Mange, spesielt middelaldrende og unge mennesker, bruker smarttelefoner, nettbrett og andre smarte skjermer aktivt. Imidlertid tenkte få av dem på prinsippet for drift av berøringsskjermen og deres varianter. La oss prøve å forstå dette mer detaljert.
Oppfinnelseshistorie
For første gang i verden ble en prototype berøringsenhet brukt av Sam Hurst, en lærer fra USA. Han utviklet ideen i 1970 om å lese data fra et stort antall stripekartskrivere. Automatisering av denne prosessen har blitt et slags springbrett for å lage berøringsskjermer, kjent som Elotouch. Utviklingen av en gruppe Hurst-kolleger ble publisert i 1971, som inkluderte en resistiv firetrådsteknologi for å bestemme berøringspunkter.
PLATO IV-systemet anses å være den første datasensoren. Den ble også utgitt i USA, som et resultat av spesielle studier knyttet til databehandling av utdanning. Den besto av et blokkpanel (256 stk), fungerte ihtprinsippet om å bruke et rutenett med infrarøde strømmer.
Description
Berøringsskjermen er et elektronisk element som visualiserer digital informasjon ved å berøre overflaten på skjermen. Ulike typer av disse strukturene reagerer på flere momenter eller én spesifikk faktor (endring i kapasitans og motstand, termisk forskjell, spesiell peker).
I henhold til operasjonsprinsippet er berøringsskjermer delt inn som følger:
- Resistive versjoner.
- Matrix-modeller.
- Kapasitive alternativer.
- Overflateakustiske modifikasjoner.
- Optiske sensorer og deres varianter.
La oss vurdere vanlige skjermmodeller i denne kategorien, omfanget, funksjonene og fordelene.
Hvordan resistive berøringsskjermer fungerer
Dette er den enkleste typen skjerm. Den reagerer på transformasjonen av motstandskraften i området for berøring av et bestemt objekt og skjermens overflate. Den vanligste og mest elementære teknologien inkluderer to hovedelementer i utformingen:
- Panel-substrat av polyester eller lignende polymer, hvis tykkelse ikke overstiger noen få titalls molekyler. Den gjennomsiktige delen tjener til å lede strømpartikler.
- Lystransmitterende tynn plastmembran.
Begge lagene er belagt med et spesielt resistivt belegg. Mellom dem er det mikroskopiske kuleformede isolatorer.
Under drift bøyer membranen seg i kontakt medsubstrat, som et resultat av at kretsen er lukket. Kontrolleren med en analog-til-digital-omformer reagerer på operasjonen, og beregner verdien av start- og strømmotstanden, samt koordinatene til kontaktpunktet. Slike enheter viste raskt sine negative sider, som et resultat av at ingeniørene forbedret designet ved å legge til en femte ledning.
Bruk
På grunn av det enkle operasjonsprinsippet til berøringsskjermen med resistiv konfigurasjon, brukes den over alt. Designfunksjoner:
- lavpris;
- motstand mot miljøpåvirkninger, bortsett fra negative temperaturer;
- god reaksjon på kontakt med ikke-skarpe egnede gjenstander.
Slike skjermer er montert på påfyllings- og pengeoverføringsterminaler, minibanker og andre enheter som er isolert fra miljøet. Den svake beskyttelsen av skjermen mot skade kompenseres av tilstedeværelsen av et beskyttende filmbelegg.
Hvordan kapasitive berøringsskjermer fungerer
Denne typen skjermfunksjoner tar hensyn til evnen til gjenstander med økt kapasitet til å transformeres til ledere av elektrisk vekselstrøm. Enheten er et glasspanel med resistivt belegg. Elektroder plassert i hjørnene påfører en svak spenning til det ledende laget. Ved kontakt observeres strømlekkasje dersom objektet har større elektrisk kapasitans enn skjermen. Strømmen er fast i hjørnedelene, og informasjonen fraindikatorer går til kontrolleren for behandling, som beregner berøringsområdet.
De første modellene brukte likestrøm. Dette forenklet designet, men det mislyktes hvis brukeren ikke hadde kontakt med bakken. Når det gjelder pålitelighet, overgår disse enhetene resistive motparter med omtrent 60 ganger (designet for 200 millioner klikk). Gjennomsiktighetsnivå - 0, 9, minimum driftstemperatur - opptil -15 °C.
