Dispozitiv cu ecran tactil capacitiv. Tipuri de ecrane tactile

Aplicație

Ecranele tactile sunt utilizate în terminale de plată, chioșcuri de informații, echipamente de automatizare comercială, computere de buzunar, telefoane mobile, console de jocuri și panouri de operare în industrie.

Avantajele și dezavantajele dispozitivelor portabile

Avantaje

• Simplitatea interfeței.
• Dispozitivul poate combina dimensiuni mici și un ecran mare.
• Apelare rapidă într-un mediu relaxat.
• Capacitățile multimedia ale dispozitivului sunt serios extinse.

Defecte

Avantajele și dezavantajele dispozitivelor staționare

Avantaje

În automatele de informare și automate, panourile operatorului și alte dispozitive care nu au intrare activă, ecranele tactile s-au dovedit a fi o modalitate foarte convenabilă pentru oameni de a interacționa cu mașinile. Avantaje:

• Fiabilitate crescută.
• Rezistență la influențe externe dure (inclusiv vandalism), rezistență la praf și umiditate.

Defecte

Aceste dezavantaje împiedică utilizarea numai ecran tactil în dispozitivele cu care o persoană lucrează ore întregi. Cu toate acestea, într-un dispozitiv bine proiectat, ecranul tactil poate să nu fie singurul dispozitiv de introducere - de exemplu, la locul de muncă al casieriei, ecranul tactil poate fi folosit pentru a selecta rapid un articol, iar tastatura poate fi folosită pentru a introduce numere.

Cum funcționează ecranele tactile

Există multe tipuri diferite de ecrane tactile care funcționează pe principii fizice diferite.

Ecrane tactile rezistive

Ecran cu patru fire

Principiul de funcționare al ecranului tactil rezistiv cu 4 fire

Ecranul tactil rezistiv constă dintr-un panou de sticlă și o membrană flexibilă din plastic. Un strat rezistiv este aplicat atât pe panou, cât și pe membrană. Spațiul dintre sticlă și membrană este umplut cu microizolatori, care sunt distribuite uniform pe zona activă a ecranului și izolează în mod fiabil suprafețele conductoare. Când ecranul este apăsat, panoul și membrana sunt închise, iar controlerul, folosind un convertor analog-digital, înregistrează modificarea rezistenței și o convertește în coordonate tactile (X și Y). În termeni generali, algoritmul de citire este următorul:

1. La electrodul superior se aplică o tensiune de +5V, iar cel inferior este împământat. Stânga și dreapta sunt scurtcircuitate, iar tensiunea de pe ele este verificată. Această tensiune corespunde coordonatei Y a ecranului.
2. În mod similar, +5V și masă sunt furnizate electrozilor din stânga și din dreapta, iar coordonatele X sunt citite de sus și de jos.

Există, de asemenea, ecrane tactile cu opt fire. Acestea îmbunătățesc acuratețea urmăririi, dar nu îmbunătățesc fiabilitatea.

Ecran cu cinci fire

Ecranul cu cinci fire este mai fiabil datorită faptului că învelișul rezistiv de pe membrană este înlocuit cu unul conductor (ecranul cu 5 fire continuă să funcționeze chiar și cu o membrană tăiată). Geamul din spate are un strat rezistiv cu patru electrozi la colțuri.

Inițial, toți cei patru electrozi sunt legați la pământ, iar membrana este „trasă în sus” de un rezistor la +5V. Nivelul de tensiune pe membrană este monitorizat constant de un convertor analog-digital. Când nimic nu atinge ecranul tactil, tensiunea este de 5V.

De îndată ce ecranul este apăsat, microprocesorul detectează modificarea tensiunii membranei și începe să calculeze coordonatele atingerii după cum urmează:

1. La cei doi electrozi din dreapta se aplica o tensiune de +5V, cei din stanga sunt impamantati. Tensiunea de pe ecran corespunde coordonatei X.
2. Coordonata Y este citită prin conectarea ambilor electrozi superiori la +5V și la împământare ambii electrozi inferiori.

Particularități

Ecranele tactile rezistive sunt ieftine și rezistente la contaminare. Ecranele rezistive răspund la atingere cu orice obiect neted și dur: o mână (golă sau înmănușată), un stylus, un card de credit, un pick. Sunt utilizate oriunde sunt posibile vandalism și temperaturi scăzute: pentru automatizarea proceselor industriale, în medicină, în sectorul serviciilor (terminale POS), în electronica personală (PDA). Cele mai bune mostre oferă o precizie de 4096x4096 pixeli.

