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1、iPhone 4 CDMA版首次采用線性震動馬達,iPhone 4 GSM版ERM偏心轉(zhuǎn)子電機馬達,iPhone 5又回到偏心轉(zhuǎn)子式的震動馬達,iPhone 6線性震動馬達,iPhone 6線性震動馬達,實際上Taptic Engine不光是3D Touch的震動反饋,或許它在未來很長一段時間內(nèi)都會成為蘋果在手機體驗上的著力方向。即便它在iPhone 6s身上的應(yīng)用還沒有那么耀眼,未來的iPhone卻極有可能在這方面做出急速變革。 以前的iPhone用的都是什么震動馬達? 從iFixit針對iPhone的歷代拆解來看,過去的iPhone主要采用一種名叫ERM偏心轉(zhuǎn)子電機的震動馬達,或者叫執(zhí)行器
2、。如果你也有看過iPhone的內(nèi)部構(gòu)造和此類馬達的運作方式,應(yīng)該很容易理解它是如何產(chǎn)生震動的。 上面這幾張圖就是歷代iPhone所用的ERM震動馬達,上面都有個偏離中心的轉(zhuǎn)子,在它轉(zhuǎn)動起來以后,就能產(chǎn)生全方位的極致震顫體驗;施加正電壓電機旋轉(zhuǎn),施加負電壓電機制動。這種執(zhí)行器的特色在于成本更低,而且歷史悠久,因為用著其實也沒啥問題嘛。 實際在iPhone 4s(以及iPhone 4的CDMA版)身上,蘋果改用過一種LRA線性諧振馬達,但大概是基于空間利用率的考量,在iPhone 5、5c、5s身上再度回到ERM。此后的iPhone 6、6s,以及可以預(yù)見的未來,都大概會在一段時間內(nèi)采用線性震動馬
3、達。這種馬達在構(gòu)造上,與ERM馬達完全不一樣,顧名思義達成一種線性運動方式的震動。) 線性震動馬達相比偏心轉(zhuǎn)子馬達的優(yōu)勢還是相當(dāng)明確的,一方面是彈簧+磁鐵的組合,功耗降低很多,并且震動組合方式和速度可以更為多樣自由,更重要的是震動起來更加優(yōu)雅,干脆清爽,不會像某些采用ERM的手機那樣,放在桌子上來消息震動時,感覺手機快要散架一樣,iPhone 6s的Taptic Engine究竟有何特別? 實際上iPhone 6與6 Plus已經(jīng)開始采用線性震動馬達,而且震動馬達的體積明顯變大了很多,尤其是iPhone 6(很詭異的是,6 Plus的震動馬達反而更小,大概是期望6 Plus的電池容量可以比大更
4、大),在寸土寸金的iPhone上占用這么大空間,似乎很少有組件敢居此種魄力。 比對iPhone 6和5s的震動就能明顯感覺出差別,6s自然是更上一層樓。人們常說某個手機點擊屏幕按鍵的時候,震動反饋更加靈敏,更加干脆、“清晰銳利”,這究竟是由什么造成的? iPhone 6s的Taptic Engine震動馬達究竟有多神? (動圖,X光下iPhone 6s的Taptic Engine是這么震的) 我們將6s的震動馬達比作是一輛高速運動車,而5s的震動馬達比作價格實惠的緊湊型汽車。在0-100的加速上,運動車的爆發(fā)力足以將后者遠遠甩在身后;并且在同時踩下剎車時,前者可以更快制動。這也是震動馬達所應(yīng)達
5、成的一項指標,即波形從0%到達90%需要多久,這其中的加速度成為關(guān)鍵,也就是當(dāng)用戶手指按到屏幕上,震動馬達給出響應(yīng)達最大振幅,自然是越快越好,同時在需要停止時又能以最快的速度剎車。這才能有干脆、靈敏的感覺,人類對于毫秒級別的響應(yīng)就是如此有偏執(zhí)。,線性震動馬達在構(gòu)造上原本就具備這方面的優(yōu)勢,所以若左右手分別放一臺iPhone 6和iPhone 5s就能明顯感覺出,5s在震動收尾時偏軟,結(jié)束得也更慢。而iPhone 6s的Taptic Engine更是達到了新的高度:按照蘋果的說法,一般手機震動馬達達到滿負荷需要至少10次震動,而Taptic Engine僅需要一個周期就能快速啟停,另外一次“mi
