Un dispozitiv de intrare, care este un ecran care răspunde la atingerea acestuia. Există multe tipuri diferite de ecrane tactile care funcționează pe principii fizice diferite. Dar le vom lua în considerare doar pe cele care se găsesc în telefoanele mobile și alte echipamente portabile.
Cum funcționează ecranele tactile rezistive
Ecranele tactile rezistive sunt disponibile în două variante, cu patru fire și cu cinci fire. Luați în considerare principiul de funcționare al fiecăruia dintre tipuri separat.
Scut rezistiv cu 4 fire
Cum funcționează ecranul tactil rezistiv cu 4 fire
Ecranul tactil rezistiv constă dintr-un panou de sticlă și o membrană flexibilă din plastic. Atât panoul, cât și membrana au un strat rezistiv. 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 cu convertor analog-digitalînregistrează modificarea rezistenței și o convertește în coordonate tactile (X și Y). În termeni generali, algoritmul de citire este următorul:
- La electrodul superior se aplică o tensiune de + 5V, iar cel inferior este împământat. Stânga și dreapta sunt scurtcircuitate și se verifică tensiunea de pe ele. Această tensiune corespunde coordonatei Y a ecranului.
- În mod similar, + 5V și „împământarea” sunt furnizate electrozilor din stânga și din dreapta, coordonatele X sunt citite de sus și de jos.
Scut rezistiv cu cinci fire
Ecranul cu cinci fire este mai fiabil datorită faptului că învelișul rezistiv de pe membrană este înlocuit cu unul conducător (ecranul cu 5 fire continuă să funcționeze chiar și cu membrana tăiată). Geamul din spate are un strat rezistiv cu patru electrozi la colțuri.
Cum funcționează ecranul tactil rezistiv cu 5 fire
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 continuu 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:
- La cei doi electrozi din dreapta se aplică tensiune de +5V, cei din stânga sunt legați la pământ. Tensiunea de pe ecran corespunde coordonatei X.
- Coordonata Y este citită prin conectarea ambilor electrozi superiori la +5V și a ambilor electrozi inferiori la masă.
Cum funcționează ecranele tactile capacitive
Un ecran capacitiv (sau capacitiv de suprafață) profită de faptul că un obiect de mare capacitate conduce curent alternativ.
Principiul de funcționare al ecranului tactil capacitiv
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 un deget sau alt obiect conducător, are loc o scurgere de curent. În același timp, cu cât degetul este mai aproape de electrod, cu atât rezistența ecranului este mai mică, ceea ce înseamnă că puterea curentului este mai mare. Curentul din toate cele patru colțuri este înregistrat de senzori și transmis controlerului, care calculează coordonatele punctului de atingere.
Modelele anterioare de ecrane capacitive utilizau curent continuu - acest lucru a simplificat designul, dar cu un contact slab al utilizatorului cu solul, a dus la defecțiuni.
Ecranele tactile capacitive sunt fiabile, cu 200 de milioane de clicuri (aproximativ 6 ani și jumătate de clicuri la fiecare secundă), etanșe la lichide și tolerante la poluare neconductivă. Transparență la 90%. Cu toate acestea, învelișul conductor este încă vulnerabil. Prin urmare, ecranele capacitive sunt utilizate pe scară largă în automatele instalate într-o zonă protejată. Nu răspunde la mâna înmănușată.
Principiul de funcționare a ecranelor tactile capacitive proiectate
Pe interiorul ecranului este aplicată o grilă de electrozi. Electrodul, împreună cu corpul uman, formează un condensator; electronica măsoară capacitatea acestui condensator (aplică un impuls de curent și măsoară tensiunea).
Principiul de funcționare al ecranului tactil capacitiv proiectat
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). Sticla de până la 18 mm grosime poate fi utilizată pe POE, rezultând o rezistență extremă la vandalism. Ele nu reacționează la poluarea neconductivă, cele conductoare sunt ușor suprimate prin metode software. Prin urmare, ecranele tactile proiectiv-capacitive sunt folosite la automatele instalate pe stradă. Multe modele reacționează la o mână înmănușată. În modelele moderne, designerii au obținut o precizie foarte mare - cu toate acestea, modelele rezistente la vandal sunt mai puțin precise.
POE reacționează chiar și la apropierea mâinii - pragul este setat programatic. Distingeți apăsarea cu o mână de apăsarea cu un stilou conductor. Unele modele acceptă multi-touch. Prin urmare, această tehnologie este utilizată în touchpad-uri și ecrane multi-touch.
Este demn de remarcat faptul că, din cauza diferențelor de terminologie, ecranele de suprafață și ecranele capacitive de proiecție sunt adesea confundate. Conform clasificării utilizate în acest articol, ecranul iPhone-ului este proiectat-capacitiv.
Concluzie
Fiecare dintre tipurile de ecrane tactile are avantajele și dezavantajele sale, pentru claritate, luați în considerare tabelul.
| Rezistiv cu 4 fire | Rezistiv cu 5 fire | capacitiv | Proiectat-capacitiv | |
|---|---|---|---|---|
| Funcționalitate | ||||
| mână înmănușată | da | da | Nu | da |
| obiect conductiv solid | da | da | da | da |
| obiect solid neconductiv | da | da | Nu | Nu |
| Atingere multiplă | Nu | da | da | da |
| Măsurarea forței | Nu | Nu | Nu | da |
| Transparență maximă, % | 75 | 85 | 90 | 90 |
| Precizie | Înălţime | Înălţime | Înălţime | Înălţime |
| Fiabilitate | ||||
| Durată de viață, milioane de clicuri | 10 | 35 | 200 | ∞ |
| Protecție împotriva murdăriei și a lichidelor | da | da | da | da |
| Rezistența la vandalism | Nu | Nu | Nu | da |
Articolul a fost scris pe baza materialelor site-ului
Omenirii i-a plăcut întotdeauna să fie împărțită în grupuri: catolici și protestanți, vegetarieni și mâncători de carne, fani ai ecranelor tactile și cei care nu simt prea multă atracție față de ei. Din fericire, este puțin probabil ca pacienții tehnologiei să înceapă un război sau o cruciadă împotriva celor care nu împărtășesc punctul lor de vedere, în ciuda faptului că armata de adepți ai interfețelor „orientate pe degete” crește în ritmul de dezvoltare a tehnologiei în sine. Cum este aranjat totul?