Dezavantajele ecranelor rezistive sunt transmisia scăzută a luminii (nu mai mult de 85% pentru modelele cu 5 fire și chiar mai mică pentru modelele cu 4 fire), durabilitatea scăzută (nu mai mult de 35 de milioane de clicuri pe punct) și rezistența insuficientă la vandalism (filmul). este ușor de tăiat).

Ecrane tactile Matrix

Principiul de proiectare și funcționare

Designul este similar cu cel rezistiv, dar simplificat la limită. Pe sticlă se aplică conductori orizontali, iar pe membrană se aplică conductori verticali.

Când atingeți ecranul, conductorii ating. Controlerul determină ce conductori sunt scurtcircuitati și transmite coordonatele corespunzătoare către microprocesor.

Particularități

Au o precizie foarte scăzută. Elementele de interfață trebuie să fie poziționate special ținând cont de celulele ecranului matricei. Singurul avantaj este simplitatea, ieftinitatea și nepretenția. De obicei, ecranele matrice sunt interogate rând cu rând (similar cu o matrice de butoane); aceasta vă permite să configurați multi-touch. Ele sunt treptat înlocuite cu altele rezistive.

Ecrane tactile capacitive

Principiul de proiectare și funcționare

Un ecran capacitiv (sau capacitiv de suprafață) profită de faptul că un obiect de mare capacitate conduce curent alternativ.

Un ecran tactil capacitiv este un panou de sticlă acoperit cu un material rezistiv transparent (de obicei un aliaj de oxid de indiu și oxid de staniu). Electrozii amplasați la colțurile ecranului aplică o mică tensiune alternativă (aceeași pentru toate colțurile) stratului conductor. Când atingeți ecranul cu degetul sau cu alt obiect conducător, curentul se scurge. Mai mult, cu cât degetul este mai aproape de electrod, cu atât rezistența ecranului este mai mică, ceea ce înseamnă că curentul este mai mare. Curentul din toate cele patru colțuri este înregistrat de senzori și transmis controlerului, care calculează coordonatele punctului de atingere.

În modelele anterioare de ecrane capacitive, a fost folosit curent continuu - acest lucru a simplificat designul, dar dacă utilizatorul a avut un contact slab cu pământul, a dus la defecțiuni.

Ecranele tactile capacitive sunt de încredere, aproximativ 200 de milioane de clicuri (aproximativ 6 ani și jumătate de clicuri cu un interval de o secundă), nu curg lichide și tolerează foarte bine contaminanții neconductivi. Transparență la 90%. Cu toate acestea, învelișul conductiv situat direct pe suprafața exterioară este încă vulnerabil. Prin urmare, ecranele capacitive sunt utilizate pe scară largă în mașinile instalate doar într-o încăpere protejată împotriva intemperiilor. Ei nu răspund la o mână înmănușată.

Este demn de remarcat faptul că, din cauza diferențelor de terminologie, ecranele capacitive de suprafață și proiectate sunt adesea confundate. Conform clasificării utilizate în acest articol, ecranul, de exemplu, al unui iPhone este capacitiv proiectiv, nu capacitiv.

Ecrane tactile capacitive proiectate

Principiul de proiectare și funcționare

Pe interiorul ecranului este aplicată o grilă de electrozi. Electrodul împreună cu corpul uman formează un condensator; electronica măsoară capacitatea acestui condensator (furnizează un impuls de curent și măsoară tensiunea).

Particularități

Transparența unor astfel de ecrane este de până la 90%, intervalul de temperatură este extrem de larg. Foarte durabil (blocul este electronica complexă care procesează clicurile). PESE poate folosi sticla de pana la 18 mm grosime, ceea ce duce la o rezistenta extrema la vandal. Ei nu reacţionează la contaminanţii neconductivi; cei conductivi sunt uşor suprimaţi folosind metode software. Prin urmare, ecranele tactile capacitive proiectate sunt utilizate pe scară largă în electronicele personale și în automatele, inclusiv în cele instalate pe stradă.

Este de remarcat faptul că, din cauza diferențelor de terminologie, ecranele capacitive de suprafață și proiectate sunt adesea confundate. Conform clasificării utilizate în acest articol, ecranul iPhone (fondatorul „boom-ului tehnologic”, aproximativ 2007) este proiectat capacitiv.

Ecrane tactile bazate pe unde acustice de suprafață

Principiul de proiectare și funcționare

Ecranul este un panou de sticlă cu traductoare piezoelectrice (PET) situate în colțuri. La marginile panoului se afla senzori reflectorizanti si de receptie. Principiul de funcționare al unui astfel de ecran este următorul. Un controler special generează un semnal electric de înaltă frecvență și îl trimite sondei. Sonda convertește acest semnal într-un surfactant, iar senzorii reflectorizați îl reflectă în consecință. Aceste unde reflectate sunt recepționate de senzorii corespunzători și trimise sondei. Sondele, la rândul lor, primesc undele reflectate și le transformă într-un semnal electric, care este apoi analizat de controler. Când atingeți ecranul cu degetul, o parte din energia undelor acustice este absorbită. Receptoarele înregistrează această modificare, iar microcontrolerul calculează poziția punctului de atingere. Reacționează la atingere cu un obiect capabil să absoarbă valul (deget, mână înmănușată, cauciuc poros).

