Ekran dotykowy: zasada pracy, technologia i historia wynalazku

Wiele osób, zwłaszcza w średnim wieku i młodych, aktywnie korzysta ze smartfonów, tabletów i innych gadżetów z inteligentnymi wyświetlaczami. Jednak niewielu z nich pomyślało o zasadzie ekranu dotykowego i jego wariantach. Spróbujmy dowiedzieć się więcej.

Historia wynalazku

Pierwszy na świecie prototyp dotykowego urządzenia użyto Harstom Sama, nauczyciel z USA. W 1970 roku opracował ideę odczytu danych z dużej liczby magnetofonów. Automatyzacja tego procesu stała się rodzajem trampoliny do tworzenia sensorycznych monitorów znanych jako Elotouch. Rozwój zespołu współpracowników Hursta został opublikowany w 1971 roku, w tym rezystywna technologia czteroprzewodowa z definicji punktów kontaktowych.


Pierwszy komputer to system PLATO IV. Pojawiła się również w Stanach Zjednoczonych w wyniku specjalnych badań związanych z komputeryzacją edukacji. Składał się z panelu blokowego (256 sztuk), obsługiwanego na zasadzie korzystania z strumieni podczerwieni siatki.

Opis

Ekran dotykowy to element elektroniczny, wizualizujący informacje cyfrowe, wykorzystujący względny wpływ na powierzchnię monitora. Różne typy tych konstrukcji odpowiadają kilku momentom lub jednemu konkretnemu czynnikowi (zmiana pojemności i oporu, różnica termiczna, specjalne wskazanie). Po operacji, ekrany dotykowe są podzielone w następujący sposób:
  • Wersje oporowe.
  • Matrycamodele
  • Różnice w zdolnościach produkcyjnych.
  • Modyfikacje powierzchniowo-akustyczne.
  • Czujniki optyczne i ich odmiany.
  • Rozważmy najpopularniejsze modele wyświetlaczy określonej kategorii, obszaru zastosowania, cech i zalet.


    Zasada rezystancyjnych ekranów dotykowych

    Jest to najprostszy typ monitora. Odpowiada ona na przekształceniu odporności najbliższej danego przedmiotu i powierzchni ekranu dotykowego. Najczęstszym elementarna technologia i jej konstrukcja składa się z dwóch głównych elementów:
  • panelu na linie poliestru lub podobnej grubości polimeru nie przekracza kilkadziesiąt cząsteczek. Przezroczysta część służy do przewodzenia obecnych cząstek.
  • Przepuszczająca światło membrana z cienkowarstwowego tworzywa sztucznego.
  • Obie warstwy są pokryte specjalną powłoką rezystancyjną. Pomiędzy nimi znajdują się mikroskopijne izolatory w kształcie kulki. Podczas procesu membrana wygina się, kolidując z podłożem, powodując zamknięcie obwodu. W pracy reagujących z przetwornikiem analogowo-cyfrowym, obliczanie wartości początkowej i ciągłej pomocy i współrzędne punktu styczności. Takie urządzenia szybko pokazały swoje negatywne strony, w wyniku czego inżynierowie ulepszyli projekt, dodając piąty przewód.

    Zastosowanie

    Ze względu na prostej zasadzie działania rezystancyjnego konfiguracji ekranu dotykowego, jest utrzymywana przez cały czas. Cechy konstrukcyjne:
  • niski koszt;
  • odporność na wpływ zewnętrznymedium, z wyjątkiem ujemnych temperatur;
  • to dobra reakcja na kolizje z każdym nieostrym obiektem.
  • Podobne wyświetlacze są montowane na terminalach w celu uzupełnienia i transferu pieniędzy, bankomatów i innych urządzeń, które są odizolowane od środowiska. Słabość monitora przed uszkodzeniem jest kompensowana przez obecność powłoki ochronnej.

    Zasada działania pojemnościowych ekranów dotykowych

    Tego rodzaju wyświetlacze działają w związku z możliwością obiektów o zwiększonej pojemności, które mogą przekształcać się w przewody zmiennego prądu elektrycznego. Urządzeniem jest szklana tafla z opcją natrysku. Elektrody umieszczone w narożnikach dają słabe napięcie do warstwy przewodzącej. Podczas kolizji występuje przeciek prądu, jeśli obiekt ma większą pojemność elektryczną niż ekran. W częściach narożnych prąd jest przechwytywany, a informacja ze wskaźników przechodzi do przetwarzania w kontrolerze, który oblicza obszar dotyku. Pierwszy model wykorzystał stały prąd. Uprościło to jednak projekt, jednak uległo awarii, jeśli użytkownik nie dotknął powierzchni ziemi. Niezawodność tych urządzeń przekracza analogi rezystywne około 60 razy (obliczone na 200 milionów ciśnień). Poziom przejrzystości - 09 minimalna temperatura pracy - do -15 ° C. Minusy:
  • brak reakcji na dłoń w rękawicy i większości ciał obcych;
  • powłoka z przewodnikiem znajduje się w górnej warstwie, co predysponuje uderzenie mechaniczne;
  • Można z nich korzystaćterminale umieszczone w zamkniętych pomieszczeniach.
  • Wersje z projekcją pojemnościową