Smartphone-uri și tablete: cum funcționează ecranul?
Primul ecran tactil a apărut acum 40 de ani în SUA. Grila fasciculului IR, formată din blocuri de 16x16, a fost instalată în sistemul informatic Plato IV. Primul televizor cu ecran tactil a fost prezentat la Târgul Mondial din 1982, un an mai târziu a fost prezentat primul computer personal HP-150. La telefoane, ecranele tactile au apărut mult mai târziu: în 2004, la 3GSM Congress (cum era numit la acea vreme Mobile World Congress), Philips a prezentat jurnaliştilor trei modele (Philips 550, 755 şi 759). La acea vreme, operatorii de telefonie mobilă aveau mari speranțe în serviciul MMS, așa că principalele funcții ale ecranului tactil erau distractive: pentru a face MMS-ul mai emoționant, dezvoltatorii au oferit utilizatorilor să prelucreze fotografiile cu un stylus - semnează, adaugă detalii - și abia apoi trimite-l destinatarului.
În același timp, a devenit posibilă utilizarea unei tastaturi virtuale, dar din moment ce toate modelele aveau una digitală, iar ecranul tactil a crescut semnificativ costul dispozitivelor, acestea au fost uitate pentru o vreme. Un an mai târziu, a apărut Fly X7 - un monobloc complet sensibil la atingere, din păcate, cu o serie de defecte hardware, care, împreună cu obscuritatea de atunci a mărcii, l-au îngropat printre modele neremarcabile. Și acestea nu au fost singurele încercări de a crea ceva nou, însă, în ciuda mai multor predecesori, doar Apple iPhone, LG KE850 PRADA și linia HTC Touch, care au apărut pe piață în 2007, pot fi numite primele cu drepturi depline. modele „orientate pe degete”. Ei au fost cei care au inițiat era telefoanelor tactile.
Strict vorbind, elementul tactil nu este un ecran - este o suprafață conductoare care funcționează în tandem cu ecranul și permite introducerea datelor folosind un deget sau alt obiect.
Cum recunoaște ecranul atingerea?
Există multe tipuri de ecrane tactile, dar ne vom concentra doar pe cele care sunt utilizate pe scară largă în dispozitivele mobile: smartphone-uri și tablete.
Afișajul rezistiv constă dintr-o membrană de plastic flexibilă și un panou de sticlă, spațiul dintre care este umplut cu microizolatori care izolează suprafața conductoare. Când apăsați ecranul cu degetul sau stiloul, panoul și membrana se închid, iar controlerul înregistrează o modificare a rezistenței, pe baza căreia electronica inteligentă determină coordonatele apăsării. Principalele avantaje sunt costul redus și ușurința de fabricare, ceea ce reduce valoarea de piață a dispozitivului final.
De asemenea, avantajele incontestabile includ faptul că ecranul răspunde la orice apăsare - atunci când lucrați cu el, nu este necesar să folosiți un stilou sau un deget conductiv special, un stilou sau orice alt obiect cu care puteți apăsa pe un anumit punct. a ecranului este destul de potrivit pentru asta. Ecranul rezistiv este rezistent la murdărie. O serie de operațiuni pot fi efectuate chiar și cu o mână înmănușată - de exemplu, răspundeți la un apel în sezonul rece. Cu toate acestea, nu a fost lipsit de dezavantaje. Ecranul rezistiv se zgâria ușor, așa că este indicat să îl acoperiți cu o folie de protecție specială, care la rândul său nu afectează în cel mai bun mod calitatea imaginii. Mai mult, aceste zgârieturi tind să crească în dimensiune.
Ecranul are o transparență redusă - trece doar 85% din lumina care vine de la afișaj. La temperaturi scăzute, ecranul „îngheață” și reacționează mai rău la apăsare, nu este foarte durabil (35 de milioane de clicuri la un moment dat). Precursorii ecranelor rezistive au fost ecranele tactile matriceale, care se bazau pe o grilă de senzori: pe sticlă erau aplicați conductori orizontali, iar pe membrană conductori verticali. La atingerea ecranului, ghidajele s-au închis și au indicat coordonatele punctului. Această tehnologie este folosită și astăzi, dar nu se găsește aproape niciodată în smartphone-uri.
Circuit de ecran rezistiv
Tehnologia ecranelor capacitive se bazează pe faptul că o persoană are o capacitate electrică mare și este capabilă să conducă curentul. Pentru ca totul să funcționeze, pe ecran este aplicat un strat conductiv subțire și pe fiecare dintre cele patru colțuri este aplicat un curent alternativ slab de magnitudine mică. Atingerea ecranului cauzează un punct de scurgere, care depinde de cât de departe de colțul afișajului a avut loc atingerea. În funcție de această valoare, se determină coordonatele punctului. Astfel de ecrane sunt mai rezistente la zgârieturi, nu lasă lichidul să treacă, sunt mai durabile (aproximativ 200 de milioane de clicuri) și mai transparente în comparație cu cele rezistive, în plus, răspund la cele mai ușoare atingeri. Cu toate acestea, acest lucru are dezavantajele sale - în timpul unei conversații, puteți să vă atingeți stângaci telefonul cu urechea și să lansați cu ușurință o aplicație, nu veți răspunde la un apel cu o mână înmănușată - conductivitatea electrică nu este aceeași. Costul mai mare al ecranului, desigur, afectează prețul dispozitivului.