Particularități

Principal demnitate ecranul undelor acustice de suprafață (SAW) este capacitatea de a urmări nu numai coordonatele unui punct, ci și forța de apăsare (aici, mai degrabă, capacitatea de a determina cu precizie raza sau zona de apăsare), datorită faptul că gradul de absorbție al undelor acustice depinde de presiunea din punctul de contact ( ecranul nu se îndoaie sub presiunea degetelor și nu este deformat, astfel încât forța de apăsare nu implică modificări calitative în prelucrarea datelor de către controler asupra coordonatelor a impactului, care înregistrează doar zona care se suprapune pe traseul impulsurilor acustice). Acest dispozitiv are o transparență foarte mare deoarece lumina de la dispozitivul de imagistică trece prin sticlă care nu conține acoperiri rezistive sau conductoare. În unele cazuri, sticla nu este folosită deloc pentru a combate strălucirea, iar emițătoarele, receptoarele și reflectoarele sunt atașate direct pe ecranul dispozitivului de afișare. În ciuda complexității designului, aceste ecrane sunt destul de durabile. Potrivit, de exemplu, compania americană Tyco Electronics și compania taiwaneză GeneralTouch, acestea pot rezista până la 50 de milioane de atingeri la un moment dat, ceea ce depășește durata de viață a unui ecran rezistiv cu 5 fire. Ecranele pe bază de surfactanți sunt utilizate în principal în aparatele de joc, sistemele de informații securizate și instituțiile de învățământ. De regulă, ecranele de surfactant sunt împărțite în unele obișnuite - 3 mm grosime și cele rezistente la vandal - 6 mm. Acesta din urmă poate rezista la o lovitură din pumnul unui om obișnuit sau la o picătură de minge de metal cu o greutate de 0,5 kg de la o înălțime de 1,3 metri (conform Elo Touch Systems). Piața oferă opțiuni de conectare la un computer atât prin interfața RS232, cât și prin interfața USB. În momentul de față, controlerele pentru ecranele tactile cu surfactant care acceptă ambele tipuri de conexiune - combo (date de la Elo Touch Systems) sunt mai populare.

Principal dezavantaj Ecranele pe bază de surfactanți pot funcționa defectuos în prezența vibrațiilor sau atunci când sunt expuse la zgomot acustic, precum și atunci când ecranul este murdar. Orice obiect străin plasat pe ecran (de exemplu, gumă de mestecat) blochează complet funcționarea acestuia. În plus, această tehnologie necesită atingerea unui obiect care absoarbe în mod necesar undele acustice - adică, de exemplu, un card bancar din plastic nu este aplicabil în acest caz.

Precizia acestor ecrane este mai mare decât a celor matriciale, dar mai mică decât a celor capacitive tradiționale. De regulă, ele nu sunt folosite pentru desenarea și introducerea textului.

Ecrane tactile cu infraroșu

Principiul de funcționare al panoului tactil cu infraroșu este simplu - grila formată din raze infraroșii orizontale și verticale este întreruptă atunci când orice obiect atinge monitorul. Controlerul determină locația în care fasciculul a fost întrerupt.

Particularități

Ecranele tactile cu infraroșu sunt sensibile la contaminare și, prin urmare, sunt utilizate acolo unde calitatea imaginii este importantă, de exemplu, în cărțile electronice. Datorită simplității și mentenanței sale, schema este populară în rândul armatei. Tastaturile interfon sunt adesea realizate pe acest principiu. Acest tip de ecran este folosit la telefoanele mobile Neonode.

Ecrane tactile optice

Panoul de sticlă este echipat cu iluminare cu infraroșu. La limita sticlă-aer, se obține reflexia internă totală la limita sticlă-obiect străin, lumina este împrăștiată. Tot ce rămâne este să captezi modelul de împrăștiere pentru aceasta există două tehnologii:

Particularități

Vă permit să distingeți presele de mână de presele cu orice obiect, există un multi-touch. Sunt posibile suprafețe mari de atingere, inclusiv o tablă.

Ecrane tactile cu tensiometru

Reacționează la deformarea ecranului. Precizia ecranelor de extensometru este scăzută, dar sunt foarte rezistente la vandalism. Aplicația este similară cu cele proiectate capacitive: bancomate, automate de bilete și alte dispozitive situate pe stradă.

