (621, 622) della lamina metallica 62 essendo posti lungo direzioni fra loro incidenti, e detti bracci (621, 622) essendo incidenti in corrispondenza del loro vincolo reciproco. In a preferred, exemplifying and non-limiting embodiment of the user interface 1, according to the present invention, said metal foil 62 has two arms (621, 622). Said arms (621, 622) being constrained and electrically connected to each other. In this exemplary and non-limiting embodiment, said actuation device 3 acts on said metal lamina 62 at the constraint connection between said two arms (621, 622) of metal lamina 62. Said two arms (621, 622) of the metal foil 62 being placed along mutually intersecting directions, and said arms (621, 622) being intersecting at their mutual constraint.
Nella presente forma di realizzazione in funzione della forza applicata su detta lamina metallica 62 tramite detto dispositivo di azionamento 3, varier? la distanza fra gli estremi dei due bracci (621, 622). Pertanto tale lamina metallica 62 varier? la propria forma. In the present embodiment, as a function of the force applied on said metal foil 62 through said actuation device 3, will vary? the distance between the ends of the two arms (621, 622). Therefore this metal foil 62 will vary? its own shape.
Entrando maggiormente nei dettagli di una forma di realizzazione preferita, esemplificativa e non limitativa, dell?interfaccia utente 1, secondo la presente invenzione, un primo braccio 621 della lamina metallica 62, ad un suo primo estremo ? fissato a detto circuito stampato o PCB 4, ed in particolare ad un circuito elettronico 40, mentre all?altro estremo, o secondo estremo, detto primo braccio 621 ? fissato ad un primo estremo di un secondo braccio 622. L?altro suo estremo, o secondo estremo, di detto secondo braccio 622 ? atto a scorrere, preferibilmente per strisciamento, su detto tratto di circuito elettrico 42. Going into the details of a preferred, exemplifying and non-limiting embodiment of the user interface 1, according to the present invention, a first arm 621 of the metal foil 62, at its first end ? fixed to said printed circuit or PCB 4, and in particular to an electronic circuit 40, while at the other end, or second end, said first arm 621 ? fixed to a first end of a second arm 622. Its other end, or second end, of said second arm 622 ? adapted to slide, preferably by sliding, on said section of electric circuit 42.
La variazione di posizione del secondo estremo del secondo braccio 622 lungo detto tratto di circuito elettrico 42 far? s? che la resistenza vari, in particolare che la resistenza presente, e quindi misurabile, fra detto primo capo della lamina metallica 62 ed il primo capo del tratto di circuito elettrico 42 vari, in funzione della forza applicata su tale lamina metallica 62 tramite detto dispositivo di azionamento 3. The variation of position of the second end of the second arm 622 along said stretch of electric circuit 42 will cause yes that the resistance varies, in particular that the resistance present, and therefore measurable, between said first end of the metal foil 62 and the first end of the electric circuit section 42 varies, as a function of the force applied on said metal foil 62 by means of said control device drive 3.
Entrando maggiormente nel dettaglio della forma di realizzazione preferita, maggiore sar? la forza applicata su detta lamina metallica 62 pi? il secondo capo della lamina metallica 62, in particolare il secondo estremo del secondo braccio 622, si avviciner?, per strisciamento, al primo capo del tratto di circuito elettrico 42, riducendo la parte di composto resistivo di detto tratto di circuito elettrico 42 in cui pu? scorrere la corrente, pertanto riducendo la resistenza presente fra detto primo capo della lamina metallica 62 ed il primo capo del tratto di circuito elettrico 42. Nella presente forma di realizzazione, in funzione della forza applicata su detta lamina metallica 62 tramite detto dispositivo di azionamento 3, varier? la distanza fra detto primo braccio 621 vincolato al circuito stampato o PCB 4, in modo diretto o indiretto, e detto secondo braccio 622 il quale ? in grado di scorrere, preferibilmente strisciare, lungo detto tratto di circuito elettrico 42. Going into more detail on the preferred embodiment, the greater it will be? the force applied on said metal foil 62 pi? the second end of the metal foil 62, in particular the second end of the second arm 622, will approach, by sliding, the first end of the electric circuit section 42, reducing the resistive compound part of said electric circuit section 42 in which can? the current flow, thus reducing the resistance present between said first end of the metal foil 62 and the first end of the electric circuit section 42. In the present embodiment, as a function of the force applied on said metal foil 62 through said actuation device 3 , vary? the distance between said first arm 621 constrained to the printed circuit or PCB 4, directly or indirectly, and said second arm 622 which is capable of sliding, preferably sliding, along said stretch of electric circuit 42.
In una possibile forma di realizzazione, i bracci (621, 622) della lamina metallica sono in grado di variare la propria distanza permettendo a detto dispositivo di azionamento 3 di compiere una corsa sostanzialmente lineare compresa fra 0,2mm e 0,4mm. Tale variazione di forma della lamina metallica 62 ? ottenibile con una forza compresa fra circa 0,5N e 4,5N. In a possible embodiment, the arms (621, 622) of the metal foil are capable of varying their distance allowing said actuation device 3 to perform a substantially linear stroke comprised between 0.2mm and 0.4mm. This variation in the shape of the metal foil 62 ? obtainable with a force between about 0.5N and 4.5N.
Pi? in generale, lo scorrimento, preferibilmente strisciamento, del secondo capo della lamina metallica 62, in particolare il secondo estremo del secondo braccio 622, con detto tratto di circuito elettrico 42 ? tale da consentire il passaggio di una corrente elettrica o elettronica, senza soluzione di continuit?, anche durante l?applicazione e/o variazione della forza su detta superficie di contatto 2. Pi? in general, the sliding, preferably sliding, of the second end of the metal lamina 62, in particular the second end of the second arm 622, with said section of electric circuit 42? such as to allow the passage of an electric or electronic current, without solution of continuity, even during the application and/or variation of the force on said contact surface 2.
In una forma di realizzazione preferita dell?interfaccia utente 1, secondo la presente invenzione, detta lamina metallica 62 essendo in un sol pezzo ed essendo opportunamente piegata. Forme di realizzazione alternative non illustrate prevedono che detta lamina metallica sia realizzata da due porzioni vincolate meccanicamente, ad esempio incernierate, fra loro ed elettricamente connesse fra loro. In a preferred embodiment of the user interface 1, according to the present invention, said metal foil 62 being in one piece and being suitably folded. Alternative embodiments not shown provide for said metal foil to be formed by two portions mechanically constrained, for example hinged, to each other and electrically connected to each other.
Nella forma di realizzazione preferita della lamina metallica 62 in un sol pezzo, essa ? ripiegata definendo detto primo braccio 621 e detto secondo braccio 622. Preferibilmente il primo braccio 621 ed il secondo braccio 622, nella loro rispettiva porzione centrale, hanno una forma, ad esempio spessore, larghezza e lunghezza, sostanzialmente simile fra loro. Tale soluzione permette di incrementare la rigidit? della lamina metallica 62 evitando effetti di flessione di uno od entrambi i bracci (621, 622). In una forma di realizzazione alternativa, detto secondo braccio 622 ha una struttura differente da detto primo braccio 621, in particolare essendo detto secondo braccio 622 pi? sottile. In the preferred embodiment of the one-piece metal foil 62, it is folded defining said first arm 621 and said second arm 622. Preferably the first arm 621 and the second arm 622, in their respective central portion, have a shape, for example thickness, width and length, substantially similar to each other. This solution allows you to increase the rigidity? of the metal foil 62 avoiding bending effects of one or both arms (621, 622). In an alternative embodiment, said second arm 622 has a different structure from said first arm 621, in particular since said second arm 622 is more? subtle.