Diagrama ecranului capacitiv
Cum funcționează iPhone-ul meu?
Tipurile mai avansate de ecrane capacitive includ ecranele capacitive proiectate. Un electrod este aplicat pe suprafața interioară a sticlei, iar o persoană acționează ca al doilea electrod. Când atingeți ecranul, se formează un condensator, prin măsurarea capacității căreia puteți determina coordonatele de apăsare. Deoarece electrodul este aplicat pe suprafața interioară a ecranului, este foarte rezistent la murdărie; stratul de sticlă poate ajunge la 18 mm, ceea ce poate crește semnificativ durata de viață a afișajului și rezistența la deteriorarea mecanică.
Una dintre cele mai interesante caracteristici ale ecranelor capacitive proiectate este suportul pentru tehnologia multi-touch. De asemenea, au o sensibilitate mare și au o gamă de temperatură relativ largă de funcționare, dar totuși nu interacționează foarte bine cu o mână înmănușată. S-ar părea că acest lucru poate deruta potențialii cumpărători, dar în urmă cu câțiva ani, unul dintre antreprenorii fani coreeni de iPhone a ghicit să folosească un cârnați obișnuit ca stilou, a cărui conductivitate electrică făcea posibilă răspunderea la un apel. Tendința controversată a stârnit o furtună de entuziasm pe forumuri și a atras atenția producătorilor de accesorii, care au lansat spre vânzare un stylus special pentru cârnați. Înainte de cârnatul obișnuit, are cel puțin un plus - nu lasă urme grase pe ecranul dispozitivului.
Diagrama unui ecran capacitiv de proiecție
Indiferent de tehnologia ecranului, acesta are o serie de caracteristici tipice. Pe lângă rezoluție, principalele caracteristici ale ecranului includ unghiul de vizualizare și reproducerea culorilor, care depinde de tipul de afișare. Conceptul de reproducere a culorilor este indisolubil legat de „profunzimea culorii” – un termen care se referă la cantitatea de memorie în numărul de biți folosiți pentru stocarea și transmiterea culorii. Cu cât sunt mai multe biți, cu atât culorile sunt mai profunde. Ecranele LCD moderne de pe smartphone-uri și tablete afișează culori pe 18 biți (mai mult de 262.000 de nuanțe). Maximul posibil în acest moment este TrueColor pe 24 de biți, care este capabil să reproducă peste 16 milioane de culori în matrice AMOLED și IPS.
Unghiul de vizualizare, ca orice unghi, se măsoară în grade și caracterizează valoarea la care luminozitatea și lizibilitatea ecranului scade de cel mult de două ori, dacă îl privești direct perpendicular. LCD-urile au această caracteristică, dar nu și OLED-urile.
Comparația playerelor media: argumente pro și contra
| Model |
Tipul ecranului |
Defecte |
Demnitate |
| |
Capacitiv proiectat |
|
|
| |
AMOLED |
|
|
|
|
|
|
|
| TFT TN |
|
|
|
| |
IPS |
|
|
ZOOM.CNews
Tipuri de ecran de smartphone-uri și tablete
În prezent, în producția de smartphone-uri și tablete, de regulă, sunt utilizate fie afișaje LCD, fie OLED.
Ecranele LCD se bazează pe cristale lichide, care nu au propria strălucire, prin urmare, în ordinea finală, necesită o lampă de iluminare de fundal. Sub influență externă (temperatură sau electrică), cristalele își pot schimba structura și devin opace. Controlând curentul, puteți crea inscripții sau imagini pe afișaj.
Circuit de pixeli LCD
Ecranele cu cristale lichide utilizate în smartphone-uri și tablete sunt în mare parte cu matrice activă (TFT). Matricele TFT folosesc tranzistori transparente cu peliculă subțire, care sunt situate direct sub suprafața ecranului. Un tranzistor separat este responsabil pentru fiecare punct al imaginii, astfel încât imaginea este actualizată rapid și natural.
Odată cu apariția matricelor LCD TFT, timpul de răspuns al afișajului a crescut semnificativ, dar rămân probleme cu reproducerea culorilor, unghiurile de vizualizare și pixelii morți.
Circuit de pixeli LCD
Cele mai comune matrice TFT sunt TN+film și IPS. TN+film este cea mai simplă tehnologie. Filmul este un strat suplimentar care este folosit pentru a mări unghiul de vizualizare. Dintre avantajele unor astfel de matrici - un timp scurt de răspuns și un cost redus, contra - reproducerea slabă a culorilor și, din păcate, unghiurile de vizualizare (120-140 de grade). În matricele IPS (In-Plane-Switchin), a fost posibilă creșterea unghiului de vizualizare la 178 de grade, creșterea contrastului și reproducerea culorii la 24 de biți și obținerea unui negru profund: în această matrice, al doilea filtru este întotdeauna perpendicular pe mai întâi, astfel încât lumina să nu treacă prin ea. Dar timpul de răspuns este încă mic. Super-IPS este un succesor direct al IPS cu un timp de răspuns redus.
PLS-matrix (Plain-to-Line Switchin) a apărut în măruntaiele Samsung ca o alternativă la IPS. Avantajele sale includ o densitate de pixeli mai mare decât IPS, luminozitate ridicată și reproducere bună a culorilor, consum redus de energie, unghiuri mari de vizualizare. Timpul de răspuns este comparabil cu Super-IPS. Printre deficiențe - iluminarea neuniformă. Următoarea generație, Super-PLS, a depășit IPS la unghiurile de vizualizare cu 100% și cu 10% în raporturile de contrast. De asemenea, aceste matrici s-au dovedit a fi mai ieftine în producție cu până la 15%.