Ulemper:
- manglende reaksjon på hansker og de fleste fremmedlegemer;
- belegg med leder er plassert i topplaget, noe som forårsaker mottakelighet for mekanisk påkjenning;
- de er egnet for innendørsterminaler.
Kapasitive projeksjonsversjoner
Operasjonsprinsippet for berøringsskjermen på smarttelefoner med noen konfigurasjoner er basert på denne typen. Et elektrodegitter påføres på den indre overflaten av enheten, som, når den er i kontakt med menneskekroppen, danner en kondensatorkapasitans. Etter å ha berørt skjermen med en finger, behandler sensorene og mikrokontrolleren informasjonen, og beregningene sendes til hovedprosessoren.
Funksjoner:
- disse designene har alle egenskapene til kapasitive sensorer;
- de kan utstyres med et filmbelegg på opptil 18 millimeter tykt, som gir ekstra beskyttelse mot mekanisk påvirkning;
- forurensninger på vanskelig tilgjengelige ledende deler fjernes ved hjelp av programvaremetoden.
De angitte konfigurasjonene er montert på mange personlige enheter og terminaler som opererer utendørs under tak. Det er verdt å merke seg at Apple også favoriserer projiserte kapasitive skjermer.
Matrix modifications
Dette er forenklede versjoner av resistiv teknologi. Membranen er utstyrt med en rekke vertikale ledere, substratet - med horisontale analoger. Prinsippet for drift av berøringsskjermen: ved berøring beregnes punktet der kontakten til lederne skjedde, informasjonen som mottas sendes til prosessoren. Det bestemmer igjen kontrollsignalet, hvoretter enheten reagerer på en gitt måte, for eksempel utfører en handling som er tilordnet en spesifikk knapp.
Funksjoner:
- på grunn av det begrensede antallet ledere, er det lav nøyaktighet;
- prisen er den laveste blant alle sensorer;
- multi-touch-funksjonen implementeres ved å spørre skjermen punkt for punkt.
Den angitte modellen brukes utelukkende i utdaterte enheter, den brukes praktisk t alt ikke i moderne tid på grunn av fremveksten av innovative løsninger.
Akustiske overflatesignaler
Hvordan berøringsskjermen på tidlige telefoner var utstyrt med lignende teknologi. Displayet er et glasspanel der mottakere (to deler) er innebygd og piezoelektriske transformatorer er plassert i motsatte hjørner.
Fra generatoren tilføres et elektrisk frekvenssignal til omformerne, hvorfra en serie avpulser forplantes ved hjelp av reflektorer. Bølgene blir fanget opp av sensorer, returnert til PET, hvor de konverteres tilbake til elektrisk strøm. Videre går informasjonen til kontrolløren, der den analyseres.
Når du berører skjermen, endres egenskapene til bølgen med absorpsjon av en del av energien på et bestemt sted. Basert på denne informasjonen beregnes kontaktpunktet og kontaktkraften. Skjermer i denne kategorien er tilgjengelig med en filmtykkelse på 3 eller 6 millimeter, som lar deg tåle et lite slag fra hånden uten konsekvenser.
Flaws:
- brudd på arbeid under forhold med vibrasjoner og risting;
- ustabilitet mot enhver forurensning;
- interferens på grunn av akustiske signaler av en bestemt konfigurasjon;
- lav presisjon gjør dem ubrukelige for tegning.
Andre arter
Enheten og prinsippet for drift av berøringsskjermer, som brukes oftest, er omt alt ovenfor. Følgende er en liste over visninger av upopulære konfigurasjoner:
- Optiske skjermer – støtter multi-touch, inkludert store fotavtrykk.
- Infrarøde modeller - dekket med par fotodiode-LED, reagerer på berøring gjennom en mikrokontroller.
- Induksjons alternativer - utstyrt med en spesiell spole og et nettverk av følsomme ledere, brukt på dyre nettbrett.
Som du kan se, er det flere alternativer for berøringsskjermer. Valget er alltid opp til forbrukeren.
