A self-powered, high-precision and minimum-channel touch panel coupling triboelectrification and uniform resistance film

摩擦电效应 电容感应 接触带电 信号(编程语言) 材料科学 声学 发电机(电路理论) 计算机科学 电气工程 功率(物理) 工程类 物理 量子力学 复合材料 程序设计语言
作者
Zhihao Hu,Xindan Hui,Shengming Li,Lirong Tang,Jianfeng Sun,Hongjie Zeng,Jie Chen,Hengyu Guo
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier BV]
卷期号:114: 108676-108676 被引量:15
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2023.108676
摘要

Touch panels utilizing surface-capacitive mechanism are ubiquitous in our daily life. However, the need for an additional probe signal generator and receiver module to detect the resistance distribution and variation caused by finger touching adds complexity and energy consumption to the system. Herein, we propose a self-powered and high-precision tribo-touch-position sensor (TPS) that can operate without an external probe signal generator and receiver module. By detecting the contact electrification signal and extracting the signal ratio between the edges of a uniform resistance film, TPS exhibits precise touch position detection with minimal channels. The mechanism and feasibility of this sensor is systematically analyzed from theory and experiment. Moreover, the resistance range and parameters that affect the sensing performance are discussed in depth. Compared to traditional capacitive touch panels, TPS can function in high moisture conditions and is not limited to grounded objects. Finally, the designed TPS achieves spatial resolutions of 0.001 and 1 mm in touching space and size, and a prototype 2D touch panel is fabricated experimentally. The signals ratio of 2D touch panel changes more obviously in the middle than on the sides while the fingers touch various positions. This work provides an alternative platform for simple and diverse contact localization using triboelectric effect.
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