Ecranele OLED folosesc diode organice emițătoare de lumină, care își emit propria strălucire atunci când sunt expuse la electricitate. În comparație cu LCD-urile, OLED-urile au multe avantaje. În primul rând, nu folosesc iluminare suplimentară de fundal, ceea ce înseamnă că bateria smartphone-ului nu se epuizează la fel de repede ca în cazul LCD-urilor. În al doilea rând, afișajele OLED sunt mai subțiri. Grosimea și designul dispozitivului depind direct de această caracteristică. În plus, afișajele OLED pot fi flexibile, ceea ce este de bun augur pentru dezvoltare. OLED nu are un astfel de parametru precum „unghiul de vizualizare” - imaginea este bine vizualizată din orice unghi. În ceea ce privește luminozitatea și contrastul (1.000.000:1), OLED este de asemenea lider.
El este lăudat pentru culorile vibrante și bogate și separat pentru negrul profund. Dar există, desigur, dezavantaje. Una dintre cele principale poate fi numită fragilitate: compușii organici sunt instabili pentru mediu și au tendința de a arde, iar unele culori ale spectrului suferă mai mult decât altele. Deși dacă îți schimbi telefonul la fiecare trei ani, este puțin probabil ca acesta să fie un argument împotriva achiziției. În plus, OLED-urile sunt încă mai scumpe de fabricat decât LCD-urile.
Circuit OLED
Ecranele OLED de a doua generație au, de asemenea, în mare parte o matrice TFT activă. Se numesc AMOLED. Principalul avantaj este consumul de energie și mai mic, dezavantajele sunt imposibilitatea de citire a imaginii în lumina puternică a soarelui.
Circuit AMOLED
Următorul pas în dezvoltarea tehnologiei au fost ecranele SuperAMOLED, pe care Samsung a început să le folosească pentru prima dată. Diferența lor fundamentală față de AMOLED este că filmele cu tranzistori activi (TFT) sunt integrate într-un film de semiconductori. Acest lucru are ca rezultat o creștere cu 20% a luminozității, o reducere cu 20% a consumului de energie și o creștere a lizibilității la lumina soarelui cu până la 80%!
Circuit SUPERAMOLED
Nu confundați ecranele OLED cu ecranele cu iluminare din spate LED - sunt lucruri complet diferite. În acest ultim caz, un LCD obișnuit primește iluminare din spate sau laterală cu LED-uri, ceea ce cu siguranță îmbunătățește calitatea imaginii, dar încă nu ajunge la AMOLED sau SuperAMOLED.
Ce ne așteaptă în viitor?
În acest moment, cele mai clare și mai previzibile perspective așteaptă ecranele OLED. Deja acum pe Web puteți găsi informații despre tehnologia viitorului apropiat QLED - LED-uri bazate pe puncte cuantice (un nanocristal semiconductor care strălucește atunci când este expus la curent sau lumină). Punctele forte ale acestei tehnologii sunt luminozitatea ridicată, costul redus de producție, gamă largă de culori, consum redus de energie. Punctele cuantice, care stau la baza noii tehnologii, au o altă proprietate importantă - sunt capabile să emită culori pure din punct de vedere spectral. Deja, se prevede că această tehnologie va avea un viitor strălucit. Samsung a dezvoltat deja un ecran QLED full color de 4 inchi, dar nu se grăbesc să lanseze noul produs în producția de masă.
Prototip de afișaj QLED
Dar Samsung a confirmat că anul acesta va începe producția în masă de afișaje OLED flexibile. Probabil că primele dispozitive vor fi smartphone-urile și tabletele. Grosimea mică a ecranului și proprietățile fizice ale panoului vor crește semnificativ suprafața utilă a ecranului și vor elibera mâinile designerilor techno.
O altă tehnologie promițătoare este IGZO, care este dezvoltată de Sharp. Se bazează pe cercetările profesorului Hideo Hosono, care a decis să arunce o privire mai atentă asupra semiconductorilor alternativi și ca rezultat a dezvoltat tehnologia TAOS (Transparent Amorphe Oxide Semiconductors) - semiconductori de oxid amorf transparent care conțin oxizi de indiu, galiu și zinc (InGaZnO). ), prescurtat ca IGZO. Diferențele dintre amestecul de siliciu amorf, care a fost utilizat în producția de TFT, pot reduce semnificativ timpul de răspuns, pot crește semnificativ rezoluția ecranului, îl pot face mai luminos și mai contrastat. Apple a fost foarte interesat de perspectivele acestei tehnologii și a investit un miliard de dolari în producția de display-uri IGZO.
Mai recent, piața dispozitivelor mobile ar putea oferi în principal dispozitive cu butoane. Doar ocazional în mâinile oamenilor s-au dovedit a fi PDA-uri și alte curiozități care aveau un ecran tactil. Dar vremurile se schimbă și tehnologia nu stă pe loc. Acum, contoarele au scăpat aproape complet de dispozitivele cu butoane, oferind o selecție uriașă de telefoane și tablete cu ecran tactil. În același timp, varietatea de forme, modele și calitatea gadgeturilor este pur și simplu uimitoare. Dar toate au același principiu de intrare și ieșire a informațiilor - un ecran tactil, care are și propriile sale varietăți. Luați în considerare ce este un ecran tactil, ce tipuri sunt și cum să le calibrați.
Tipuri de senzori
De la bun început, să definim ecranul tactil. Un ecran tactil este un dispozitiv pentru introducerea oricărei informații într-un telefon sau tabletă. Este destinat perceperii adecvate a comenzilor de către dispozitiv. Adesea, un ecran tactil (sau senzor) este confundat cu un ecran, dar acestea sunt două lucruri complet diferite.