    Zasada działania ekranu dotykowego smartfonów niektórych konfiguracji oparta jest na tym typie. Wewnętrzna siatka elektrody jest nakładana na wewnętrzną powierzchnię urządzenia, które po zderzeniu z ludzkim ciałem, tworzy naczynie skraplacza. Po dotknięciu ekranu palcem, czujnikami i informacją o procesie mikrokontrolera, obliczenia są wysyłane do głównego procesora.
    Cechy:
  • Te projekty mają wszystkie możliwości czujników pojemnościowych;
  • mogą być wyposażone w powłoki o grubości do 18 milimetrów, zapewniające dodatkową ochronę przed uderzeniem mechanicznym;
  • zanieczyszczenie trudnodostępnych części przewodzących usuwa się przy użyciu metody oprogramowania.
  • Określone konfiguracje są montowane do wielu urządzeń osobistych i terminali pracujących na ulicy pod pokrywą. Warto zauważyć, że Apple również preferuje monitory pojemnościowe projekcyjne.

    Modyfikacje matrycy

    Jest to uproszczona wersja technologii rezystancyjnej. Membrana jest wyposażona w pobliżu pionowych przewodów, a podszewka - w poziome analogie. Zasada działania ekranu dotykowego: podczas dotykania oblicza punkt, w którym nastąpił kontakt przewodów, odebrane dane są wysyłane do procesora. To z kolei określa sygnał sterujący, po którym urządzenie reaguje w określony sposób, na przykład wykonuje akcję, ustaloną przez konkretny przycisk. Cechy:
  • z powodu ograniczonej liczbyprzewodniki mają niski poziom dokładności;
  • cena jest najniższa spośród wszystkich czujników;
  • funkcja multitouch jest realizowana przez odpytywanie ekranu po punktach.
  • Model ten działa wyłącznie w przestarzałych urządzeniach i praktycznie nie wykorzystuje w czasach współczesnych przyczyn pojawiania się innowacyjnych rozwiązań.

    Powierzchniowe sygnały akustyczne

    Zasada działania ekranu dotykowego telefonów wczesnych modeli została wyposażona w podobną technologię. Wyświetlacz stanowi szklany panel z wbudowanymi odbiornikami (dwie sztuki) i transformatorami piezoelektrycznymi umieszczonymi na przeciwległych kątowych częściach. Z generatora sygnał elektryczny częstotliwości jest podawany do konwertera, gdzie wiele impulsów jest propagowanych przez reflektory. Fale są pochłaniane przez czujniki, wracają do PEP, gdzie ponownie zamieniają się w prąd elektryczny. Reszta informacji jest przesyłana do kontrolera, w którym jest analizowana. Po dotknięciu ekranu charakterystyka fali ulega zmianom wraz z pochłanianiem energii w określonym miejscu. Na podstawie tych danych, obliczenia punktu i siły dotyku. Monitory tej kategorii produkowane są z grubością warstwy 3 lub 6 milimetrów, co pozwala na wytrzymanie skutków nie silnego uderzenia ręką. Wady:
  • naruszenie pracy w warunkach wibracji i wstrząsów;
  • niestabilność w przypadku jakiegokolwiek zanieczyszczenia;
  • obecność zakłóceń sygnałów akustycznych o określonej konfiguracji;
  • niska precyzja sprawia, że ​​nie nadają się do rysowania.
  • Inne typy

    Urządzenie iZasada działania ekranu dotykowego, która jest najczęściej używana, została omówiona powyżej. Poniżej znajduje się lista nieopublikowanych konfiguracji:
  • Monitory optyczne obsługują funkcje wielodotykowe, w tym duże rozmiary obsługiwanych powierzchni.
  • Modele w podczerwieni - pary fotodiod reagują na dotyk poprzez mikrokontroler.
  • Opcje indukcyjne są wyposażone w specjalną cewkę i sieć wrażliwych przewodów, stosowanych na drogich tabletach.
  • Jak widać, istnieje kilka opcji dla ekranów dotykowych. Wybór zawsze pozostaje dla konsumenta.

    Powiązane publikacje