Ecrane tactile DST

Articolul principal: Tehnologia semnalului dispersiv

Ecranul tactil DST (Dispersiv́e Signal Technology) răspunde la deformarea sticlei. Este posibil să apăsați ecranul cu mâna sau orice obiect. O caracteristică distinctivă este viteza mare de reacție și capacitatea de a lucra în condiții de ecrane foarte murdare.

Ecrane tactile cu inducție

Un ecran tactil inductiv este o tabletă grafică cu un ecran încorporat. Astfel de ecrane răspund doar la un stilou special.

Sunt folosite atunci când se cere un răspuns specific la apăsarea cu un stilou (și nu cu o mână): tablete de artă de ultimă generație, unele modele de tablete PC.

Tabel pivot

1 Sprijinit cu limitări.
2 Dacă aveți nevoie doar de un panou de sticlă, fără pelicule conductoare transparente - condiționat 95%. Dacă nici măcar nu aveți nevoie (puteți folosi acoperirea standard a ecranului) - condiționat 100%
3 Înalt - până la un pixel (urmărește cu precizie un stilou ascuțit). Mediu - până la câțiva pixeli (suficient pentru clicuri cu degetul). Scăzut - blocuri de ecran mari (desenul este imposibil, sunt necesare elemente de interfață foarte mari).
4 Limitat de fiabilitatea electronică
5 Limitat de contaminarea senzorului
6 Ogran - echipamente cu acces restricționat (electronice personale, echipamente industriale). Spatiu - acces general in arie protejata. Strada - acces general la strada.
7 Emulare software, procesează maximum 2 clicuri.

Vezi de asemenea

• Touchphone

În filmul „Die Hard”, personajul lui Bruce Willis examinează cu mare interes o inovație tehnică din acea vreme - un panou tactil pentru vizitatori în Nakatomi Plaza.

Legături

• Înlocuirea ecranului tactil Instrucțiuni pentru înlocuirea ecranelor tactile

Note

1. Ecran tactil - Istoricul interfeței computerului cu ecran tactil
2. Istoricul companiei de la Elographics la Elo TouchSystems, 1971 - prezent - Elo TouchSystems - Tyco Electronics
3. Istoria HP: anii 1980 (engleză)
4. În ecranele rezistive există un feedback la apăsare - acest lucru face ca lucrul cu mâinile să fie mai confortabil. În plus, la unele telefoane, o apăsare reușită este confirmată de vibrații. Dar un astfel de feedback, desigur, nu este suficient pentru a distinge un element de interfață de altul prin atingere.
5. Mukhin I.A.

O postare grozavă de la omgadget.ru despre cum funcționează ecranele tactile. Îmi doream de mult să știu de ce iPhone-urile pot fi controlate cu un deget, dar nu cu un creion, de exemplu.

Ecranele tactile de astăzi sunt împărțite în mai multe tipuri în funcție de principiul fizic de funcționare: rezistive (cu patru, cinci sau opt fire), capacitive, proiectate-capacitive, matrice, ecrane bazate pe unde acustice de suprafață, optice, extensometru și ecrane. pe baza razelor infrarosii.

Există și mai multe nume de tehnologie patentată - câteva zeci. Ecranele rezistive și capacitive sunt cele mai răspândite, în timp ce restul sunt fie iremediabil depășite, fie foarte specializate.

Ecran rezistiv

Ecranul cu cinci fire este mai fiabil datorită faptului că învelișul rezistiv de pe membrană este înlocuit cu unul conductor, care va continua să funcționeze chiar și cu o membrană deteriorată. Geamul din spate este acoperit cu patru electrozi la colțuri, care sunt alimentați în mod constant. Dar al cincilea electrod este ieșirea stratului conductor frontal. De îndată ce atingeți ecranul, straturile de sus și de jos se vor închide împreună, iar controlerul va înregistra mai întâi schimbarea tensiunii pe stratul frontal, adică chiar faptul că atingeți. Apoi, mai întâi pe stratul din spate, doi electrozi sunt împămânțiți pe orizontală, iar apoi alți doi, dar vertical.

LG Optimus GT 540

Ecrane tactile capacitive

Acest ecran constă dintr-un panou de sticlă acoperit cu un material rezistiv transparent pentru a asigura contactul electric cu corpul. Electrozii amplasați la colțurile ecranului aplică o mică tensiune alternativă stratului conductor. Când atingeți ecranul cu degetul sau cu alt obiect conducător, curentul de curent alternativ se scurge prin condensatorul menționat. Cu cât degetul este mai aproape de electrod, cu atât rezistența ecranului este mai mică, ceea ce înseamnă că curentul este mai mare. Toate acestea sunt înregistrate de senzori care transmit informații pentru procesare ulterioară către procesor.

