A qualidade do som em celulares e notebooks, assim como a sensibilidade ao toque de dispositivos hápticos, está prestes a receber melhorias significativas. Os atuais componentes desses aparelhos têm limitações devido ao tamanho reduzido, tornando os alto-falantes e sensores de toque insatisfatórios em termos de conforto. Esses elementos, embora essenciais, impedem a redução ainda maior do tamanho dos dispositivos portáteis.
Um desafio adicional está relacionado à percepção enganosa pelo cérebro humano. Ao assistir a um cantor na tela, nosso cérebro reconhece que o som vem de um local diferente, muitas vezes de um pequeno orifício na lateral do celular.
Uma nova tecnologia promete superar essas limitações, transformando a própria tela em um transdutor capaz de funcionar como alto-falante ou sensor háptico, proporcionando feedback tátil. Embora os princípios dessa tecnologia sejam conhecidos há décadas, até agora não havia sido possível implementá-la efetivamente em dispositivos portáteis.
O dispositivo em questão é essencialmente um alto-falante plano, um transdutor que substitui os componentes tradicionais dos alto-falantes por uma membrana piezoelétrica. Esses transdutores são compostos por minúsculos cristais, como quartzo ou cerâmica, com dois eletrodos acoplados. Quando o mesmo sinal elétrico enviado a um alto-falante chega à membrana, a energia faz com que os cristais se deformem fisicamente, gerando ondas sonoras.
Devido à espessura reduzida da membrana, é possível integrá-la à própria tela de um celular, garantindo que o som seja reproduzido no mesmo ponto da imagem. Em notebooks, os atuadores piezoelétricos podem fazer com que a tela vibre por completo, transformando-a em um alto-falante substancialmente maior.
(Imagem: James Provost/IEEE Spectrum)
Alto-falantes Piezoelétricos
Os transdutores piezoelétricos já estão presentes no mercado, sendo utilizados, por exemplo, nos alarmes de detectores de fumaça. No entanto, reproduzir toda a variedade de frequências necessárias para uma reprodução musical de alta fidelidade é mais desafiador do que emitir um simples som de apito. Além disso, realizar essa tarefa de forma eficiente, sem drenar significativamente a energia da bateria, representa um desafio adicional.
Os engenheiros da empresa Synaptics afirmam ter superado esses desafios ao desenvolver um chip que incorpora um amplificador de alta tensão e baixo ruído, além de um processador de sinal digital que é integrado à placa principal do dispositivo. A alta tensão é essencial para ativar os píxeis de som piezoelétricos, enquanto o processador ajusta o som de acordo com as características do transdutor piezoelétrico plano.
Vineet Ganju, engenheiro da Synaptics, destacou: “Os benefícios imediatos de afastar-se dos tradicionais alto-falantes de bobina magnética são numerosos. O material do transdutor piezoelétrico requer apenas um milímetro de espessura no gabinete, em comparação com vários milímetros necessários para alto-falantes dinâmicos ou atuadores ressonantes lineares, possibilitando uma nova geração de dispositivos portáteis mais finos. No entanto, esses transdutores conseguem produzir a qualidade sonora e o volume dos melhores alto-falantes dinâmicos em miniatura.”
De acordo com IEEE.
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