Piața oferă astăzi 4 tipuri principale de senzori pentru dispozitive mobile:
- rezistiv;
- inducţie;
- capacitiv;
- infraroşu.
Ele pot fi găsite pe o mare varietate de dispozitive și, la rândul lor, o parte din costul lor depinde de tipul de ecran tactil. Să luăm în considerare mai detaliat fiecare dintre ele.
Ecran tactil rezistiv
Ecranele tactile de tip rezistiv funcționează pe principiul răspunsului la modificările parametrilor geometrici. Deci, pentru a obține un răspuns de pe ecran, trebuie să îl apăsați ușor. Din acest motiv, putem spune imediat despre neajunsurile pe care le are un touchscreen rezistiv. Că acesta este un indicator prost înseamnă a nu spune nimic. Totul ține de presarea în sine, din cauza căreia ecranul se deteriorează foarte mult. Și deși lucrul cu un astfel de ecran tactil este destul de simplu cu mănuși sau cu un stylus, imaginea se dovedește a fi estompată și apar zgârieturi după un timp.
Ecran tactil cu inducție
Acest tip de ecran tactil este situat în spatele sticlei dure și poate fi controlat doar cu ajutorul unui stylus special. Acest lucru este foarte incomod, deoarece dacă acest articol este pierdut sau rupt, va fi necesar să plătiți o sumă considerabilă de bani pentru achiziție pentru a-l controla.
Ecran tactil capacitiv
Acest tip de ecran tactil poate fi numit o formă îmbunătățită de senzori rezistivi. De asemenea, este situat deasupra ecranului și strică puțin imaginea. Pentru control, puteți folosi atât stiloul, cât și degetele. Este posibil să suporte multi-touch (pe care versiunile anterioare nu o au) iar principiul de funcționare este diferența de rezistență electrică. Acest lucru vă permite să introduceți informații doar cu o ușoară atingere. Dezavantajul este controlul imposibil al obiectelor terțe și al degetelor înmănuși.
Ecran tactil cu infrarosu
Acești senzori funcționează pe principiul unei rețele infraroșii. Ecranele tactile cu infraroșu sunt universale. Nu strică imaginea, dar, la rândul lor, au un timp de răspuns lung și o precizie scăzută.
Aproximativ 80% dintre dispozitivele tactile folosesc un senzor capacitiv. Este cel mai convenabil, ieftin și, în același timp, are rate mari de răspuns. Rezistiv este mai rar întâlnit, dar este folosit și în dispozitivele mobile datorită costului scăzut.
Calibrarea ecranului tactil
În unele cazuri, la înlocuirea unui senzor sau când apar defecțiuni, este necesară o calibrare. Această procedură nu este foarte complicată, dar necesită o atenție maximă, deoarece răspunsul corect al ecranului tactil depinde de acesta.
Calibrarea ecranului tactil este o procedură de ajustare a senzorului care este efectuată pentru a îmbunătăți acuratețea răspunsului tactil la dispozitiv. Pentru a verifica dacă această procedură este necesară sau nu, trebuie să îndepărtați folia de protecție (dacă nu, ștergeți bine ecranul), porniți orice editor de text și faceți clic pe o anumită literă. Dacă pe ecran apare un alt caracter în locul opțiunii selectate, este necesară calibrarea.
Calibrarea senzorilor rezistivi
De regulă, ecranele tactile rezistive necesită imediat ca ecranul tactil să fie calibrat prima dată când sunt pornite. Că aceasta este o procedură lunară necesară - aproape toată lumea uită după prima includere. De asemenea, calibrarea trebuie efectuată la înlocuirea ecranului, defecțiunea software-ului, după o cădere sau impact.
Senzorii rezistivi sunt destul de ușor de calibrat datorită unui utilitar încorporat numit ts_calibrate. Pentru a-l lansa în meniul telefonului sau al tabletei, trebuie să accesați secțiunea „Setări”. Apoi, selectați elementul „Setări telefon” și aici faceți clic pe „Calibrare”. Ca urmare a acestor acțiuni, ecranul se va înnegri și va apărea o cruce cu un punct roșu situat în centru.
Pentru a calibra un ecran tactil rezistiv pentru un telefon sau o tabletă, trebuie să apăsați în locul indicat de punct. După fiecare răspuns, acesta se schimbă și după a patra apăsare, toate datele despre grilă sunt stocate în memoria dispozitivului. Verificările post-calibrare pot fi efectuate prin introducerea textului. Dacă totul a fost făcut corect, atunci litera sau numărul specificat va apărea pe ecran.
Calibrarea senzorului capacitiv
Destul de rar, dar există cazuri când senzorii capacitivi ies și ei din rețea și trebuie calibrați. Problema constă în procedura în sine, deoarece aceste ecrane tactile au un design foarte complex, iar dispozitivele nu au software „încorporat”.
Calibrarea trebuie să înceapă prin descărcarea utilitarului TouchScreen Tune. Acesta definește și configurează cu ușurință ecranul tactil în sine. Ce va da? Doar că, în cazurile de defecțiune a software-ului sau de înlocuire a senzorului, este imposibil să setați singur grila cu precizie, care ar funcționa corespunzător. Datorită unui astfel de program, puteți regla totul la valorile dorite.
În plus, este de remarcat defecțiunile senzorului G, care determină poziția smartphone-ului sau a tabletei în spațiu. În unele cazuri, se comportă inadecvat și complică foarte mult utilizarea gadgetului.
Pentru a calibra accelerometrul unui dispozitiv sub sistemul de operare Android, aveți nevoie de:
- Accesați meniul de inginerie și apăsați simultan butoanele de oprire și de reducere a volumului.