Ecranele tactile capacitive sunt durabile și pot rezista până la 200 de milioane de clicuri. Precizia lor este puțin mai bună decât cele rezistive, iar transparența depășește 90%. Cu toate acestea, astfel de afișaje se tem de lichide și contaminanți neconductivi.

iPhone 3G

Ecrane tactile Matrix

Procesorul urmărește ce conductori sunt scurtcircuitati și apoi calculează cu ușurință coordonatele presei. Asta e tot. Astfel de ecrane au o precizie foarte scăzută în comparație cu alte tipuri de ecrane tactile, așa că nu au fost folosite de mult timp. O matrice poate fi, de asemenea, pur și simplu un panou de butoane situate pe crucea conductorilor.

Ecrane tactile capacitive proiectate

Pe interiorul unui astfel de ecran există o rețea de electrozi, la contactul cu care se formează un condensator. În punctul în care se formează condensatorul, capacitatea sa electrică se modifică, iar controlerul determină punctul de intersecție al electrozilor. Apoi totul este ca de obicei - controler, calcule, coordonate.

Dacă atingeți ecranul în locuri diferite, se formează mai mulți condensatori, ceea ce face posibilă implementarea tehnologiei multi-touch.

iPad 2

Ecran cu grilă de raze infraroșii

Astfel de afișaje transmit perfect lumina și sunt extrem de durabile, deoarece se descurcă deloc fără un strat sensibil. Cu toate acestea, ele nu au cea mai mare precizie și sunt susceptibile la contaminare. În prezent, cadrele uriașe cu o diagonală de până la 150 de inchi sunt produse pentru a fi utilizate în combinație cu un proiector sau un monitor obișnuit.

Sony Reader PRS-650

Ecrane tactile bazate pe unde acustice de suprafață (SAW)

Principalul avantaj al unui ecran surfactant este capacitatea de a urmări nu numai coordonatele unui punct, ci și forța de presare, datorită faptului că gradul de absorbție a undelor acustice depinde de presiunea din punctul de contact. Acest dispozitiv are o transparență foarte mare, deoarece imaginea este afișată de pe ecran fără obstacole sub formă de straturi conductoare, așa cum se întâmplă în ecranele rezistive. Astfel de ecrane sunt greu de implementat, dar destul de durabile. Ele pot rezista până la 50 de milioane de atingeri și sunt adesea folosite în aparate de slot, sisteme de referință sigure și instituții de învățământ. Principalul dezavantaj al unui ecran cu surfactant este defecțiunile în prezența vibrațiilor și a zgomotului, precum și atunci când ecranul este murdar.

Dacă mergeți la un magazin modern de telefoane mobile și vă familiarizați cu produsele oferite, specificațiile pentru majoritatea dispozitivelor afișate vor indica: „Tip de ecran - capacitiv”. Cei care schimbă adesea dispozitivele de comunicații mobile sunt familiarizați cu acest termen, dar ce să facă dacă o persoană nu s-a străduit să cumpere cele mai noi, preferând soluții dovedite?

El poate fi doar în pierdere: „Ecran capacitiv - ce este?”

Tehnologia de introducere a datelor

Principiul tastării la atingere este acum folosit peste tot. De exemplu, bancomatele sau aparatele pentru efectuarea diferitelor tipuri de plăți, pe panourile cărora există un minim de butoane, iar numerele necesare sunt introduse făcând clic pe imaginea corespunzătoare, pot fi găsite în aproape fiecare magazin mare. au fost propuse pentru prima dată în anii șaptezeci, dar nu s-au răspândit din cauza acurateței insuficiente a recunoașterii zonei de presiune și a complexității implementării. Dar munca pentru îmbunătățirea acestei soluții a continuat.

Senzori din telefoane

Când au apărut modele de dispozitive de comunicații mobile cu ecrane mari, imediat a apărut problema ergonomiei. Desigur, a fost posibil să se reducă blocul deja mic de butoane, dar acest lucru ar avea un impact foarte negativ asupra ușurinței în utilizare. S-au folosit soluții de compromis - așa-numitele „glisoare”, dar acest lucru a făcut dispozitivul prea gros și l-a făcut mai puțin fiabil din cauza necesității de a utiliza o conexiune mobilă mecanică. Producătorii au început să caute o soluție. Și a fost găsit. S-au dovedit a fi îmbunătățite semnificativ până la acel moment și potrivite ideal pentru telefoane.

