Mulți oameni, în special cei de vârstă mijlocie și tineri, folosesc în mod activ smartphone-urile, tabletele și alte gadget-uri cu afișare inteligentă. Cu toate acestea, puțini dintre ei s-au gândit la principiul de funcționare a ecranului tactil și la soiurile lor. Să încercăm să înțelegem asta mai detaliat.
Poveste de invenție
Pentru prima dată în lume, un dispozitiv tactil prototip a fost folosit de Sam Hurst, un profesor din SUA. El a dezvoltat ideea în 1970 de a citi date dintr-un număr mare de înregistratoare cu diagrame. Automatizarea acestui proces a devenit un fel de trambulină pentru crearea de monitoare tactile, cunoscute sub numele de Elotouch. Dezvoltarea unui grup de colegi Hurst a fost publicată în 1971, care includea o tehnologie rezistivă cu patru fire pentru determinarea punctelor de atingere.
Sistemul PLATO IV este considerat primul senzor de calculator. A fost lansat și în SUA, ca urmare a unor studii speciale legate de informatizarea educației. Era format dintr-un panou bloc (256 piese), functionat conformprincipiul utilizării unei rețele de fluxuri infraroșii.
Descriere
Afișajul tactil este un element electronic care vizualizează informații digitale atingând suprafața monitorului. Diferite tipuri de aceste structuri reacționează la mai multe momente sau la un factor specific (modificarea capacității și rezistenței, diferența termică, indicator special).
Conform principiului de funcționare, ecranele tactile sunt împărțite după cum urmează:
- Versiuni rezistive.
- Modele Matrix.
- Opțiuni capacitive.
- Modificări acustice la suprafață.
- Senzori optici și varietățile acestora.
Să luăm în considerare modelele de afișare comune din această categorie, domeniul de aplicare, caracteristicile și beneficiile.
Cum funcționează ecranele tactile rezistive
Acesta este cel mai simplu tip de monitor. Reacționează la transformarea forței de rezistență în zona de atingere a unui anumit obiect și a suprafeței de afișare. Cea mai comună și elementară tehnologie include două elemente principale în designul său:
- Panou-substrat din poliester sau polimer similar, a cărui grosime nu depășește câteva zeci de molecule. Partea transparentă servește la conducerea particulelor curente.
- Membrană subțire de plastic care transmite lumina.
Ambele straturi sunt acoperite cu un strat rezistiv special. Între ele sunt izolatoare microscopice în formă de bilă.
În timpul funcționării, membrana se îndoaie în contact cusubstrat, în urma căruia circuitul este închis. Controlerul cu un convertor analog-digital reacționează la operație, calculând valoarea rezistenței inițiale și curente, precum și coordonatele punctului de contact. Astfel de dispozitive și-au arătat rapid părțile negative, drept urmare inginerii au îmbunătățit designul adăugând un al cincilea fir.
Utilizați
Datorita principiului simplu de functionare al ecranului tactil cu configuratie rezistiva, este folosit peste tot. Caracteristici de design:
- cost redus;
- rezistența la influențele mediului, cu excepția temperaturilor negative;
- reacție bună la contactul cu orice obiect adecvat neascuțit.
Astfel de afișaje sunt montate pe terminale de reaprovizionare și transfer de bani, bancomate și alte dispozitive care sunt izolate de mediu. Protecția slabă a monitorului împotriva deteriorării este compensată de prezența unei folii de protecție.
Cum funcționează ecranele tactile capacitive
Acest tip de afișaj funcționează ținând cont de capacitatea obiectelor cu capacitate crescută de a se transforma în conductori de curent electric alternativ. Dispozitivul este un panou de sticlă cu acoperire rezistivă. Electrozii plasați la colțuri aplică o tensiune slabă stratului conductor. În timpul contactului, se observă o scurgere de curent dacă obiectul are o capacitate electrică mai mare decât ecranul. Curentul este fixat în părțile de colț, iar informațiile dinindicatorii merg la controler pentru procesare, care calculează zona de atingere.
Primele modele foloseau curent continuu. Acest lucru a simplificat designul, dar nu a reușit dacă utilizatorul nu a avut contact cu solul. În ceea ce privește fiabilitatea, aceste dispozitive depășesc omologii rezistivi de aproximativ 60 de ori (proiectate pentru 200 de milioane de clicuri). Nivel de transparență - 0, 9, temperatură minimă de funcționare - până la -15 °C.