6、ni tap”可以達到10ms的震動微控,據(jù)說和“實時的反饋”已經(jīng)非常接近。 (看不到視頻點這里) 因為蘋果公布關(guān)于Taptic Engine的信息實在太少,我們也沒辦法獲知其技術(shù)奧秘和具體的原理參數(shù),但iDownloadBlog最近針對其震動方式,與iPhone 6進行了比較,上面這段視頻做了演示。主要差異一則6s的震動更優(yōu)雅細膩,而iPhone 6在震動時明顯動靜更大。 更重要的是,在iOS多樣化的信息提示震動選項里(很多人可能不知道,iPhone支持不同節(jié)奏的震動提示,比如心跳、斷奏、交響樂等),iPhone 6s多出了一個名為同步的默認震動選項,它能夠幾乎達到與提示音完全同步的震動節(jié)奏
7、,這如前文所說需要非常出色的震動啟停表現(xiàn),過往的iPhone,即便是iPhone 6這種也已經(jīng)用上線性震動馬達的設(shè)備也是做不到的,它可能會成為觸屏手機的未來 如何看待蘋果在一個震動馬達上的偏執(zhí)?實際從Apple Watch率先啟用這種Taptic Engine就能看得出來。在Apple Watch那個極度有限的空間里,還是被人們吐槽續(xù)航的現(xiàn)狀下,蘋果也毅然決然地讓Taptic Engine在其間占據(jù)了極大空間(雖然它跟喇叭合二為一了);想想iPhone 6s內(nèi)部還塞了個更大的Taptic Engine,蘋果對震動回饋的確還是挺看重的。 不就是一個震動馬達嗎?干嘛要如此興師動眾,還專門取了個名字
8、,印上LOGO。而且說句實話,iPhone 6s的震動體驗也并沒有到出神入化的境界,跟過往的iPhone沒有拉開多少質(zhì)的差距。不過基于蘋果的這股軸勁兒,可以預(yù)知未來,蘋果是預(yù)備在觸覺回饋方面大干一場的。 Apple Watch中的Taptic Engine據(jù)說是要達成一種基于上下文的震動回饋也就是根據(jù)實際情況給出不同的回饋,要能夠復(fù)制點擊操作、心跳、搖晃等等,讓其它人也能感受得到。至少在目前看來,這個目標還顯得有些宏大,畢竟要還原這些極為復(fù)雜的回饋,振幅振頻的微調(diào)都顯得相當(dāng)高難度。 在蘋果看來,當(dāng)手機或移動設(shè)備的屏幕在顯示和觸控操作已經(jīng)達到如此境界以后,該考慮提升最直觀的操控體驗就是給出觸控回
9、饋。所以福布斯才將iPhone 6s稱作向未來觸控屏進發(fā)的重要一步。 Taptic這個詞主要應(yīng)該是演變自“Haptic”一詞,Haptic就是觸覺的意思。Haptic技術(shù)在初生時期主要是用來模擬的,最早的應(yīng)用是飛行員用于感覺搖桿的模擬震動;發(fā)展至今還擴展到了遠程環(huán)境的模擬;此刻在我們身邊,或許你覺得,震動馬達只是當(dāng)你在影院看電影的時候,為了不影響周圍的人而開啟的一種通知方式,但實際上它的應(yīng)用未來甚至能夠擴展到屏幕上顯示不同材質(zhì)的時候,我們摸上去的感覺都是不一樣的,如比偏心轉(zhuǎn)子馬達和線性震動馬達更高端的壓電致動器,僅在屏幕上產(chǎn)生微震,并且它的響應(yīng)時間可低于2ms。這種體驗或許不會太遠。,特點 最
10、開始功能機對振動效果較為嚴格,一線品牌要求手機放在平面上,開啟振動后,手機能在平面上旋轉(zhuǎn)為最佳。智能手機對振動效果則要求不高,觸屏手機要求能有觸感則符合要求。,類型 手機馬達的類型: 1. 圓柱型(空心杯auswan)振動馬達; 2. 扁平紐扣式振動馬達; 手機馬達工藝類型及應(yīng)用: 1. 導(dǎo)線式:有手動焊接及帶連接器插口兩種類型; 材料成本較低,生產(chǎn)商需要增加人工焊接組裝作業(yè)流程,人工費用較高; 2. 彈簧片接觸式; 需要專門的結(jié)構(gòu)設(shè)計配合,可替代性差; 3. 貼片式:分為平面貼片式及沉板貼片式兩種;早期馬達設(shè)計者無法將馬達厚度降到最低以滿足手機超薄的要求,則開發(fā)岀沉板式,節(jié)約了PCB 的厚度
11、空間。貼片式馬達因為要過高溫回流焊,因此對相關(guān)材料要求較高,相應(yīng)品質(zhì)是各類型馬達中最好的,也是國際品牌手機所推崇的料品。 扁平馬達尺寸規(guī)格如下:(直徑+厚度,如08表示直徑為8MM,27表示厚度為2.7MM) 0827、0830、0834 1020、1027、1030、1034 1227、1234 圓柱馬達尺寸規(guī)格如下:(長*寬*高) 11*4.5*3.4mm ; 11*4.3*4.5mm ; 12*4.5*4.5mm ;13*4.4*4.5mm,手機振動馬達的動作原理 馬達外部為工程塑料制成的外殼,內(nèi)部除了外盒外,還有一個微小的直流電動機,驅(qū)動偏心輪轉(zhuǎn)動。此外還有一塊很簡單的集成電路,用以