Pi? in generale, la forma dei bracci (621, 622) della lamina metallica pu? essere definita in funzione delle esigenze, ad esempio dall?intervallo di forze da percepire, la corsa da compiere, il numero totale di sensori nell?interfaccia utente 1, il materiale di detta lamina metallica 62 ecc. Pi? in general, the shape of the arms (621, 622) of the metal sheet can be defined according to requirements, for example by the range of forces to be perceived, the stroke to be performed, the total number of sensors in the user interface 1, the material of said metal foil 62, etc.
Le figure 3A e 3B mostrano una porzione di una possibile forma di realizzazione del sensore di forza 6 resistivo, secondo la presente invenzione, in due diverse configurazioni operative. Nella presente forma di realizzazione, la lamina metallica 62 ? realizzata in un sol pezzo. Il primo capo della lamina metallica 62 ? vincolato meccanicamente e connesso elettricamente a detto circuito stampato o PCB 4; mentre il secondo capo della lamina metallica 62 ? in contatto elettrico con il tratto di circuito elettrico 42 connesso a sua volta ad un circuito elettronico 40. Su detta lamina metallica 62 agisce detto dispositivo di azionamento 3, rappresentato con una sua porzione. Figures 3A and 3B show a portion of a possible embodiment of the resistive force sensor 6, according to the present invention, in two different operating configurations. In the present embodiment, the metallic foil 62 is made in one piece. The first head of the metallic foil 62 ? mechanically constrained and electrically connected to said printed circuit or PCB 4; while the second end of the metal foil 62 ? in electrical contact with the section of electric circuit 42 connected in turn to an electronic circuit 40. Said actuation device 3, shown with a portion thereof, acts on said metal lamina 62.
In particolare la figura 3A mostra una porzione del sensore di forza 6, in particolare una lamina metallica 62, in una configurazione operativa di riposo dell?interfaccia utente 1, in cui non ? applicata nessuna forza sulla superficie di contatto 2. La distanza fra i capi della lamina metallica 62 ? noto, rappresentata in figura con una freccia a due punte. Invece, la figura 3B mostra la stessa porzione del sensore di forza 6 di figura 3A in una configurazione operativa di attivazione dell?interfaccia utente 1, in cui ? applicata una forza sulla superficie di contatto 2. Tale forza viene trasmessa dal dispositivo di azionamento 3 verso il sensore di forza 6, facendo scorrere il secondo capo della lamina metallica 62 lungo detto tratto di circuito elettrico 42. Paragonando la figura 3B con la figura 3A ? visibile come la distanza fra i capi della lamina metallica 62, rappresentate in figura con frecce a due punte, ? incrementata. In particular, figure 3A shows a portion of the force sensor 6, in particular a metal foil 62, in a rest operating configuration of the user interface 1, in which it is not? no force applied to the contact surface 2. Is the distance between the ends of the metal foil 62 ? known, represented in the figure with a double-headed arrow. Instead, figure 3B shows the same portion of the force sensor 6 of figure 3A in an operative configuration for activation of the user interface 1, in which ? a force is applied to the contact surface 2. This force is transmitted by the actuation device 3 towards the force sensor 6, causing the second end of the metal foil 62 to slide along said section of electric circuit 42. Comparing figure 3B with figure 3A ? visible as the distance between the ends of the metal foil 62, represented in the figure with double-headed arrows, ? increased.
Nella configurazione di figura 3A, fra detto primo capo della lamina metallica 62 ed il primo capo del tratto di circuito elettrico 42 ? presente una prima resistenza elettrica, di un valore indicativamente noto, ad esempio inferiore a 40k?, ad esempio circa 36k?. Invece, nella configurazione di figura 3B, fra detto primo capo della lamina metallica 62 ed il primo capo del tratto di circuito elettrico 42 ? presente una seconda resistenza elettrica, preferibilmente minore rispetto a detta prima resistenza elettrica, ad esempio inferiore da 1,5 a 10 volte, a titolo esemplificativo inferiore a 20 k?, ad esempio circa 18k?. In the configuration of figure 3A, between said first end of the metal foil 62 and the first end of the electric circuit section 42? a first electrical resistance is present, of an indicatively known value, for example lower than 40k?, for example about 36k?. Instead, in the configuration of figure 3B, between said first end of the metal foil 62 and the first end of the electric circuit section 42? a second electrical resistance is present, preferably lower than said first electrical resistance, for example 1.5 to 10 times lower, for example lower than 20 k?, for example about 18k?.
Pi? in generale, il sensore di forza 6 resistivo, secondo la presente invenzione, ? progettato in modo tale da essere in grado di rilevare forze applicate su detta superficie di contatto 2 non superiori a circa 5N. Preferibilmente, detto sensore di forza 6 resistivo ? progettato in modo tale da avere una variazione di resistenza elettrica compresa fra un valore minimo ed un valore massimo, in cui il valore massimo ? da 1,5 a 10 volte, preferibilmente da 2 a 5 volte, pi? grande rispetto al valore minimo. A titolo esemplificativo e non limitativo, detto sensore di forza 6 ? progettato per avere una variazione di resistenza elettrica compresa fra 10 k? e 40 k?, in particolare per forze applicate comprese fra 0,5N e 4,5N. Pi? in general, the resistive force sensor 6 according to the present invention is designed in such a way as to be able to detect forces applied on said contact surface 2 not exceeding about 5N. Preferably, said resistive force sensor 6 ? designed in such a way as to have a variation of electrical resistance between a minimum value and a maximum value, in which the maximum value ? from 1.5 to 10 times, preferably from 2 to 5 times, more? greater than the minimum value. By way of non-limiting example, said force sensor 6 ? designed to have a change in electrical resistance between 10 k? and 40 k?, in particular for applied forces between 0.5N and 4.5N.
La figura 5 mostra, a titolo esemplificativo e non limitativo, un grafico cartesiano in cui ? riportato sia l?andamento della variazione di resistenza del sensore di forza 6 resistivo al variare della corsa della superficie di contatto 2 dell?interfaccia utente 1, che la variazione della forza applicata sulla superficie di contatto 2 dell?interfaccia utente 1 al variare della corsa della superficie di contatto 2. Osservando il grafico, sull?asse delle ascisse ? indicata la corsa, espressa in millimetri, della superficie di contatto 2, sull?asse delle ordinate di sinistra ? indicata la forza applicata sulla superficie di contatto 2, espressa in Newton; mentre sull?asse delle ordinate di destra ? indicata la resistenza, espressa in kOhm, misurabile ai capi del sensore di forza 6 resistivo. Figure 5 shows, by way of non-limiting example, a Cartesian graph in which ? reported both the trend of the resistance variation of the resistive force sensor 6 as the stroke of the contact surface 2 of the user interface 1 varies, and the variation of the force applied on the contact surface 2 of the user interface 1 as the stroke varies of the contact surface 2. Observing the graph, on the abscissa axis ? indicated the stroke, expressed in millimetres, of the contact surface 2, on the left ordinate axis? indicated the force applied on the contact surface 2, expressed in Newton; while on the axis of the right ordinates ? the resistance, expressed in kOhm, which can be measured at the ends of the resistive force sensor 6 is indicated.
