筆電磁特性研究

摘要：在各種輸入設備中，電磁手寫(xiě)有著(zhù)自身的不可替代的優(yōu)勢，專(zhuān)業(yè)繪畫(huà)，各種簽名等應用場(chǎng)景中更是獨占市場(chǎng)，由于成本較低，在教育，智能輸入等領(lǐng)域的普及，這些年來(lái)更得到了快速的發(fā)展，隨著(zhù)電磁手寫(xiě)的發(fā)展，要求也隨之提升，針對此問(wèn)題，本文用一個(gè)量化的電磁學(xué)理論，結合今些年電磁手寫(xiě)的實(shí)際應用分析，推導出量化的公式，為電磁手寫(xiě)領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)者提供了一個(gè)解決其性能的根本途徑。

關(guān)鍵詞：電磁筆; 電磁場(chǎng); 電磁手寫(xiě)線(xiàn)圈

近些年來(lái)，作為向計算機輸入數據和信息的設備——輸入設備有了很快的發(fā)展，他們是計算機與用戶(hù)或其他設備通信的橋梁。作為輸入設備是用戶(hù)和計算機系統之間進(jìn)行信息交換的主要裝置之一。鍵盤(pán)，鼠標，攝像頭，掃描儀，光筆，電磁手寫(xiě)輸入板，游戲桿，語(yǔ)音輸入裝置等都屬于輸入設備。輸入設備是人或外部與計算機進(jìn)行交互的一種裝置，用于把原始數據和處理這些數的程序輸入到計算機中?；诖艘?，討論了電磁手寫(xiě)設備中電磁感應理論在電磁筆中的應用。

1 電磁筆手寫(xiě)系統介紹

圖 1 筆線(xiàn)圈收到電磁手寫(xiě)板天線(xiàn)發(fā)射的信號后產(chǎn)生諧振反饋到手寫(xiě)板天線(xiàn)，MCU ADC 讀的數據，分析筆的位置。

2 電磁筆線(xiàn)圈自感的計算

電磁場(chǎng)在手寫(xiě)設備中將其模型化，其應用可簡(jiǎn)單劃分為兩個(gè)場(chǎng)景，即手寫(xiě)設備包括筆磁場(chǎng)（筆線(xiàn)圈磁場(chǎng)）和手寫(xiě)板磁場(chǎng)（手寫(xiě)板通電線(xiàn)圈的磁場(chǎng)），現在討論前者，這樣先簡(jiǎn)化其場(chǎng)景，假設筆線(xiàn)圈為長(cháng)度為l的螺旋管，如下圖，感應電流為 I，筆的橫截面為 S，線(xiàn)圈匝數為 N， 自感為 L ：

對于筆的情況：

①提高筆線(xiàn)圈單位長(cháng)度密度 n；

②提高磁導率 μ；

③加大線(xiàn)圈體積 V.

3 電磁筆線(xiàn)圈的磁感應強度計算

此試則分析了筆的磁場(chǎng)與筆各部分組成：電感量，筆傾角，線(xiàn)圈匝數，線(xiàn)圈半徑等之間的關(guān)系，為筆的設計提供了一個(gè)理論依據。

4 結語(yǔ)

電磁手寫(xiě)筆線(xiàn)圈感應到手寫(xiě)天線(xiàn)的磁感應強度與傾角有一定關(guān)系，可將式（1）的 N，L，μ0 等常數歸一化為一個(gè)常數，即可得到該坐標點(diǎn)的磁場(chǎng)強度和角度的關(guān)系，從而量化的分析手寫(xiě)板任意坐標點(diǎn)與磁場(chǎng)強度的關(guān)系，當設計者讓磁場(chǎng)強度為恒定值，從這個(gè)公式可以得到坐標和線(xiàn)圈電流的關(guān)系，線(xiàn)圈電流即可以轉換為手寫(xiě)板接收到的信號幅度，從而讓我們開(kāi)發(fā)者將電磁手寫(xiě)得到一個(gè)理論的量化分析。

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（注：本文轉自《電子產(chǎn)品世界》雜志2022年6月期）