- După ce meniul apare pe ecran, folosind același buton de volum, trebuie să defilați prin poziții și să găsiți elementul Raport de testare.
- În lista care se deschide, selectați G-Sensor cali.
După aceea, puneți gadgetul pe o suprafață plană și faceți clic pe Efectuați calibrare. Trebuie să așteptați până când valorile digitale nu mai apar pe ecran. Apoi apăsați butonul de creștere a volumului de două ori și selectați Reporniți. Accelerometrul a fost calibrat.
Masuri de precautie
Este necesar să calibrați ecranul tactil rezistiv pentru tabletă și telefon o dată pe lună, deoarece întreaga rețea este rapid perturbată cu utilizarea activă a dispozitivului. Dacă nu se face acest lucru, este posibil să aveți un răspuns inadecvat la apăsare și inconveniente în utilizare. Dar, de regulă, nu există probleme cu calibrarea în acest caz.
Lucrurile sunt mult mai complicate cu senzorii capacitivi. Ele nu implică inițial calibrarea ca procedură standard. Din acest motiv, înainte de a continua cu implementarea sa, trebuie să înțelegeți că, dacă calibrarea este efectuată cu încălcări mari, atunci nu va fi posibilă returnarea tuturor setărilor originale pe care le avea ecranul tactil. Ce înseamnă? Aceasta este o pierdere completă a funcționalității dispozitivului, care este aproape imposibil de restabilit chiar și în centrele de service. Prin urmare, este necesar să calibrați un senzor capacitiv doar atunci când aveți încredere în abilitățile și abilitățile dumneavoastră.
Există o dezbatere constantă despre ce telefon are un ecran mai bun. Mai ales între proprietarii tehnologiei Apple și cei care preferă dispozitivele pe platforma Android.
Această infografică simplă prezintă frumos toate beneficiile unuia sau altui tip de ecran tactil. Sper că atunci când cumpărați un alt smartphone, vă va ajuta să faceți alegerea corectă și să nu plătiți în exces o sumă ordonată.
Deci, există trei tipuri de ecrane tactile: rezistive (rezistive), capacitive (capacitive) și infraroșu (infraroșu)
Rezistiv
Telefoane cu ecrane rezistive: Samsung Messager Touch, Samsung Instinct, HTC Touch Diamond, LG Dare
Cum funcționează? Puncte mici separă mai multe straturi de material care transportă curent. Când stratul flexibil superior apasă pe stratul inferior, curentul electric se schimbă și se calculează locul impactului, adică atingerea.
Cât costă fabricarea? Costurile de producție ale ecranelor tactile rezistive nu sunt foarte mari - $ .
materialul ecranului. Un strat de material flexibil (de obicei o peliculă de poliester) este plasat deasupra sticlei.
Instrumente de influență. Degete, degete înmănuși sau stilou.
vizibilitate pe stradă. Vizibilitate slabă pe vreme însorită.
Capacitate multi-gesturi. Nu.
Durabilitate. Pentru costul său, ecranul durează mult timp. Se zgâria ușor și este predispus la alte daune minore. Se uzează destul de repede și trebuie înlocuit.
capacitiv
Telefoane cu ecrane tactile capacitive: Huawei Ascend, Sanyo Zio, iPhone, HTC Hero, DROID Eris, Palm Pre, Blackberry Storm.
Cum funcționează? Curentul este transmis din colțurile ecranului. Când un deget atinge ecranul, acesta inversează direcția curentului și astfel se calculează locația atingerii.
Cât costă fabricarea? Destul de scump - $$ .
materialul ecranului. Sticlă.
Instrumente de influență. Doar degetele fără mănuși.
vizibilitate pe stradă. Vizibilitatea într-o zi însorită este bună.
Capacitate multi-gesturi. Există.
Durabilitate.
infraroşu
Telefoane cu ecran tactil cu infraroșu: Samsung U600 (caldă), Neonode N2 (optic).
Cum funcționează? Pentru ca ecranul sensibil la căldură să reacționeze, trebuie să îl atingeți cu un obiect cald. Ecranul optic folosește o grilă de senzori invizibili direct deasupra ecranului. Punctul de atingere este calculat pe baza punctului în care axa x-y a fost încălcată.
Cât costă fabricarea? Foarte scump - $$$ .
materialul ecranului. Sticlă.
Instrumente de influență. Optică - degete, mănuși și stilou. Sensibil la căldură - degete calde fără mănuși.
vizibilitate pe stradă. Vizibilitatea pe vreme însorită este bună, dar lumina puternică a soarelui afectează productivitatea și precizia.
Capacitate multi-gesturi. Da.
Durabilitate. Servește suficient de mult. Sticla se sparge numai din cauza unor daune grave.
Până de curând, puțini oameni puteau crede că telefoanele cu butoane familiare ar lăsa loc dispozitivelor care sunt controlate prin atingerea ecranului. Dar vremurile se schimbă și cererea de telefoane cu buton scade treptat, în timp ce pentru smartphone-uri este în creștere.
Termenul „touchscreen” a fost format din două cuvinte – Touch și Screen, care este tradus din engleză ca „touch screen”. Da, așa este - ecranul tactil este ecranul tactil pe care îl atingeți atunci când utilizați smartphone-ul sau tableta. De fapt, ecranele tactile se găsesc nu numai în lumea tehnologiei mobile. Așadar, le-ați putea vedea atunci când depuneți fonduri în contul unui dispozitiv mobil printr-un terminal, la un bancomat, în dispozitivele de bilete etc.