Analizzando tale grafico ? evidente che il sensore di forza 6 sia progettato in modo tale che per una corsa della superficie di contatto 2 di circa 0,4 mm si ottenga una variazione di resistenza, ed in particolare partendo da 38k? per giungere a 20k?, corrispondente ad una forza applicata su tale superficie di contatto 2 di circa 4,5N. Analyzing this graph? evident that the force sensor 6 is designed in such a way that for a stroke of the contact surface 2 of about 0.4 mm a resistance variation is obtained, and in particular starting from 38k? to reach 20k?, corresponding to a force applied on this contact surface 2 of approximately 4.5N.
Il grafico mostrato rappresenta una prova sperimentale realizzata su una possibile forma di realizzazione dell?interfaccia utente 1, ad esempio mostrata in figura 1, su di un singolo sensore di forza 6. Da tale grafico ? visibile come la forza incrementi linearmente con la corsa della superficie di contatto 2. Inoltre, la soluzione realizzativa del sensore di forza 6 resistivo con lamina metallica 62 ha un andamento sostanzialmente lineare nell?intervallo di corsa della superficie di contatto 2 fra 0 e 0,4mm. The graph shown represents an experimental test carried out on a possible embodiment of the user interface 1, for example shown in figure 1, on a single force sensor 6. From this graph ? visible how the force increases linearly with the stroke of the contact surface 2. Furthermore, the embodiment of the resistive force sensor 6 with metal foil 62 has a substantially linear trend in the stroke interval of the contact surface 2 between 0 and 0, 4mm.
In una forma di realizzazione preferita dell?interfaccia utente 1, secondo la presente invenzione, ? compresa un?unit? di elaborazione 7. Detta unit? di elaborazione 7 ? atta a determinare la forza applicata su detta almeno una superficie di contatto 2 in funzione della forza rilevata da detto almeno un sensore di forza 6 di tipo resistivo. Nella presente forma di realizzazione detta unit? di elaborazione 7 sar? in grado di determinare la forza applicata su detta superficie di contatto 2 monitorando le variazioni di resistenza misurabile ai capi del sensore di forza 6 resistivo, ad esempio fra detto primo capo della lamina metallica 62 ed il primo capo del tratto di circuito elettrico 42, oppure ai capi di una coppia di piazzole. In a preferred embodiment of the user interface 1, according to the present invention, ? including a? unit? processing 7. This unit? processing 7 ? adapted to determine the force applied on said at least one contact surface 2 as a function of the force detected by said at least one force sensor 6 of the resistive type. In the present embodiment said unit? of elaboration 7 will be? capable of determining the force applied to said contact surface 2 by monitoring the variations in measurable resistance across the resistive force sensor 6, for example between said first end of the metal foil 62 and the first end of the electric circuit section 42, or at the ends of a pair of pitches.
A titolo esemplificativo, e non limitativo, facendo scorrere una corrente costante in un circuito elettronico 40, in particolare il circuito elettrico a cui sono elettricamente connessi sia detto tratto di circuito elettrico 42 e detta lamina metallica 62 del sensore di forza 6, sar? possibile determinare la variazione di tensione fra detto primo capo della lamina metallica 62 ed il primo capo del tratto di circuito elettrico 42, o viceversa. By way of non-limiting example, by making a constant current flow in an electronic circuit 40, in particular the electric circuit to which both said section of electric circuit 42 and said metal foil 62 of the force sensor 6 are electrically connected, it will be it is possible to determine the voltage variation between said first end of the metal foil 62 and the first end of the electric circuit section 42, or vice versa.
Pi? in generale, la variazione di resistenza causata dalla variazione di interazione fra detta lamina metallica 62 e detto tratto di circuito elettrico 42, ? rilevabile tramite detta unit? di elaborazione 7, la quale, pi? in generale, ? atta ad eseguire delle misurazioni su grandezze elettriche, come ad esempio tensione, corrente, resistenza, impedenza ecc... Pi? in general, the variation in resistance caused by the variation in interaction between said metal foil 62 and said section of electric circuit 42, is detectable through this unit? processing 7, which, pi? in general, ? suitable for carrying out measurements on electrical quantities, such as voltage, current, resistance, impedance, etc...
In una possibile forma di realizzazione di detta interfaccia utente 1, detto dispositivo di azionamento 3 ? atto a opportunamente commutare il movimento esercitato dall?utilizzatore su detta superficie di contatto 2, applicandovi una forza, in un movimento tale da garantire almeno una commutazione di stato relativamente alla funzione associata a detta superficie di contatto 2 o almeno ad una porzione di essa. Detto movimento pu? causare una commutazione meccanica di contatti elettrici o essere rilevato da un sensore di movimento, e/o un sensore di tocco, il quale genera un segnale elettrico al raggiungimento di un particolar punto nella corsa di detto dispositivo di azionamento 3. In a possible embodiment of said user interface 1, said actuation device 3 ? suitable for suitably switching the movement exerted by the user on said contact surface 2, by applying a force thereto, into a movement such as to ensure at least one change of state relative to the function associated with said contact surface 2 or at least to a portion thereof. This movement can cause a mechanical switching of electrical contacts or be detected by a movement sensor, and/or a touch sensor, which generates an electrical signal upon reaching a particular point in the stroke of said actuating device 3.
Pi? in generale detto dispositivo di azionamento 3 ? almeno atto a trasmettere la forza applicata su detta superficie di contatto 2 verso detto circuito stampato o PCB 4, ed in particolare verso detto almeno un sensore di forza 6 resistivo. Pi? in general said actuation device 3 ? at least capable of transmitting the force applied to said contact surface 2 towards said printed circuit or PCB 4, and in particular towards said at least one resistive force sensor 6.
Le possibili forme di realizzazione e di implementazione, anche da un punto di vista funzionale, di tale dispositivo di azionamento 3 possono essere molteplici e differenti fra loro, dettate anche dalle specifiche realizzative dell?interfaccia utente 1, come ad esempio la corsa necessaria e dal feeling o sensazione tattile che deve essere percepito dall?utilizzatore mentre agisce su detta superficie di contatto 2. Per tale ragione il dispositivo di azionamento 3 non verr? ulteriormente descritto nei dettagli di realizzazione, ma esclusivamente da un punto di vista funzionale, permettendo comunque ad un tecnico del settore di comprenderne gli aspetti meccanici essenziali per la sua realizzazione e corretto funzionamento. The possible embodiments and implementations, also from a functional point of view, of this actuation device 3 can be many and different from each other, also dictated by the construction specifications of the user interface 1, such as for example the necessary stroke and by the feeling or tactile sensation which must be perceived by the user while he acts on said contact surface 2. For this reason, the actuation device 3 will not come? further described in the construction details, but exclusively from a functional point of view, in any case allowing a person skilled in the sector to understand the essential mechanical aspects for its construction and correct operation.