Rezistenta la presiune

Primele modele de astfel de ecrane au fost realizate după principiul rezistiv. Datorită unui număr de caracteristici, astfel de senzori sunt încă utilizați astăzi. este format din două plăci complet transparente: cea exterioară, care primește presiune, este flexibilizată, iar cea interioară, dimpotrivă, este rigidă. Spațiul dintre ele este umplut cu un material dielectric transparent. Un strat conductiv electric este pulverizat pe ambele plăci de pe părțile interioare. Este conectat în mod special prin conductori la un controler care furnizează constant tensiune joasă straturilor. Acest întreg „sandwich” este fixat pe afișajul principal. Când o persoană apasă pe o secțiune a ecranului, plăcile se ating într-un anumit punct, provocând curgerea unui curent. Prin determinarea valorilor rezistenței de-a lungul a două axe carteziene, puteți afla cu suficientă precizie exact unde a avut loc presarea. Aceste date sunt transferate în programul care rulează, care le prelucrează în continuare.

Senzorii rezistivi sunt ieftini de produs și funcționează bine la temperaturi scăzute.

Ecrane capacitive

Senzorii care funcționează pe principiul capacitiv sunt mult mai avansați. Touchpad-urile din laptopuri sunt un prim exemplu de astfel de soluții. Pe site-urile web străine, caracteristicile telefoanelor cu această tehnologie indică „Capacitate”. Spre deosebire de soluția rezistivă descrisă mai sus, presarea mecanică nu este deloc importantă aici. În acest caz, se folosește capacitatea de acumulare a corpului uman, acționând ca un condensator clasic. Ecranele capacitive sunt mai durabile și au o capacitate de răspuns excelentă. Există două metode de implementare: suprafață și proiecție. În primul caz, pe suprafața de sticlă sau plastic este aplicat un strat transparent de material conductiv. Este expus în mod constant la potențialul electric de la controler. Doar atingeți un punct de pe ecran cu degetul și bateria se scurge în corpul uman. Poate fi determinat cu ușurință și coordonatele transferate în programul de rulare. Ecranele capacitive proiectate funcționează diferit. În spatele sticlei exterioare a afișajului se află o grilă de elemente senzoriale transparente (pot fi văzute la un anumit unghi și iluminare). Dacă atingeți punctul, atunci, de fapt, se va forma un condensator, una dintre plăcile căruia este degetul utilizatorului. Capacitatea din circuit este determinată de controler și calculată. Această soluție vă permite să implementați tehnologia multi-touch.

Aproape întreaga lume a înaltei tehnologii a fost deja surprinsă de moda ecranelor tactile. În zilele noastre, aproape fiecare jucător sau telefon mobil are un ecran tactil, iar domeniul general de aplicare a unei astfel de tehnologii de afișare este mult mai semnificativ. Acum există pe piață diferite tipuri de ecrane tactile, a căror funcționare depinde de tehnologia pe care o folosesc.

Este un dispozitiv concentrat pe intrarea și ieșirea de informații printr-un afișaj sensibil la presiune. Ecranele dispozitivelor moderne nu numai că afișează imagini, ci oferă și oportunități de a interacționa cu acestea. Inițial, o astfel de conexiune a fost asigurată prin butoanele familiare tuturor, apoi a apărut un alt tip de manipulator, numit mouse, care a facilitat foarte mult procesul. Acest dispozitiv necesită o suprafață orizontală pentru a funcționa, ceea ce este complet incomod atunci când utilizați un telefon mobil. Aici este utilă adăugarea la ecranul obișnuit sub forma unui ecran tactil. Elementul tactil nu este în mod inerent un ecran, este un dispozitiv suplimentar care este plasat exterior pe partea superioară a afișajului, în timp ce protejează și este conceput pentru a introduce coordonatele prin atingerea acestuia cu un dispozitiv de intrare sau cu degetul. Există diferite tipuri de ecrane tactile. Merită să le priviți puțin mai detaliat.

Tipuri de ecrane tactile și utilizarea lor în dispozitive electronice

Inițial, tehnologia touchscreen a fost folosită pentru computerele de buzunar, dar în prezent a devenit mult mai utilizată, de la playere muzicale la camere. Deoarece un astfel de mecanism de control este foarte convenabil, este utilizat pentru ATM-uri moderne, terminale pentru tablete, diferite directoare electronice și alte dispozitive. Tehnologia touch screen este foarte convenabilă în cazurile în care aveți nevoie de acces instantaneu la dispozitivul controlat fără nicio pregătire și cu interactivitate maximă: comenzile se schimbă în funcție de ce funcție este activată.

Tipuri de ecrane tactile: capacitive, rezistive, capacitive proiectate și altele (mai puțin populare). Pe lângă aceste tipuri, există și afișaje cu infraroșu și matrice, dar precizia lor este atât de scăzută încât domeniul lor de aplicare este complet limitat.