Ecranul tactil își datorează aspectul oamenilor de știință occidentali. Primele mostre s-au născut în a doua jumătate a anilor 60 ai secolului trecut. Pe baza acestui fapt, putem concluziona că ecranul tactil a fost folosit de mai bine de 40 de ani. Înainte de apariția smartphone-urilor, acestea erau folosite în bancomate etc. În acest moment, fiecare persoană care folosește comunicațiile celulare, navigatorii auto, vizitează bănci și magazine, se confruntă cu această tehnologie, uneori nici măcar nu ghicește cum se numește. Deci, ne-am dat seama ce este un ecran tactil în telefoane. De fapt, acesta este același cu afișajul care răspunde la atingerea degetelor tale. Este perfect folosit în locul tastaturii și este folosit activ în tehnologiile mobile. Avantajele ecranului tactil includ protecția împotriva prafului, umidității și a altor factori negativi de mediu, precum și un grad ridicat de fiabilitate. Dacă dispozitivul nostru tactil nu răspunde întotdeauna la atingere sau chiar refuză să facă acest lucru, de exemplu, nu dorește să schimbe luminozitatea pe iPad, cel mai probabil este ca ecranul tactil să fi eșuat. Este relativ ieftin (mai ales dacă ne interesează un display rezistiv) și este ușor de înlocuit.
Baza ecranului tactil
Baza oricărui ecran tactil este o matrice cu cristale lichide, care este de fapt o copie redusă a celei din monitor. Pe verso sunt diode de iluminare din spate, iar pe partea din față există o serie de straturi care detectează apăsarea (ecran rezistiv) sau atingerea (ecran capacitiv).
O persoană care cunoaște bine ce este un ecran tactil înțelege că majoritatea dispozitivelor fabricate folosesc un ecran tactil rezistiv. Acest lucru rezultă din costul lor scăzut și simplitatea relativă a designului. Multe „smartphone-uri” chinezești care au inundat piața au un tip de ecran rezistiv, a cărui tehnologie de fabricație, apropo, a apărut mai devreme decât capacitiv.
Tipuri de ecrane tactile
Ecranele tactile sunt împărțite în ecrane tactile rezistive, matrice, proiective-capacitive, cu unde acustice de suprafață, infraroșu, optice, tensometrice, ecrane tactile DST și inducție.
Ecrane tactile rezistive
Subdivizat în patru fire și cinci fire.
Senzorul ecranului rezistiv constă din două plăci transparente din plastic cu o plasă conductivă subțire, care sunt situate pe suprafața unui ecran LCD convențional. Între plăci este un strat dielectric transparent. Programul afișează o interfață grafică interactivă, care este clar vizibilă datorită materialelor transparente de pe matrice. Răspunzând la o solicitare de program, utilizatorul face clic pe punctul de interfață dorit (de exemplu, o imagine de buton). - Dielectricul de plastic diverge, plăcile de plastic se ating, furnizând curent de la electrodul unuia la grila celuilalt. Aspectul curentului este fixat de controlerul de înregistrare, care, în conformitate cu grila de coordonate, va determina punctul de apăsare. Coordonatele punctului intră în program și sunt procesate conform algoritmilor stabiliți.
Scut cu 4 fire
Ecranul tactil rezistiv constă dintr-un panou de sticlă și o membrană flexibilă din plastic. Atât panoul, cât și membrana au un strat rezistiv. 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:
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.
În mod similar, + 5V și „împământarea” sunt furnizate electrozilor din stânga și din dreapta, 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.
Scut cu cinci fire
Ecranul cu cinci fire este mai fiabil datorită faptului că învelișul rezistiv de pe membrană este înlocuit cu unul conducător (ecranul cu 5 fire continuă să funcționeze chiar și cu membrana 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 tensiunii membranei 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:
La cei doi electrozi din dreapta se aplică tensiune de +5V, cei din stânga sunt legați la pământ. Tensiunea de pe ecran corespunde coordonatei X.
Coordonata Y este citită prin conectarea ambilor electrozi superiori la +5V și a ambilor electrozi inferiori la masă.
Ecranele tactile rezistive sunt ieftine și rezistente la murdărie. Ecranele rezistive răspund la atingere cu orice obiect solid neted: o mână (golă sau înmănușată), un stilou, un card de credit, un pick. Sunt folosite peste tot unde vandalismul si temperaturile scazute nu sunt excluse: pentru automatizarea proceselor industriale, in medicina, in sectorul serviciilor (POS-terminale), in electronica personala (PDA). Cele mai bune mostre oferă o precizie de 4096×4096 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 la un moment dat) și rezistența vandalică insuficientă (filmul). este ușor de tăiat).
Ecrane tactile Matrix
Designul este similar cu cel rezistiv, dar simplificat la limită. Pe sticlă se aplică conductori orizontali, pe membrană se aplică conductori verticali.
Când ecranul este atins, conductorii ating. Controlerul determină ce conductori sunt scurtcircuitati și trimite coordonatele corespunzătoare la microprocesor.
Au o precizie foarte scăzută. Elementele de interfață trebuie să fie special aranjate 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 multitouch. Treptat înlocuite cu cele rezistive.
Ecrane tactile capacitive
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 un deget sau alt obiect conducător, are loc o scurgere de curent. În același timp, cu cât degetul este mai aproape de electrod, cu atât rezistența ecranului este mai mică, ceea ce înseamnă că puterea curentului este mai mare. Curentul din toate cele patru colțuri este înregistrat de senzori și transmis controlerului, care calculează coordonatele punctului de atingere.
Modelele anterioare de ecrane capacitive utilizau curent continuu - acest lucru a simplificat designul, dar cu un contact slab al utilizatorului cu solul, a dus la defecțiuni.
Ecranele tactile capacitive sunt fiabile, aproximativ 200 de milioane de clicuri (aproximativ 6 ani și jumătate de clicuri cu un interval de o secundă), nu curg lichide și tolerează perfect poluarea neconductivă. Transparență la 90%. Cu toate acestea, un înveliș conductor situat direct pe suprafața exterioară este încă vulnerabil. Prin urmare, ecranele capacitive sunt utilizate pe scară largă în mașinile care sunt instalate doar într-o încăpere protejată de vreme. Nu răspunde la mâna înmănușată.