Detto almeno un circuito elettronico 40, compreso nel circuito stampato o PCB 4, pu? essere una pluralit? di piste definenti il percorso dei segnali elettronici atti almeno a comandare una o pi? funzioni o funzionalit? e/o al funzionamento di detto almeno un sensore di forza 6 resistivo. Preferibilmente, almeno un circuito elettronico 40 ? atto a connettere elettronicamente detto sensore di forza 6 con detta unit? di elaborazione 7, la quale pu? essere compresa nel circuito stampato o PCB 4 presente nell?interfaccia utente 1, oppure esser posto in una posizione remota rispetto a detta interfaccia utente 1 e/o a detto circuito stampato o PCB 4. In una forma di realizzazione preferita dell?interfaccia utente 1, esemplificativa e non limitativa, prevede che detto sensore di forza 6 resistivo, ed in particolare detto tratto di circuito elettrico 42 e detta lamina metallica 62 del sensore di forza 6 resistivo, sia in serie ad un circuito elettronico 40 presente su detto circuito stampato o PCB 4, circuito elettronico 40 atto a connettere elettronicamente il corrispondente sensore di forza 6 all?unit? di elaborazione 7, preferibilmente detto tratto di circuito elettrico 42 essendo in serie al circuito elettronico 40. Said at least one electronic circuit 40, included in the printed circuit or PCB 4, can be a plurality? of tracks defining the path of the electronic signals suitable at least for commanding one or more? functions or features? and/or the operation of said at least one resistive force sensor 6. Preferably, at least one electronic circuit 40? adapted to electronically connect said force sensor 6 with said unit? processing 7, which pu? be included in the printed circuit or PCB 4 present in the user interface 1, or be placed in a remote position with respect to said user interface 1 and/or to said printed circuit or PCB 4. In a preferred embodiment of the user interface 1, by way of non-limiting example, provides that said resistive force sensor 6, and in particular said section of electric circuit 42 and said metal foil 62 of the resistive force sensor 6, be in series with an electronic circuit 40 present on said printed circuit board or PCB 4, electronic circuit 40 able to electronically connect the corresponding force sensor 6 to the unit? processor 7, preferably said section of electric circuit 42 being in series with the electronic circuit 40.
Una possibile forma di realizzazione, esemplificativa e non limitativa dell?interfaccia utente 1, secondo la presente invenzione, ? ad esempio mostrata nella figura 1. La figura 1 mostra infatti una possibile forma di realizzazione dell?interfaccia utente 1, secondo la presente invenzione, in una vista prospettica. Dalla figura 1 ? visibile la superficie di contatto 2 la quale ? posta superiormente ad una struttura esterna 12 dell?interfaccia utente 1. Detta struttura esterna 12 definisce un volume interno, in cui sono opportunamente alloggiati gli elementi e dispositivi compresi nell?interfaccia utente 1, secondo la presente invenzione, non visibili in tale figura 1. Nella forma di realizzazione illustrata, detta superficie di contatto 2 ? rappresentata come un?unica superficie. In forme di realizzazione alternative, non illustrate, potrebbero esserci pi? superfici di contatto 2, anche di forme differenti fra loro, le quali potrebbero essere identificabili come tasti. A possible, exemplifying and non-limiting embodiment of the user interface 1, according to the present invention, is for example shown in figure 1. In fact, figure 1 shows a possible embodiment of the user interface 1, according to the present invention, in a perspective view. From figure 1 ? visible the contact surface 2 which ? placed above an external structure 12 of the user interface 1. Said external structure 12 defines an internal volume, in which the elements and devices included in the user interface 1, according to the present invention, are suitably housed, not visible in this figure 1. In the illustrated embodiment, said contact surface 2 ? represented as a single surface. In alternative embodiments, not shown, there may be more? contact surfaces 2, also of different shapes from each other, which could be identifiable as keys.
Pi? in generale, detta superficie di contatto 2 ? visibile dall?utilizzatore una volta che la stessa interfaccia utente 1 ? assemblata nella sua ubicazione finale, come ad esempio in un veicolo, ad esempio in una plancia o in una console; mentre detta struttura esterna 12 normalmente non ? visibile all?utilizzatore. Pi? in general, said contact surface 2 ? visible by? the user once the same user interface 1 ? assembled in its final location, such as in a vehicle, such as a dashboard or console; while said external structure 12 normally is not? visible to the user.
Pi? in generale, su detta almeno una superficie di contatto 2 l?utilizzatore pu? esercitare una forza, preferibilmente avente una componente lungo un asse ?Z?, ad esempio lungo un asse normale alla superficie definita dalla stessa superficie di contatto 2. Pi? in general, on said at least one contact surface 2 the user can? exert a force, preferably having a component along an axis ?Z?, for example along an axis normal to the surface defined by the same contact surface 2.
Detto almeno un sensore di forza 6 resistivo compreso nell?interfaccia utente 1 ? vantaggiosamente elettronicamente connesso a detta unit? di elaborazione 7 in modo tale da determinare la forza applicata su detta almeno una superficie di contatto 2 in funzione della forza rilevata da detto almeno un sensore di forza 6, preferibilmente, detto sensore di forza 6 essendo atto a rilevare la forza applicata su detta superficie di contatto 2 nella componente parallela a detto asse ?Z?. Said at least one resistive force sensor 6 included in the user interface 1? advantageously electronically connected to said unit? processor 7 in such a way as to determine the force applied on said at least one contact surface 2 as a function of the force detected by said at least one force sensor 6, preferably, said force sensor 6 being able to detect the force applied on said surface contact 2 in the component parallel to said axis ?Z?.
Pi? in generale, a detta unit? di elaborazione 7 possono essere connessi uno o pi? sensori di forza 6 resistivi. Nel caso in cui pi? di un sensore di forza 6 associati ad una medesima superficie di contatto 2 sono elettronicamente connessi a detta unit? di elaborazione 7, la stessa unit? di elaborazione 7 pu? essere opportunamente programmata per determinare un luogo, punto o una sottoregione della superficie di contatto 2 su cui l?utilizzatore sta? esercitando una forza. Tale forma di realizzazione definisce un sistema di misurazione della forza. In questa forma di realizzazione, ad una stessa superficie di controllo 2 possono essere associate pi? funzionalit? o servizi, potendone associare una diversa per ogni luogo, punto o sotto-regione definibili in detta superficie di contatto 2. Pi? in general, to this unit? processing 7 can be connected one or more? 6 resistive force sensors. In the event that more of a force sensor 6 associated with the same contact surface 2 are electronically connected to said unit? processing 7, the same unit? processing 7 can? be suitably programmed to determine a place, point or sub-region of the contact surface 2 on which the user stands? exerting a force. This embodiment defines a force measurement system. In this embodiment, the same control surface 2 can be associated with more? functionality? or services, being able to associate a different one for each place, point or sub-region definable in said contact surface 2.