12、控制啟動和停止電 動機的運轉(zhuǎn)。當(dāng)手機設(shè)為“振動” 狀態(tài)時,控制電路接通。馬達軸上面有一個偏心輪,當(dāng)馬達轉(zhuǎn)動的時候,偏心輪的圓心質(zhì)點不在電機的轉(zhuǎn)心上,使得馬達處于不斷的失去平衡狀態(tài),由于慣性作用引起震動。,手機振動馬達是直流有刷電機電機 的供應(yīng)商的一種,用于實現(xiàn)手機的振動功能,當(dāng)收到短信或電話時,電動機啟動,帶動偏心輪做高速旋轉(zhuǎn),從而產(chǎn)生振動,如今的手機振動馬達體積越來越小,以適應(yīng)日益輕薄的手機機身的需要。,手機振動馬達使手機震動的原因 (1) 由金屬棒的偏心轉(zhuǎn)動造成。 由于金屬棒在所在的密封金屬盒內(nèi)高速轉(zhuǎn)動, 通過摩擦力引起金屬盒的內(nèi)部空氣也做劇烈運動。 從而引起整個密封的金 屬盒振動,進
13、而帶動整個手機產(chǎn)生振動。有上述計算可知,金屬棒做高速 轉(zhuǎn)動的能量所占份額很大,故此原因為手機產(chǎn)生振動的主因。 (2) 由重心不穩(wěn)造成。 由于震動馬達的轉(zhuǎn)動軸上所連的金屬棒并不是按幾何對 3 稱的方式布置的,故震動馬達的轉(zhuǎn)動軸會沿質(zhì)心所在的方向轉(zhuǎn)過一個偏 角。故造成金屬棒實際上并不是在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動的。在轉(zhuǎn)動中,質(zhì)心所在 的位置會隨金屬棒的位置的改變而改變, 故金屬棒的轉(zhuǎn)動平面也是與水平 面呈一定的夾角不斷變化的。 這種質(zhì)心在一定的空間范圍內(nèi)不斷變化的運 動必將造成這個物體的位置移動。當(dāng)變化較小且十分頻繁時,即在宏觀上 表現(xiàn)為振動。,手機振動馬達的注意事項 1、 馬達在其標稱的額定電壓下工作
14、時綜合性能優(yōu)良,建議手機電路設(shè)計時工作電壓盡量接近額定電壓設(shè)計。 2、 給馬達供電的控制模塊應(yīng)考慮其輸出阻抗盡量小,防止負載時輸出電壓大幅度下降,影響振感。 3、柱式電機檢驗或測試堵轉(zhuǎn)電流時,堵轉(zhuǎn)時間不宜過長(小于5 秒為宜),因為堵轉(zhuǎn)時所有的輸入功率都轉(zhuǎn)化為熱能(P=I2R),時間過長可能導(dǎo)致線圈溫升偏高而變形,影響性能。。 4、帶安裝支架的馬達在設(shè)計定位卡槽時,與手機殼的間隙不能太大,否則有可能產(chǎn)生附加振動(機械噪音),采用橡膠套固定可有效避免機械噪音,但應(yīng)注意機殼上定位槽與橡膠套應(yīng)采用過盈配合,否則會影響馬達的振動輸出,振感下降。 5、中轉(zhuǎn)或使用時避免靠近強磁區(qū),否則有可能使馬達
15、磁鋼表磁扭曲而影響性能。 6、焊接時注意焊接溫度及焊接時間,推薦采用320 1-2秒,時間過長和溫度過高可能損傷引線絕緣皮。 7、從包裝盒中取出馬達單體或在焊接過程中避免用力拉扯引線,也不允許多次大角度彎折引線,否則有可能損傷引線。,手機振動馬達的注意事項 1、 馬達在其標稱的額定電壓下工作時綜合性能優(yōu)良,建議手機電路設(shè)計時工作電壓盡量接近額定電壓設(shè)計。 2、 給馬達供電的控制模塊應(yīng)考慮其輸出阻抗盡量小,防止負載時輸出電壓大幅度下降,影響振感。 3、柱式電機檢驗或測試堵轉(zhuǎn)電流時,堵轉(zhuǎn)時間不宜過長(小于5 秒為宜),因為堵轉(zhuǎn)時所有的輸入功率都轉(zhuǎn)化為熱能(P=I2R),時間過長可能導(dǎo)致線圈溫升偏高而變形,影響性能。。 4、帶安裝支架的馬達在設(shè)計定位卡槽時,與手機殼的間隙不能太大,否則有可能產(chǎn)生附加振動(機械噪音),采用橡膠套固定可有效避免機械噪音,但應(yīng)注意機殼上定位槽與橡膠套應(yīng)采用過盈配合,否則會影響馬達的振動輸出,振感下降。 5、中轉(zhuǎn)或使用時避免靠近強磁區(qū),否則有可能使馬達磁鋼表磁扭曲而影響性能。 6、焊接時注意焊接溫度及焊接時間,推薦采用320 1-2秒,時間過長和溫度過高可能損傷引線絕緣皮。 7、從包裝盒中取出馬達單體或在焊接過程中避免用力拉扯引線,也不允許多次大角度彎折引線,否則有可能損傷引線。,