“嗡嗡嗡...嗡嗡嗡...”,伴隨著清晨的第一縷陽光,嘈雜的手機振動聲將我從凡爾納島的PDC總部召回,社畜打工人的一天開始了。
撇過頭微瞇著床頭柜上“肆意喧囂”的手機,我不禁想將它大卸八塊:這玩意兒是怎么發(fā)聲的?
01 手機是如何振動的呢
在手機發(fā)展的早期,振動通常用于鬧鈴和來電提醒等。隨著觸屏智能機的逐漸發(fā)展,手機通過振動來達到觸覺反饋的功能,給人一種踏實的觸摸感。那這種振動到底是怎么來的?這其實都是手機內(nèi)嵌的微型馬達產(chǎn)生的。在功能機和智能機早期時代,轉(zhuǎn)子馬達不可一世,隨著應(yīng)用場景的不斷深化和用戶體驗的不斷升級,線性馬達橫空出世。接下來,我們一起聊聊馬達的發(fā)展歷程、設(shè)計結(jié)構(gòu)以及運作原理吧。
02 馬達的分類和原理轉(zhuǎn)子馬達柱形轉(zhuǎn)子馬達
柱形轉(zhuǎn)子馬達類似mini版四驅(qū)賽車的馬達,都是利用電磁感應(yīng)原理驅(qū)動轉(zhuǎn)子產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。前軸的不對稱質(zhì)量塊,在旋轉(zhuǎn)的過程中離心力不斷變化,帶動整個手機上下左右搖晃,振動聲就此產(chǎn)生了。
優(yōu)點:驅(qū)動方式簡單、成本低;
缺點:體積大,不利于手機輕薄化設(shè)計;啟停慢,無方向性,“嗡嗡”聲不夠干脆,振感差。
扁平轉(zhuǎn)子馬達
為了適應(yīng)手機輕薄化的發(fā)展,在柱形轉(zhuǎn)子馬達的基礎(chǔ)上,設(shè)計出了如下扁平式的轉(zhuǎn)子馬達,其核心原理仍是利用不對稱質(zhì)量塊的偏心力產(chǎn)生振動,其優(yōu)缺點也和柱形馬達基本一致。
線性馬達
線性馬達的運行原理和打樁機類似,它能將電能直接轉(zhuǎn)換為機械能,帶著內(nèi)部動子沿固定方向做往復(fù)運動。利用高壓驅(qū)動IC,可以進一步縮短線性馬達的啟停時間,并提高其振動強度,“噠噠”聲的質(zhì)感和細(xì)膩感是轉(zhuǎn)子馬達不能比擬的。
線性馬達可以單獨控制其振動力度或頻率,通過其內(nèi)置芯片可以預(yù)存很多振動波形,還能伴隨音樂振動。開發(fā)人員可以根據(jù)不同的使用場景、游戲場景(槍支型號)適配對應(yīng)的振動波形,給用戶帶來了豐富的觸覺反饋。
Z軸線性馬達
Z軸線性馬達的外形和扁平轉(zhuǎn)子馬達類似,其內(nèi)部定子沿著Z軸做往復(fù)運動,能在上下方向上帶來較強的振感。Z軸行程較短,振感相比X軸線性馬達偏弱,但比轉(zhuǎn)子馬達已強了太多了。
優(yōu)點:啟??臁⒎较蚋袕?,“嘚嘚”聲干脆立體;體積較小,成本適中
缺點:運動行程短,振感比X軸線性馬達偏弱
X軸線性馬達
X軸線性馬達外觀呈現(xiàn)出長方體的形狀,內(nèi)部動子沿著X方向往復(fù)運動,手機的X軸或Y軸向空間較大,因此X軸線性馬達相比Z軸擁有更長的行程,帶來的振感也更強。
因為X/Y軸的空間拓展性比較強,通常可以采用體積更大的X軸馬達來獲得更強更好的振感體驗。
優(yōu)點:啟??臁⒎较蚋袕?,“噠噠”聲更干脆;運動行程長,振感比Z軸線性馬達更強
缺點:體積偏大,成本較高
超寬頻線性馬達
常規(guī)的線性馬達都存在一個最強振動頻點F0,在這頻率之外,振感會急速下降。超寬頻線性馬達則能在較寬的頻率范圍內(nèi)均提供不弱的振動量,更加豐富了振感效果,。超寬頻線性馬達由于其較大的體積和昂貴的成本,目前常用在高端的游戲手柄當(dāng)中,還未能在智能手機中普及,僅在Redmi K50中嶄露頭角。
超寬頻線性馬達是未來觸覺反饋的發(fā)展方向,隨著技術(shù)的進步,或許有一天,我們也能通過手機來感受到徐徐清風(fēng)和淼淼水波了。優(yōu)點:超寬振動頻率,振感效果更豐富缺點:體積更大,成本更高
03 線性馬達的應(yīng)用
蘋果從iPhone6開始引進線性馬達,自2018后,國產(chǎn)主流旗艦機型陸續(xù)跟進。發(fā)展至今,線性馬達已然成為各大廠商的一大賣點,也是消費者們極致體驗不可缺少的一部分。我們一起看下線性馬達的幾大應(yīng)用場景吧。
模擬實體按鍵為了提高手機的密封性、整體美觀性、以及極致操作性,很多廠家都推出過取消實體按鍵的產(chǎn)品,比如華為的mate30 pro,配合著大曲面屏,確實美不勝收。對于游戲發(fā)燒友而言,肩鍵必不可少,拯救者Y90采用雙X軸線性馬達+壓感,模擬實體肩鍵,手感依舊非常優(yōu)秀。
游戲4D振感通過對游戲場景的識別,X軸線性馬達能夠針對不同槍聲、駕駛、碰撞、跳躍等多種場景,給予玩家不同的振感效果,通過這種直接的物理反饋,玩家能或者非常真實的觸感體驗。
提升交互體驗X軸線性馬達可以伴隨音樂節(jié)奏振動,豐富音樂頻響特性;它還能模擬機械鍵盤的敲擊感,讓用戶有更好的觸屏使用體驗;鬧鈴、拍照、通知欄...各種場景中能有它的身影。
總結(jié)
X軸線性馬達憑借著超強的振感、豐富的振動效果和干脆悅耳的“噠噠”聲,逐漸成為挑選手機不可忽視的重要部分,其未來的發(fā)展也非常值得期待。
你的手機使用的是什么馬達呢?歡迎評論區(qū)一起討論吧。
END
本期手機馬達就講解到這,歡迎評論區(qū)留言,喜歡的話就點個關(guān)注吧,定期分享電路原理、技術(shù)案例、工程管理等相關(guān)知識。持續(xù)關(guān)注不迷路哦。