La figura 6 mostra una possibile forma di realizzazione di un sistema di misurazione della forza. Nella forma di realizzazione illustrata sono illustrati una pluralit? di sensori di forza 6, preferibilmente tutti resistivi, elettronicamente connessi ad un?unit? di elaborazione 7. Come ? possibile comprendere dalla figura, il numero di sensori di forza 6 compresi, ad esempio nel sistema di misurazione della forza, possono variare rispetto ai quattro mostrati in figura 6. Inoltre, come accennato precedentemente, incrementando il numero di sensori di forza 6, e progettando opportunamente la loro disposizione rispetto alla superficie di contatto 2, ad esempio la loro distribuzione, detta unit? di elaborazione 7 pu? essere programmata per determinare in quale luogo, punto o sotto-regione della superficie di contatto 2 l?utilizzatore sta? esercitando una forza. Figure 6 shows a possible embodiment of a force measurement system. In the illustrated embodiment, a plurality of of 6 force sensors, preferably all resistive, electronically connected to a?unit? Processing 7. How ? It is possible to understand from the figure, the number of force sensors 6 included, for example in the force measurement system, can vary with respect to the four shown in figure 6. Furthermore, as previously mentioned, by increasing the number of force sensors 6, and designing suitably their arrangement with respect to the contact surface 2, for example their distribution, called unit? processing 7 can? be programmed to determine in which place, point or sub-region of the contact surface 2 the user is? exerting a force.
In una forma di realizzazione preferita, esemplificativa e non limitativa dell?interfaccia utente 1, secondo la presente invenzione, sono compresi almeno tre sensori di forza 6, di tipo resistivo, posti sul piano definito da detto circuito stampato o PCB 4. La presenza di almeno tre sensori di forza 6 permette una triangolazione del luogo, punto o sotto-regione di applicazione della forza da parte di un utilizzatore su tale superficie di contatto 2. In una forma di realizzazione ancor pi? preferita, come ad esempio mostrata in figura 4A, sono compresi solo tre sensori di forza 6 opportunamente disposti per permettere, tramite detta unit? di elaborazione 7, di triangolare il luogo, punto o sottregione di applicazione della forza da parte di un utilizzatore su tale superficie di contatto 2. In a preferred, exemplifying and non-limiting embodiment of the user interface 1, according to the present invention, at least three force sensors 6 are included, of the resistive type, placed on the plane defined by said printed circuit or PCB 4. The presence of at least three force sensors 6 allows a triangulation of the place, point or sub-region of application of the force by a user on this contact surface 2. In an even more? preferred, as for example shown in figure 4A, only three force sensors 6 are included, suitably arranged to allow, through said unit? of processing 7, to triangulate the place, point or sub-region of application of the force by a user on this contact surface 2.
A tal riguardo, nel caso in cui la forza applicata su detta superficie di contatto 2 sia asimmetrica rispetto alla superficie definita dalla superficie di contatto 2, ad esempio rispetto ad un asse di simmetria ?X?, sar? possibile determinare in quale zona di una stessa superficie di contatto 2 si sta? esercitando una forza. In this regard, if the force applied on said contact surface 2 is asymmetrical with respect to the surface defined by the contact surface 2, for example with respect to an axis of symmetry ?X?, it will be? Is it possible to determine in which area of the same contact surface 2 you are? exerting a force.
In una forma di realizzazione preferita dell?interfaccia utente 1, secondo la presente invenzione, ? compreso un solo dispositivo di azionamento 3 anche nel caso in cui siano comprese una pluralit? di superfici di contatto 2. In a preferred embodiment of the user interface 1, according to the present invention, ? including a single actuation device 3 even if a plurality of? of contact surfaces 2.
In una forma di realizzazione alternativa, esemplificativa e non limitativa, dell?interfaccia utente 1, secondo la presente invenzione, ? compresa una seconda forma di realizzazione del sensore di forza 6 resistivo. In tale forma di realizzazione, esemplificativa e non illustrata, detto sensore di forza 6 resistivo comprende almeno un puntale ed almeno una coppia di piazzole. Detto almeno un puntale ? realizzato in materiali polimerici viscoelastici con caratteristiche conduttive, ad esempio elastomeri conduttivi quali ad esempio gomma conduttiva, silicone conduttivo oppure elastomeri con coating conduttivo applicato su di essi ecc., quindi atti a condurre una corrente elettrica. A titolo esemplificativo e non limitativo, detto coating conduttivo comprende pigmenti di rame o graffite. Detta coppia di piazzole sono poste in prossimit? fra loro, ad esempio affiancate ma elettricamente disconnesse fra loro. Detta coppia di piazzole ? realizzata su detto circuito stampato o PCB 4. In una possibile forma di realizzazione detta coppia di piazzole essendo compresa in un circuito elettronico 40 il quale ? elettronicamente connesso a detta unit? di elaborazione 7. Detto almeno un puntale ? atto ad agire su detta coppia di piazzole connettendole elettricamente fra loro con una resistenza elettrica. Tale resistenza elettrica ? variabile, preferibilmente variabile in modo inversamente proporzionale alla variazione di superficie di detto puntale a contatto con detta coppia di piazzole. In generale, la resistenza elettrica misurabile fra detta coppia di piazzole varier? al variare della superficie di detto puntale a contatto con detta coppia di piazzole. Pi? superficie di detto puntale sar? a contatto con detta coppia di piazzole minore sar? la resistenza misurabile ai capi di dette piazzole. Di conseguenza, minore sar? la superficie di detto puntale a contatto con detta coppia di piazzole maggiore sar? la resistenza misurabile ai capi di dette piazzole. Preferibilmente, detti puntali sono opportunamente alloggiati in appositi alloggiamenti realizzati nella struttura del dispositivo di azionamento 3, al fine di mantenere in posizione detti puntali. La presente forma di realizzazione alternativa di sensore di forza 6 resistivo pu? essere utilizzato nell?interfaccia utente 1 come sensore di forza ridondante rispetto alla forma di realizzazione preferita di sensore di forza 6 resistivo descritta precedentemente comprendente la lamina metallica 62. In an alternative, exemplifying and non-limiting embodiment of the user interface 1, according to the present invention, ? including a second embodiment of the resistive force sensor 6. In this embodiment, by way of example and not shown, said resistive force sensor 6 comprises at least one tip and at least one pair of pads. Said at least a tip? made of viscoelastic polymeric materials with conductive characteristics, for example conductive elastomers such as conductive rubber, conductive silicone or elastomers with conductive coating applied on them, etc., therefore suitable for conducting an electric current. By way of non-limiting example, said conductive coating comprises copper or graphite pigments. Said pair of pitches are placed in the vicinity? each other, for example side by side but electrically disconnected from each other. Said pair of pitches ? made on said printed circuit or PCB 4. In a possible embodiment said pair of pads being included in an electronic circuit 40 which ? electronically connected to this unit? processing 7. Said at least one tip ? adapted to act on said pair of pads by electrically connecting them to each other with an electric resistance. This electrical resistance? variable, preferably variable inversely proportional to the variation of the surface of said tip in contact with said pair of pads. In general, the measurable electrical resistance between said pair of pads will vary? as the surface of said tip in contact with said pair of pads varies. Pi? surface of said tip sar? in contact with said pair of minor pitches sar? the measurable resistance at the ends of said pads. Consequently, the minor will be? the surface of said tip in contact with said pair of larger pads will be? the measurable resistance at the ends of said pads. Preferably, said push rods are suitably housed in suitable housings made in the structure of the actuation device 3, in order to keep said push rods in position. The present alternative embodiment of resistive force sensor 6 can be used in the user interface 1 as a redundant force sensor with respect to the previously described preferred embodiment of the resistive force sensor 6 comprising the metal foil 62.