Este demn de remarcat faptul că, din cauza diferențelor de terminologie, ecranele de suprafață și ecranele capacitive de proiecție sunt adesea confundate. Conform clasificării utilizate în acest articol, ecranul, de exemplu, iPhone este proiectat-capacitiv, nu capacitiv.
Ecrane tactile capacitive proiectate
Pe interiorul ecranului este aplicată o grilă de electrozi. Electrodul împreună cu corpul uman formează un condensator; electronica măsoară capacitatea acestui condensator (aplică un impuls de curent și măsoară tensiunea).
Samsung a reușit să instaleze electrozi sensibili direct între sub-pixelii ecranului AMOLED, ceea ce simplifică designul și crește transparența.
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). Pe POSE poate fi folosită sticlă de până la 18 mm grosime, rezultând o rezistență extremă la vandalism. Ele nu reacționează la poluarea neconductivă, cele conductoare sunt ușor suprimate prin metode software. Prin urmare, ecranele tactile proiectiv-capacitive sunt utilizate pe scară largă atât în electronicele personale, cât și în automatele, inclusiv în cele instalate pe stradă. Multe soiuri acceptă multitouch.
Ecrane tactile bazate pe unde acustice de suprafață
Ecranul este un panou de sticlă cu traductoare piezoelectrice (PT) situate la colțuri. De-a lungul marginilor panoului sunt senzori reflectorizanți și de recepție. Principiul de funcționare al unui astfel de ecran este următorul. Un controler special generează un semnal electric de înaltă frecvență și îl trimite către PET. PET-ul convertește acest semnal în SAW, iar senzorii reflectorizați îl reflectă în consecință.
Aceste unde reflectate sunt recepționate de senzorii corespunzători și trimise către PET. 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 captează această schimbare, iar microcontrolerul calculează poziția punctului de atingere. Reactioneaza la atingere cu un obiect capabil sa absoarba valul (deget, mana inmanusa, cauciuc poros).
Principalul avantaj al ecranului pe unde acustice de suprafață (SAW) este capacitatea de a urmări nu numai coordonatele punctului, ci și forța de apăsare (aici, mai degrabă, capacitatea de a determina cu precizie raza sau zona de presare) , datorită faptului că gradul de absorbție al undelor acustice depinde de presiunea la atingerea punctului (ecranul nu se îndoaie sub presiunea unui deget și nu este deformat, prin urmare, forța de apăsare nu implică modificări calitative în prelucrarea de către controlor a datelor privind coordonatele impactului, care fixează doar zona care blochează traseul impulsurilor acustice).
Acest dispozitiv are o transparență foarte mare, deoarece lumina de la dispozitivul de afișare 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 la 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 resursa unui ecran rezistiv cu 5 fire.
Ecranele SAW sunt utilizate în principal la aparatele de joc, în sistemele de referință securizate și în instituțiile de învățământ. De regulă, ecranele de surfactant sunt împărțite în obișnuite - 3 mm grosime și rezistente la vandal - 6 mm. Acesta din urmă poate rezista să fie lovit de un om obișnuit sau să fie scăpat de o minge de metal 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 acest moment, controlerele pentru ecranele tactile SAW care acceptă ambele tipuri de conexiune - combo (date de la Elo Touch Systems) sunt mai populare.
Principalul dezavantaj al ecranului pe SAW sunt defecțiunile în prezența vibrațiilor sau atunci când este expus 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. Pentru desenarea și introducerea textului, acestea nu sunt de obicei folosite.
Ecrane tactile cu infraroșu
Principiul de funcționare al panoului tactil cu infraroșu este simplu - grila formată din raze infraroșii orizontale și verticale se întrerupe atunci când atingeți monitorul cu orice obiect. Controlerul determină unde a fost întrerupt fasciculul.
Ecranele tactile cu infraroșu sunt sensibile la murdărie și, prin urmare, sunt utilizate acolo unde calitatea imaginii este importantă, cum ar fi în cititoarele electronice. Datorită simplității și mentenanței sale, schema este populară în rândul armatei. Adesea, tastaturile interfon sunt realizate pe acest principiu. Acest tip de ecran este folosit în telefoanele abundente ale lui Neonode.
Ecrane tactile optice
Panoul de sticlă este furnizat cu iluminare în infraroșu. La interfața „sticlă-aer” se obține reflexia internă totală, la interfața „sticlă-obiect străin” se împrăștie lumina. Rămâne să surprindeți imaginea de împrăștiere, pentru aceasta există două tehnologii:
În ecranele de proiecție, o cameră este plasată lângă proiector.
Așa funcționează, de exemplu, Microsoft PixelSense.
Sau un al patrulea sub-pixel suplimentar al ecranului LCD devine fotosensibil.
Ele vă permit să distingeți între apăsarea manuală și apăsarea cu orice obiect, există un multi-touch. Sunt posibile suprafețe tactile mari, până la tablă.
Ecrane tactile cu tensiometru
Răspunde la distorsiunea ecranului. Precizia ecranelor de extensometru nu este mare, dar rezistă foarte bine la vandalism. Aplicația principală sunt bancomatele, automatele de bilete și alte dispozitive situate pe stradă.
Ecrane tactile DST
Ecranul tactil DST (Dispersive Signal Technology) înregistrează efectul piezoelectric în sticlă. Puteți apăsa ecranul cu mâna sau orice obiect.
O caracteristică distinctivă este viteza mare de reacție și capacitatea de a lucra în condiții de poluare severă a ecranului. Cu toate acestea, degetul trebuie să se miște; sistemul nu observă un deget fix.
