Caractérisation par l’étude de l’impédance électrique d’un transducteur électrodynamique mécaniquement chargé par différents matériaux

Archive ouverte : Communication dans un congrès

Consigny, Quentin | Paté, Arthur | Le Carrou, Jean-Loïc | Genevoix, Hugues

Edité par HAL CCSD

International audience. Afin de transmettre des informations à une personne de manière vibrotactile, l’usage de transducteurs électrodynamiques est souvent privilégié car il présente une grande dynamique et une large bande passante. Pour caractériser ces systèmes, la réponse en fréquence est classiquement donnée pour un dispositif non couplé (donc sans pression sur la partie mobile) au système excité (peau de l’utilisateur). Or, lors de cette association entre la peau et le transducteur, la contrainte mécanique exercée modifie le comportement du transducteur. Il est donc nécessaire de connaître la réponse en fréquence lorsque le dispositif est couplé. Différents tests ont montré que les méthodes utilisant un capteur de force ne nous permettent pas d’estimer correctement la pression du transducteur sur la peau (surface de contact trop faible, position fixe du bras difficile à tenir...). Les technologies alternatives (transducteur hydraulique, pneumatique, ressorts comprimés…) deviennent vite invasives ou moins résilientes. De plus, ce couplage, en déformant la peau et ses mécanorécepteurs, altère la perception des signaux vibrotactiles. L’intérêt de caractériser le transducteur chargé est donc double, il permet de mesurer la charge appliquée au transducteur (qui modifie le signal généré) mais aussi la charge appliquée sur la peau (qui modifie le signal perçu). Nous proposons une estimation de la pression exercée sur le transducteur à partir de la mesure de son impédance électrique. Pour cela, un banc d’essais a été spécifiquement développé et a pu être validé. Il permet d’établir des liens entre l’évolution de la courbe d’impédance du transducteur (décalage de la fréquence de résonance, évolution de l’amplitude de l’impédance...) et la charge mécanique appliquée. Une modélisation électromécanique du transducteur permet alors d’interpréter ces observations. L'exploitation de cette modélisation améliore la répétabilité des couplages vibreur-peau. Entre autres, la pression exercée sur la peau peut être ajustée en mesurant la fréquence de résonance du transducteur.

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