Entrando ora nei dettagli di realizzazione di una possibile forma di realizzazione dell?interfaccia utente 1, nella sua parte strutturale, la figura 2 mostra una possibile forma di realizzazione dell?interfaccia utente 1, in particolare la forma di realizzazione illustrata in figura 1. Tale figura 2 mostra una possibile ubicazione di una forma di realizzazione preferita del sensore di forza 6 resistivo, secondo la presente invenzione. Come ? visibile, il dispositivo di azionamento 3 ? vincolato a detta superficie di contatto 2, muovendosi solidamente con essa, preferibilmente in modo tale che almeno la componente lungo detto asse ?Z? della forza applicata su detta superficie di contatto 2 da parte dell?utilizzatore sia trasmessa allo stesso dispositivo di azionamento 3. Preferibilmente, un primo estremo di detto dispositivo di azionamento 3 ? vincolato alla superficie di contatto 2, mentre l?estremo opposto del dispositivo di azionamento 3 ? affacciato a detto circuito stampato o PCB 4. Fra detto circuito stampato o PCB 4 e detto dispositivo di azionamento 3, come visibile, ? presente un sensore di forza 6. Detto dispositivo di azionamento 3 ? atto ad agire direttamente su detto sensore di forza 6, ed in particolare su detta lamina metallica 62. Nella forma illustrata detta almeno una superficie di contatto 2 ? meccanicamente connessa a detto almeno un dispositivo di azionamento 3, in modo tale da muoversi solidalmente fra loro. Detto almeno un dispositivo di azionamento 3 ? preferibilmente connesso a detta struttura esterna 12 dell?interfaccia utente 1 tramite opportuni mezzi ammortizzatori. Detti mezzi ammortizzatori sono ad esempio atti a assorbire ed attenuare eventuali forze trasversali, rispetto a detto asse ?Z?, che potrebbero agire su detta superficie di contatto 2, e di conseguenza su detto dispositivo di azionamento 3. Now going into the embodiment details of a possible embodiment of the user interface 1, in its structural part, figure 2 shows a possible embodiment of the user interface 1, in particular the embodiment illustrated in figure 1. This figure 2 shows a possible location of a preferred embodiment of the resistive force sensor 6, according to the present invention. As ? visible, the drive device 3 ? constrained to said contact surface 2, moving solidly with it, preferably in such a way that at least the component along said axis ?Z? of the force applied on said contact surface 2 by the user is transmitted to the same actuation device 3. Preferably, a first end of said actuation device 3 ? constrained to the contact surface 2, while the opposite end of the actuation device 3 is facing said printed circuit or PCB 4. Between said printed circuit or PCB 4 and said actuation device 3, as can be seen, is is there a force sensor 6. Said actuation device 3 ? adapted to act directly on said force sensor 6, and in particular on said metal foil 62. In the illustrated form, said at least one contact surface 2? mechanically connected to said at least one actuation device 3, so as to move integrally with each other. Said at least one drive device 3 ? preferably connected to said external structure 12 of the user interface 1 through suitable shock-absorbing means. Said shock absorber means are for example able to absorb and attenuate any transversal forces, with respect to said axis ?Z?, which could act on said contact surface 2, and consequently on said actuation device 3.
Dalla figura 2 sono inoltre visibile ulteriori dettagli di realizzazione della struttura esterna 12 e del circuito stampato o PCB 4. Tali dettagli sono ben comprensibili ad un tecnico del settore, pertanto non ulteriormente descritti. Figure 2 also shows further construction details of the external structure 12 and of the printed circuit or PCB 4. These details are easily understandable to a person skilled in the art, therefore not further described.
In fine, l?interfaccia utente 1 illustrata in figura 2 ? in una configurazione di riposo. Finally, the user interface 1 illustrated in figure 2 ? in a resting configuration.
Le figure 4A e 4B mostrano, in diverse viste, l?assieme del sensore di forza 6 resistivo ed un circuito stampato o PCB 4. Figures 4A and 4B show, in different views, the assembly of the resistive force sensor 6 and a printed circuit or PCB 4.
In particolare la figura 4A mostra in una vista prospettica un circuito stampato o PCB 4 con associati tre sensori di forza 6 resistivi. Nella forma di realizzazione illustrata, esemplificativa e non limitativa, i tre sensori di forza 6, sono disposti a formare i vertici di un triangolo isoscele o equilatero. In particular figure 4A shows in a perspective view a printed circuit or PCB 4 with associated three resistive force sensors 6. In the illustrated, exemplifying and non-limiting embodiment, the three force sensors 6 are arranged to form the vertices of an isosceles or equilateral triangle.
Pi? in generale, detti sensori di forza 6, preferibilmente tre sensori di forza 6, sono opportunamente disposti sul piano definito da detto circuito stampato o PCB 4, permettendo una triangolazione del luogo di applicazione della forza su tale superficie di contatto 2, ad esempio tramite detta unit? di elaborazione 7. Pi? in general, said force sensors 6, preferably three force sensors 6, are suitably arranged on the plane defined by said printed circuit or PCB 4, allowing triangulation of the place of application of the force on said contact surface 2, for example by means of said unit? processing 7.
Dalla figura 4A sono visibili diverse possibili forma di realizzazione delle lamine metalliche 62 comprese nel sensore di forza 6. In particolare sono visibili due lamine metalliche 62 aventi due forme differenti fra loro, in particolare una lamina metallica 62 ha le porzioni centrali dei due bracci sostanzialmente simile fra loro, mentre in un altro sensore di forza 6 comprende una lamina metallica 62 in cui i due bracci della lamina metallica 62 sono fra loro differenti. Dalla figura sono inoltre visibili i vari tratti di circuito elettrico 42 compresi nei rispettivi sensori di forza 6. La variazione di interazione fra la lamina metallica 62 ed il rispettivo tratto di circuito elettrico 42 permetter? di determinare la forza applicata su detta superficie di contatto 2 al variare della resistenza misurabile ai capi di tale sensore di forza 6. Figure 4A shows various possible embodiments of the metal foils 62 included in the force sensor 6. In particular, two metal foils 62 are visible having two different shapes, in particular a metal foil 62 has the central portions of the two arms substantially similar to each other, while in another force sensor 6 it comprises a metal foil 62 in which the two arms of the metal foil 62 are different from each other. The figure also shows the various sections of electric circuit 42 included in the respective force sensors 6. The variation of interaction between the metal foil 62 and the respective section of electric circuit 42 will allow? to determine the force applied on said contact surface 2 as the resistance measurable across said force sensor 6 varies.