Ecrane tactile rezistive

Aceste afișaje sunt cele mai simple dispozitive. Un astfel de panou include un substrat conductiv și o membrană din plastic, care au o anumită rezistență. La presarea membranei se face un scurtcircuit cu substratul, care obligă electronica conductoare să reacționeze la rezistența care a apărut între marginile acestor elemente, calculându-se apoi coordonatele punctului pe care a fost realizată presa. Astfel de ecrane au un design foarte simplu, sunt ieftine și au, de asemenea, o rezistență excelentă la murdărie. Principalul avantaj al acestui tip de senzor este că este sensibil la toate atingerile. Dezavantajul este sensibilitatea ridicată la deteriorarea mecanică, care necesită utilizarea unor panouri speciale. Astfel de panouri funcționează bine la temperaturi scăzute.

Tehnologia senzorilor capacitivi funcționează complet diferit. Se bazează pe principiul că un obiect de mare capacitate poate conduce curentul electric. Un strat conductiv electric este aplicat pe sticlă, iar tensiune alternativă este aplicată în toate cele patru colțuri. Când ecranul atinge un obiect împământat de putere mai mare, curentul se scurge. Electronica de control înregistrează aceste scurgeri, determinând coordonatele.

Acest articol a descris pe scurt și clar principalele tipuri de ecrane tactile care au câștigat cea mai mare popularitate.

Ecranele dispozitivelor moderne sunt capabile nu numai să afișeze informații și imagini utile, dar vă permit și să interacționați cu dispozitivul însuși folosind senzori. Inițial, ecranele tactile erau folosite doar în unele modele de computere de buzunar, dar astăzi ecranele tactile sunt utilizate pe scară largă în diverse dispozitive mobile, camere video și foto, playere, chioșcuri de informații și alte dispozitive. Este de remarcat faptul că astfel de dispozitive folosesc unul dintre tipurile de ecrane tactile. Astăzi, au fost dezvoltate și utilizate pe scară largă mai multe tipuri de panouri tactile, fiecare dintre ele având propriile avantaje și dezavantaje.
În prezent, există patru tipuri principale de ecrane tactile: ecrane tactile cu infraroșu, capacitive, rezistive și cu surfactant. Ecranele tactile capacitive și rezistive sunt cele mai utilizate pe dispozitivele mobile. Fără a intra în detalii, putem spune că principala lor diferență este că ecranele capacitive recunosc atingerea, în timp ce ecranele rezistive recunosc presiunea.

Ecrane tactile rezistive

Ecranele tactile rezistive sunt utilizate pe scară largă în dispozitivele mobile. Acest lucru se datorează costului scăzut de producție și simplității tehnologiei. Un ecran tactil rezistiv este un afișaj LCD pe care sunt instalate două plăci transparente deasupra, între care se află un strat dielectric. Placa de sus pe care o apasă utilizatorul este flexibilă, în timp ce placa de jos este atașată rigid de ecran. Conductorii sunt aplicați pe suprafețele plăcilor față în față.
Tensiunea este furnizată secvenţial de către microcontroler electrozilor plăcilor inferioare şi superioare. În momentul în care utilizatorul apasă ecranul, placa superioară se îndoaie și stratul ei conductor atinge pe cel inferior, iar rezistența întregului sistem se modifică. Microcontrolerul înregistrează această modificare și determină coordonatele punctului de presare.
Avantajele ecranelor rezistive includ costuri reduse de producție și sensibilitate bună. În plus, ecranul rezistiv poate fi apăsat fie cu un deget, fie cu orice alt obiect.
Dezavantajele includ transmisia slabă a luminii. Acest lucru este compensat de o iluminare de fundal mai puternică. Ecranele tactile rezistive nu acceptă clicuri multiple (multi-touch) și nu pot măsura presiunea. Dezavantajele includ și uzura mecanică destul de rapidă, cu toate acestea, în comparație cu perioada de funcționare a unui telefon mobil, acest dezavantaj se dovedește a nu fi atât de important, deoarece telefonul, în majoritatea cazurilor, eșuează mai devreme decât ecranul tactil.
Ecranele tactile rezistive sunt utilizate în PDA-uri, telefoane mobile, comunicatoare, smartphone-uri, terminale POS și echipamente medicale.

