Case History

Collaudo di Sensori Aptici Piezoelettrici per Dispositivi Indossabili

Collaudo automatizzato di sensori aptici piezoelettrici con SPOT: stimolazione controllata, acquisizione in tempo reale e clearing test per garantire precisione, eliminare falsi positivi e assicurare qualità e tracciabilità totale.
Collaudo sensori aptici

Nel contesto dell’evoluzione dei dispositivi indossabili, un’importante azienda del settore si è rivolta a Bytelabs per sviluppare una soluzione di collaudo automatizzata per sensori aptici piezoelettrici.

L’obiettivo era garantire che ogni sensore soddisfacesse rigorosi standard di qualità e affidabilità prima dell’integrazione nei prodotti finali, ottimizzando al contempo i tempi di collaudo attraverso un processo completamente automatizzato.

La soluzione include anche funzionalità avanzate per la gestione degli scarti, la rielaborazione dei dati raccolti e la possibilità di ricollaudo o sostituzione della posizione del sensore all’interno del blister, assicurando tracciabilità completa e riduzione degli scarti non recuperabili.

Cos’è un Sensore Aptico?

I sensori aptici sono dispositivi progettati per simulare il senso del tatto attraverso feedback meccanici, come vibrazioni o pressioni, offrendo un’interazione più immersiva tra l’utente e il dispositivo.

Questi sensori sono fondamentali in applicazioni dove il feedback tattile migliora l’usabilità e l’esperienza dell’utente, come nei dispositivi indossabili, nella realtà virtuale e nella robotica.

Il Ruolo dei Sensori Piezoelettrici

Nel dominio dei dispositivi indossabili, i sensori piezoelettrici sono particolarmente efficaci per fornire feedback aptico. Grazie alla loro capacità di convertire l’energia meccanica in segnali elettrici e viceversa, questi sensori possono rilevare e generare vibrazioni con alta precisione, rendendoli ideali per applicazioni che richiedono un’interazione tattile sensibile e reattiva.

Richiesta

Con l’espansione delle applicazioni aptiche nei dispositivi wearable, Y/K necessitava di un sistema avanzato per testare su larga scala attuatori piezoelettrici di piccole dimensioni, caratterizzati da elevate frequenze operative e vincoli di qualità molto stringenti.

Il processo manuale e sequenziale non era più sostenibile per volumi elevati e richiedeva:

• Riduzione dei tempi ciclo

• Standardizzazione dei test

• Tracciabilità automatica dei risultati per ogni singolo componente

 

 

 

Soluzione

Tipologie di Test Eseguiti

  • Misurazione LCR: Valutazione di induttanza, capacità e resistenza per determinare le caratteristiche elettriche dei sensori.

  • Test di Isolamento (IR): Verifica dell’isolamento elettrico per garantire la sicurezza e la conformità agli standard.

  • Scarica Controllata (Clearing): Applicazione di una rampa di tensione tramite scheda National Instruments per simulare condizioni operative e assicurare la robustezza del sensore.

Caratteristiche della Stazione di Collaudo

  • Automazione Completa: Sistema sviluppato utilizzando LabVIEW e hardware National Instruments utilizzando SPOT.

  • Multistazione: Configurazione per collaudo simultaneo di più sensori, aumentando la produttività.

  • Database Centralizzato: Archiviazione automatica dei dati di test per ogni sensore, facilitando la tracciabilità e l’analisi dei risultati.

  • Reportistica Dettagliata: Generazione automatica di report comprensivi di tutti i parametri testati, con possibilità di esportazione in vari formati.

 

Risultati

Il clearing test è un test di pre-condizionamento e stabilizzazione.

Serve a “resettare” l’attuatore piezoelettrico per eliminare cariche residue, assestare materiali ferroelettrici o polarizzazioni interne, e stabilizzare le prestazioni.

Nel contesto Y/K, consiste nell’applicazione controllata di un ciclo elettrico (rampa di tensione + mantenimento) per “preparare” l’attuatore alla successiva caratterizzazione, evitando risultati distorti da comportamenti transitori o iniziali.

Test IR (Insulation Resistance)

Misura la resistenza d’isolamento tra elettrodi e struttura dell’attuatore. È un test critico per dispositivi indossabili, che operano in ambienti umidi o con contatto diretto con il corpo umano.

Il test IR viene eseguito con strumentazione ad alta impedenza e monitorato in condizioni ambientali controllate.

Test LCR (Induttanza, Capacità, Resistenza)

Permette la caratterizzazione elettrica completa del componente:

Capacità:

Correlata alla deformazione piezoelettrica e alla polarizzazione interna.

Resistenza:

Indica possibili difetti o degrado dielettrico.

Induttanza:

Generalmente trascurabile per attuatori piezo, ma monitorata per verifica anomalie di connessione o corti.

LabVIEW di National Instruments e il nostro SPOT hanno garantito un sistema efficiente e flessibile. LabVIEW ha automatizzato le misure e integrato gli strumenti, mentre SPOT ha gestito la sequenza dei test e la tracciabilità dei risultati. L’astrazione dell’hardware ha permesso di adattare facilmente il sistema a diversi sensori, riducendo i tempi di collaudo e aumentando l’affidabilità. Il sistema ha anche ottimizzato la gestione degli scarti, consentendo la rielaborazione dei dati e il ricollaudo dei sensori non conformi.
Con SPOT, non abbiamo solo automatizzato il test. Abbiamo acquisito un sistema multistazione, riprogrammabile, conveniente e flessibile. Una soluzione che ci consente di implementare nuove procedure di test in modo agile, senza dover ripartire ogni volta da zero nella programmazione. È diventato uno strumento centrale nella nostra strategia di collaudo e caratterizzazione.
Bytelabs LabVIEW Consultant
PG - Lead Manager R&D
Collaudo automatizzato di sensori aptici piezoelettrici con SPOT: stimolazione controllata, acquisizione in tempo reale e clearing test per garantire precisione, eliminare falsi positivi e assicurare qualità e tracciabilità totale.
La case history descrive l'implementazione di un sistema di collaudo innovativo per riduttori di pressione in impianti metano/GPL. La soluzione, basata su schede NI USB6001 e software LabVIEW, garantisce il