Contra:
- lipsă de reacție la mâna cu mănuși și la majoritatea obiectelor străine;
- acoperirea cu conductor este situată în stratul superior, ceea ce provoacă susceptibilitate la stres mecanic;
- sunt potrivite pentru terminale de interior.
Versiuni de proiecție capacitive
Principiul de funcționare al ecranului tactil al smartphone-urilor din unele configurații se bazează pe acest tip. Pe suprafața interioară a dispozitivului este aplicată o rețea de electrozi, care, atunci când este în contact cu corpul uman, formează o capacitate a condensatorului. După ce atingeți afișajul cu un deget, senzorii și microcontrolerul procesează informațiile, calculele sunt trimise procesorului principal.
Caracteristici:
- aceste modele au toate capacitățile senzorilor capacitivi;
- pot fi echipate cu o peliculă de până la 18 milimetri grosime, care oferă protecție suplimentară împotriva impactului mecanic;
- contaminanți de pe părțile conductoare greu accesibile sunt îndepărtați folosind metoda software.
Configurațiile specificate sunt montate pe multe dispozitive personale și terminale care funcționează în aer liber sub acoperire. Merită remarcat faptul că Apple preferă și monitoarele capacitive proiectate.
Modificări ale matricei
Acestea sunt versiuni simplificate ale tehnologiei rezistive. Membrana este echipată cu un număr de conductori verticali, substratul - cu analogi orizontale. Principiul de funcționare al ecranului tactil: atunci când este atins, se calculează punctul în care a avut loc contactul conductorilor, informațiile primite sunt trimise procesorului. Acesta, la rândul său, determină semnalul de control, după care dispozitivul reacționează într-un anumit mod, de exemplu, efectuează o acțiune atribuită unui anumit buton.
Caracteristici:
- din cauza numărului limitat de conductori, există o rată de precizie scăzută;
- prețul este cel mai mic dintre toți senzorii;
- Funcțiamulti-touch este implementată prin sondarea punct cu punct a afișajului.
Modelul indicat este folosit exclusiv în dispozitivele învechite, practic nu este folosit în vremurile moderne din cauza apariției soluțiilor inovatoare.
Semnale acustice de suprafață
Cum ecranul tactil al telefoanelor de început a fost echipat cu tehnologie similară. Display-ul este un panou de sticlă în care sunt încorporate receptoare (două bucăți) și transformatoare piezoelectrice sunt plasate în colțuri opuse.
De la generator, un semnal electric de frecventa este furnizat convertoarelor, de unde o serie deimpulsurile sunt propagate prin intermediul unor reflectoare. Undele sunt captate de senzori, returnate la PET, unde sunt convertite înapoi în curent electric. În plus, informațiile ajung la controlor, în care sunt analizate.
Când atingeți ecranul, caracteristicile undei suferă modificări odată cu absorbția unei părți din energie într-un anumit loc. Pe baza acestor informații, se calculează punctul și forța de contact. Afișajele din această categorie sunt disponibile cu o grosime de peliculă de 3 sau 6 milimetri, ceea ce vă permite să rezistați la o ușoară lovitură din mână fără consecințe.
Defecte:
- încălcarea muncii în condiții de vibrații și tremurături;
- instabilitate la orice poluare;
- interferențe din cauza semnalelor acustice ale unei anumite configurații;
- precizia scăzută le face inutilizabile pentru desen.
Alte specii
Dispozitivul și principiul de funcționare al ecranelor tactile, care sunt folosite cel mai des, sunt discutate mai sus. Următoarea este o listă de afișaje cu configurații nepopulare:
- Monitoare optice - acceptă multi-touch, inclusiv amprente mari.
- Modele cu infraroșu - acoperite cu perechi de LED-uri cu fotodiode, reacționează la atingere printr-un microcontroler.
- Opțiuni de inducție - echipate cu o bobină specială și o rețea de conductori sensibili, folosite pe tablete scumpe.
După cum puteți vedea, există mai multe opțiuni pentru ecranele tactile. Alegerea este întotdeauna la latitudinea consumatorului.