Ecrane tactile SAW (pe baza undelor acustice de suprafață)

Principiul de funcționare al ecranului de surfactant este următorul. Piezoelementele sunt situate în colțurile ecranului, transformând semnalele electrice furnizate în unde ultrasonice și direcționându-le de-a lungul suprafeței ecranului. Pe spatele ecranului sunt reflectoare care distribuie aceste unde pe tot ecranul. Pe părțile opuse ale ecranului față de reflectoare există senzori care focalizează undele ultrasonice și le transmit traductorului. La rândul lor, traductoarele transformă undele sonore în semnale electrice și le transmit microcontrolerului. Deci, pentru un microcontroler, ecranul este o matrice digitală, fiecare celulă a cărei celulă corespunde unui anumit punct de pe ecran.
În momentul în care utilizatorul atinge ecranul cu degetul, undele ultrasonice sunt absorbite în punctul de contact și, ca urmare, modelul general de distribuție a undelor se modifică. În punctul de contact, undele ultrasonice sunt absorbite, ca urmare, la ieșirea traductorului apare un semnal slab corespunzător unui zero logic. În acest fel, sunt calculate coordonatele punctului de atingere.
Avantajele ecranelor tactile SAW includ durabilitate (până la 60 de milioane de atingeri), transparență excelentă, deoarece ecranul nu are suprafețe conductoare. În plus, ecranele tactile cu surfactant pot determina nu numai coordonatele punctului de presare, ci și forța de presare.
Printre dezavantaje se numără acuratețea scăzută a determinării coordonatelor, în comparație cu cele capacitive. De asemenea, atunci când este expus la diverse vibrații și zgomot acustic, se observă defecțiuni în funcționarea ecranului. Orice murdărie de pe ecran poate bloca funcționarea acestuia.
Ecranele tactile cu surfactant sunt utilizate în aparatele de joc, instituții de învățământ și chioșcuri de informații.

Ecrane tactile cu infraroșu

Principiul de funcționare și designul ecranului tactil este similar cu ecranul cu surfactant. Pe două laturi adiacente ale ecranului există LED-uri care emit raze infraroșii. Pe părțile opuse există fototranzistori care primesc aceste raze. Aceste. întregul ecran este, parcă, acoperit cu o rețea de raze perpendiculare care se intersectează. În momentul în care utilizatorul atinge ecranul, razele se suprapun și nu ajung la fototranzistori. Microcontrolerul citește aceste informații și determină coordonatele punctului de atingere.
Ecranele tactile cu infraroșu sunt folosite în automate, chioșcuri de informații, echipamente medicale și alte dispozitive.
Printre avantajele ecranelor cu infraroșu se numără simplitatea dispozitivului, mentenabilitatea, durabilitatea și rezistența.

Ecrane tactile capacitive

Ecranele tactile capacitive sunt împărțite în două tipuri: capacitive proiectate și capacitive de suprafață. Ecranele capacitive de suprafață sunt formate din sticlă, pe suprafața căreia se aplică un strat conductor subțire transparent, protejat deasupra de o peliculă. De-a lungul marginilor plăcii de sticlă sunt imprimați electrozi, prin care o tensiune alternativă de joasă tensiune este furnizată învelișului conductor de către un microcontroler.
În momentul în care utilizatorul atinge ecranul, un impuls de curent este generat în punctul de contact. Mai mult, valoarea sa este proporțională cu distanțele de la punctul de contact până la colțurile ecranului. Microcontrolerul citește aceste informații și calculează coordonatele punctului de atingere.
Avantajele ecranelor tactile capacitive de suprafață includ transmisie excelentă a luminii, viață lungă la atingere și timp scurt de răspuns.
Dezavantajele includ cerința de temperatură externă, electrozii amplasați pe părțile laterale ale plăcii nu sunt în majoritatea cazurilor potriviti pentru dispozitive mobile. În plus, ecranele rezistente la suprafață nu suportă atingeri multiple și nu pot determina forța de presare. Puteți atinge astfel de ecrane doar cu un stilou special sau cu degetele.
Ecranele tactile capacitive de suprafață sunt folosite în chioșcurile de informații, unele bancomate și zonele securizate.

Designul ecranelor tactile capacitive proiectate include sticlă, pe care sunt aplicate linii de definire orizontale și verticale de material conductor, care sunt separate printr-un strat de dielectric.
Principiul de funcționare al unui ecran tactil capacitiv proiectat este următorul. Electrozilor aflați în stratul conductiv li se aplică o tensiune de către un microcontroler și se măsoară amplitudinea impulsurilor de curent. Când atingeți ecranul, capacitatea electrozilor la punctul de contact se modifică. În acest caz, microcontrolerul poate determina locația atingerii (intersecția electrozilor cu o capacitate mare).
Printre avantajele ecranelor tactile capacitive proiectate se numără viteza de răspuns rapidă la atingere, suportul multi-touch, capacitatea de a determina forța de apăsare și o determinare mai precisă a coordonatelor tactile în comparație cu ecranele rezistive. În plus, ecranele rezistente la proiecție au fiabilitate și durată de viață deosebite.
Domenii de aplicare pentru ecrane capacitive proiectate: bancomate, terminale de plată, touchpad-uri pentru laptop, comunicatoare, iPad, iPhone și alte dispozitive.