La figura 4B mostra, invece, in un?altra vista prospettica il circuito stampato di figura 4A, un solo sensore di forza 6 resistivo. Da tale figura ? possibile comprendere ulteriori dettagli relativi alla forma di realizzazione preferita del sensore di forza 6 resistivo. Figure 4B shows, on the other hand, in another perspective view of the printed circuit of figure 4A, a single resistive force sensor 6. From this figure? It is possible to understand further details relating to the preferred embodiment of the resistive force sensor 6.
Dalla figura ? visibile la lamina metallica 62 realizzata in un corpo unico o in un sol pezzo. Nella figura ? visibile il primo braccio 621 della lamina metallica 62 ad un suo primo estremo fissato a detto circuito stampato o PCB 4, ed in particolare ad un circuito elettronico 40. La connessione del primo braccio 621 al circuito stampato o PCB 4 ? sia elettrica che meccanica. In particolare detto prima braccio 621 non pu? variare il punto di connessione meccanica ed elettrica con detto circuito elettronico 40. L?altro estremo, o secondo estremo, detto primo braccio 621 prosegue con una porzione curva, su cui agisce detto dispositivo di azionamento 3, e diviene il primo estremo del secondo braccio 622. L?altro estremo, o secondo estremo, di detto secondo braccio 622 ? atto a scorrere, in particolare a strisciare, su detto tratto di circuito elettrico 42, in particolare sulla porzione realizzata in pasta resistiva. From the figure ? the metal foil 62 made in a single body or in one piece is visible. In the figure ? the first arm 621 of the metal foil 62 is visible at its first end fixed to said printed circuit or PCB 4, and in particular to an electronic circuit 40. The connection of the first arm 621 to the printed circuit or PCB 4 is visible. both electrical and mechanical. In particular, said first arm 621 cannot? vary the mechanical and electrical connection point with said electronic circuit 40. The other end, or second end, said first arm 621 continues with a curved portion, on which said actuation device 3 acts, and becomes the first end of the second arm 622. The other end, or second end, of said second arm 622 ? able to slide, in particular to slide, on said section of electric circuit 42, in particular on the portion made of resistive paste.
Dalla figura 4B ? comprensibile come detto dispositivo di azionamento 3 possa agire su detta lamina metallica, muovendosi come indicato dalla freccia a due punte. In funzione dell?azione del dispositivo di azionamento 3 su tale lamina metallica 62 deformandosi far? scorrere il secondo estremo del secondo braccio 622 della stessa lamina metallica, come indicato dalla freccia. From figure 4B ? it is understandable how said actuation device 3 can act on said metal foil, moving as indicated by the arrow with two points. As a function of the action of the actuation device 3 on this metal lamina 62, by being deformed, it will make? slide the second end of the second arm 622 of the same metal foil, as indicated by the arrow.
Dalla stessa figura 4B sono comprensibili le dimensioni longitudinali e trasversali del tratto di circuito elettrico 42 il quale ? elettricamente connesso ad un circuito elettronico 40. From the same figure 4B it is possible to understand the longitudinal and transversal dimensions of the section of electric circuit 42 which ? electrically connected to an electronic circuit 40.
Dalla figura ? inoltre visibile una forma di realizzazione della lamina metallica in cui le porzioni centrali dei due bracci (621, 622) sono sostanzialmente simili. Infatti entrambe le porzioni centrali dei bracci (621, 622) hanno una forma planare con una sagoma trapezoidale. From the figure ? also visible is an embodiment of the metal foil in which the central portions of the two arms (621, 622) are substantially similar. In fact, both central portions of the arms (621, 622) have a planar shape with a trapezoidal shape.
Pi? in generale, l?utilizzo di un sensore di forza 6 resistivo in grado di variare la propria resistenza avendo una variazione di resistenza elettrica compresa fra un valore minimo ed un valore massimo, in cui il valore massimo ? da 1,5 a 10 volte pi? grande rispetto al valore minimo, preferibilmente 2 a 5 volte pi? grande, ad esempio fra 10k? e 40k?, permette di poter facilmente interfacciare tale sensore di forza 6 con i segnali elettronici, ad esempio elettronici digitali. Pi? in general, the use of a resistive force sensor 6 capable of varying its resistance having a variation of electrical resistance comprised between a minimum value and a maximum value, in which the maximum value is ? from 1.5 to 10 times more? large compared to the minimum value, preferably 2 to 5 times more? large, for example between 10k? and 40k?, allows to easily interface this force sensor 6 with electronic signals, for example digital electronic signals.
Preferibilmente, l?interfaccia utente 1, comprende uno o pi? dispositivi, quali trasduttori e/o attuatori, in grado di fornire un riscontro all?utilizzatore a seguito dell?applicazione di una forza su tale superficie di contatto 2 e la conseguenza attivazione o disattivazione di una o pi? funzionalit? associate, in particolare a seguito di una commutazione di stato di almeno un circuito elettronico 40, compreso nel circuito stampato o PCB 4. Detti uno o pi? dispositivi sono in grado di fornire un riscontro visivo, sonoro e/o tattile all?utilizzatore che sta esercitando una forza su tale superficie di contatto 2. La tipologia di riscontri che possono essere forniti ad un utilizzatore che interagisce con l?interfaccia utente 1 sono di per s? noti e possono essere realizzati in diverse possibili forme di realizzazione, in funzione della tipologia di riscontro visivo, sonoro e/o tattile che deve essere fornita allo stesso utilizzatore. Preferably, the user interface 1 comprises one or more? devices, such as transducers and/or actuators, capable of providing feedback to the user following the application of a force on this contact surface 2 and the consequent activation or deactivation of one or more? functionality? associated, in particular following a state switching of at least one electronic circuit 40, included in the printed circuit or PCB 4. Said one or more? devices are capable of providing a visual, acoustic and/or tactile feedback to the user who is exerting a force on this contact surface 2. The types of feedback that can be provided to a user who interacts with the user interface 1 are by itself known and can be made in various possible embodiments, depending on the type of visual, sound and/or tactile feedback that must be provided to the user.
In una possibile forma di realizzazione preferita dell?interfaccia utente 1, esemplificativa e non limitativa, ? compreso un attuatore di riscontro aptico. Detto attuatore di riscontro aptico ? atto ad agire su detta superficie di contatto 2 fornendo un riscontro aptico all?utilizzatore qualora la forza applicata su detta superficie di contatto 2, e rilevata da detto almeno un sensore di forza 6, superi una soglia prestabilita. Pi? in generale, detto attuatore di riscontro aptico pu? essere in grado di fornire un riscontro aptico all?utilizzatore ogni qual volta che un circuito elettronico 40, compreso nel circuito stampato o PCB 4, commuta di stato, in particolare a seguito del tocco da parte dell?utilizzatore di detta superficie di contatto 2. In una forma di realizzazione preferita dell?interfaccia utente 1, secondo presente invenzione, detto attuatore di riscontro aptico ? di tipo magnetico. In una possibile forma di realizzazione detto attuatore di riscontro aptico magnetico comprende almeno un magnete permanente ed almeno un elettromagnete. Detto elettromagnete essendo opportunamente attivabile in modo tale da opportunamente movimentare, attraendo e/o respingendo detto magnete permanente. Detto attuatore di riscontro aptico ? vantaggiosamente montato su un supporto mobile in grado di muoversi, preferibilmente lungo un asse verticale ?Z?, per agire opportunamente su detta superficie di contatto 2. In generale, detto attuatore di riscontro aptico ? in grado di generare almeno un impulso o una vibrazione a detta superficie di contatto 2. In a possible preferred embodiment of the user interface 1, by way of non-limiting example, ? including a haptic feedback actuator. Said haptic feedback actuator ? adapted to act on said contact surface 2 providing a haptic feedback to the user if the force applied on said contact surface 2, and detected by said at least one force sensor 6, exceeds a predetermined threshold. Pi? in general, said actuator haptic feedback pu? be able to provide a haptic feedback to the user whenever an electronic circuit 40, included in the printed circuit or PCB 4, switches state, in particular following the touch by the user of said contact surface 2. In a preferred embodiment of the user interface 1, according to the present invention, said haptic feedback actuator ? magnetic type. In a possible embodiment said magnetic haptic feedback actuator comprises at least one permanent magnet and at least one electromagnet. Said electromagnet being suitably operable in such a way as to suitably move, attracting and/or repelling said permanent magnet. Said haptic feedback actuator ? advantageously mounted on a mobile support able to move, preferably along a vertical axis ?Z?, to suitably act on said contact surface 2. In general, said haptic feedback actuator ? capable of generating at least one pulse or vibration to said contact surface 2.
Pi? in generale, detta interfaccia utente 1 pu? comprendere uno o pi? tasti, non illustrati, i quali potrebbero non essere opportunamente connessi a detto almeno un sensore di forza 6. Pi? in general, said user interface 1 pu? include one or more keys, not illustrated, which may not be suitably connected to said at least one force sensor 6.
L?interfaccia utente 1, secondo la presente invenzione ha preferibilmente come campo di applicazione quello delle console o plance di comando, tramite cui l?utilizzatore pu? trasmettere un comando, agendo opportunamente su detta superficie di contatto 2, ottenendo un riscontro, ad esempio aptico, a seguito dell?azione su tale superficie di contatto 2. The user interface 1, according to the present invention, preferably has as its field of application that of consoles or dashboards, through which the user can transmit a command, suitably acting on said contact surface 2, obtaining a feedback, for example haptic, following the action on said contact surface 2.
L?interfaccia utente 1, secondo la presente invenzione, permette di riconoscere, e preferibilmente determinare, la forza di attuazione di un utilizzatore su una superficie di contatto 2 la quale ? visibile da un utilizzatore. The user interface 1, according to the present invention, makes it possible to recognize, and preferably determine, the actuation force of a user on a contact surface 2 which ? visible to a user.
L?interfaccia utente 1, secondo la presente invenzione, tramite dei sensori di forza 6 resistivi permette di rilevare la forza impressa su detta superficie di contatto 2 tramite la trasmissione ottenuta tramite il dispositivo di azionamento 3, almeno per la componente verticale della forza. The user interface 1, according to the present invention, by means of resistive force sensors 6 allows to detect the force impressed on said contact surface 2 through the transmission obtained through the actuation device 3, at least for the vertical component of the force.
La forma di realizzazione preferita di detto sensore di forza 6 ? particolarmente poco costosa, robusta ed affidabile, non essendo sensibile ad eventuali movimenti trasversali, quindi poco sensibili alle componenti di forza trasversali, oltre ad essere particolarmente semplice da realizzare ed assemblare e di ridotte dimensioni. The preferred embodiment of said force sensor 6? particularly inexpensive, robust and reliable, as it is not sensitive to any transversal movements, therefore insensitive to transverse force components, as well as being particularly simple to make and assemble and of small dimensions.
Inoltre, la forma di realizzazione preferita dell?interfaccia utente 1 ? progettata in modo tale che la geometria del sensore ? la disposizione sia atta a massimizzare la variazione di resistenza nel campo di forze normalmente applicate per l?interazione con le plance di comando, ed in particolare fra 1N e 4N di forza. Furthermore, the preferred embodiment of the user interface 1 is designed in such a way that the geometry of the sensor ? the arrangement is able to maximize the variation of resistance in the field of forces normally applied for the interaction with the command bridges, and in particular between 1N and 4N of force.
Inoltre, la forma di realizzazione preferita permette di ottenere un sensore affidabile e durevole nel tempo, essendo esente da eventuali derive e/o malfunzionamenti. Furthermore, the preferred embodiment allows to obtain a sensor which is reliable and durable over time, being free from any drifts and/or malfunctions.
Forme di realizzazione alternative non illustrate e/o descritte le quali possono essere desumibili da un tecnico del settore alla luce della presente descrizione e dalle figure allegate si devono considerare come comprese nell?ambito di tutela della presente invenzione. Alternative embodiments not illustrated and/or described which can be inferred from a person skilled in the sector in the light of the present description and from the attached figures must be considered as included in the scope of protection of the present invention.
RIFERIMENTI NUMERICI NUMERICAL REFERENCES
Interfaccia utente 1 Struttura esterna 12 Superficie di contatto 2 Dispositivo di azionamento 3 Circuito stampato 4 Circuiti elettronici 40 Tratto di circuito elettrico 42 Sensore di forza 6 Lamina metallica 62 Primo braccio 621 Secondo braccio 622 Unit? di elaborazione 7 Asse ?Z? Asse di simmetria ?X? User interface 1 External structure 12 Contact surface 2 Actuator 3 Printed circuit board 4 Electronic circuits 40 Electric circuit section 42 Force sensor 6 Metal foil 62 First arm 621 Second arm 622 Unit? processing 7 Axis ?Z? Symmetry axis ?X?
Claims (10)
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|---|
| DE202009005995U1 (en) * | 2009-04-23 | 2009-10-01 | ERÜ Kunststofftechnik GmbH | Electric switch |
| DE102006008810B4 (en) * | 2006-02-25 | 2013-09-26 | Diehl Ako Stiftung & Co. Kg | Control device for electrical appliances, in particular household appliances |
| DE102014018497A1 (en) * | 2014-12-16 | 2016-06-16 | Autoliv Development Ab | A method of generating a horn actuation signal using a dynamometer located in a steering wheel and apparatus for performing this method |
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Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| DE102006008810B4 (en) * | 2006-02-25 | 2013-09-26 | Diehl Ako Stiftung & Co. Kg | Control device for electrical appliances, in particular household appliances |
| DE202009005995U1 (en) * | 2009-04-23 | 2009-10-01 | ERÜ Kunststofftechnik GmbH | Electric switch |
| DE102014018497A1 (en) * | 2014-12-16 | 2016-06-16 | Autoliv Development Ab | A method of generating a horn actuation signal using a dynamometer located in a steering wheel and apparatus for performing this method |
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