Mnogi ljudi, posebno ljudi srednjih godina i mladi, aktivno koriste pametne telefone, tablete i druge pametne gadžete za ekran. Međutim, malo njih je razmišljalo o principu rada ekrana osjetljivog na dodir i njihovim varijantama. Pokušajmo ovo razumjeti detaljnije.
Priča o invenciji
Po prvi put u svijetu, prototip dodirnog uređaja koristio je Sam Hurst, učitelj iz SAD-a. On je 1970. razvio ideju o čitanju podataka sa velikog broja trakastih snimača. Automatizacija ovog procesa postala je svojevrsna odskočna daska za kreiranje monitora na dodir, poznatih kao Elotouch. Razvoj grupe Hurstovih kolega objavljen je 1971. godine, koji je uključivao otpornu četverožičnu tehnologiju za određivanje dodirnih tačaka.
Plato IV sistem se smatra prvim kompjuterskim senzorom. Također je objavljen u SAD-u, kao rezultat posebnih studija vezanih za kompjuterizaciju obrazovanja. Sastojao se od blok panela (256 komada), koji je funkcionirao premaprincip korištenja mreže infracrvenih tokova.
Opis
Ekran na dodir je elektronski element koji vizualizuje digitalne informacije dodirom površine monitora. Različiti tipovi ovih struktura reaguju na nekoliko trenutaka ili na jedan specifičan faktor (promena kapacitivnosti i otpora, termička razlika, poseban pokazivač).
Prema principu rada, ekrani osetljivi na dodir su podeljeni na sledeći način:
- Rezistivne verzije.
- Matrix modeli.
- Kapacitivne opcije.
- Površinsko-akustične modifikacije.
- Optički senzori i njihove varijante.
Razmotrimo uobičajene modele ekrana ove kategorije, opseg, karakteristike i prednosti.
Kako rade otporni ekrani na dodir
Ovo je najjednostavniji tip monitora. Reaguje na transformaciju sile otpora u području dodira određenog predmeta i površine ekrana. Najčešća i najosnovnija tehnologija uključuje dva glavna elementa u svom dizajnu:
- Panel-podloga od poliestera ili sličnog polimera, čija debljina ne prelazi nekoliko desetina molekula. Prozirni dio služi za provođenje strujnih čestica.
- Tanka plastična membrana koja prenosi svjetlost.
Oba sloja su premazana posebnim otpornim premazom. Između njih su mikroskopski loptasti izolatori.
Tokom rada, membrana se savija u kontaktu sasupstrata, zbog čega je krug zatvoren. Regulator sa analogno-digitalnim pretvaračem reagira na rad, računajući vrijednost početnog i strujnog otpora, kao i koordinate kontaktne točke. Takvi uređaji brzo su pokazali svoje negativne strane, zbog čega su inženjeri poboljšali dizajn dodavanjem pete žice.
Koristite
Zbog jednostavnog principa rada rezistivne konfiguracije touch screen-a, koristi se svuda. Karakteristike dizajna:
- niska cijena;
- otpornost na uticaje okoline, osim na negativne temperature;
- dobra reakcija na kontakt sa bilo kojim neoštrim pogodnim predmetom.
Ovakvi displeji se postavljaju na terminale za dopunu i transfer novca, bankomate i druge uređaje koji su izolovani od okoline. Slaba zaštita monitora od oštećenja kompenzira se prisustvom zaštitnog sloja filma.
Kako rade kapacitivni ekrani osjetljivi na dodir
Ova vrsta displeja funkcioniše uzimajući u obzir sposobnost objekata povećanog kapaciteta da se transformišu u provodnike naizmenične električne struje. Uređaj je staklena ploča sa otpornim premazom. Elektrode postavljene na uglovima daju slab napon na vodljivi sloj. Tokom kontakta, uočava se curenje struje ako predmet ima veći električni kapacitet od ekrana. Struja je fiksirana u ugaonim dijelovima, a informacija izindikatori idu u kontroler na obradu, koji izračunava površinu dodira.
Prvi modeli su koristili jednosmernu struju. Ovo je pojednostavilo dizajn, međutim, nije uspio ako korisnik nije imao kontakt sa tlom. Što se tiče pouzdanosti, ovi uređaji premašuju otporne kolege za oko 60 puta (dizajnirani za 200 miliona klikova). Nivo providnosti - 0, 9, minimalna radna temperatura - do -15 °C.
Protiv:
- nedostatak reakcije na ruku u rukavici i većinu stranih predmeta;
- premaz sa provodnikom se nalazi u gornjem sloju, što uzrokuje podložnost mehaničkom naprezanju;
- prikladni su za unutrašnje terminale.
Verzije kapacitivne projekcije
Princip rada touch screen-a pametnih telefona nekih konfiguracija je zasnovan na ovom tipu. Na unutrašnju površinu uređaja postavljena je elektrodna mreža koja u kontaktu sa ljudskim tijelom formira kondenzatorski kapacitet. Nakon dodirivanja ekrana prstom, senzori i mikrokontroler obrađuju informacije, proračuni se šalju glavnom procesoru.
Karakteristike:
- ovi dizajni imaju sve mogućnosti kapacitivnih senzora;
- mogu biti opremljeni filmskim premazom debljine do 18 milimetara, koji pruža dodatnu zaštitu od mehaničkih udara;
- zagađivači na teško dostupnim provodnim dijelovima uklanjaju se softverskom metodom.
Navedene konfiguracije su montirane na mnoge lične uređaje i terminale koji rade na otvorenom pod pokrovom. Vrijedi napomenuti da Apple također favorizira projektovane kapacitivne monitore.
Matrix modifikacije
Ovo su pojednostavljene verzije otporne tehnologije. Membrana je opremljena brojnim vertikalnim provodnicima, podloga - horizontalnim analogama. Princip rada ekrana osetljivog na dodir: kada se dodirne, izračunava se tačka u kojoj je došlo do kontakta provodnika, primljena informacija se šalje procesoru. To, zauzvrat, određuje kontrolni signal, nakon čega uređaj reaguje na zadati način, na primjer, izvršava radnju dodijeljenu određenom gumbu.
Karakteristike:
- zbog ograničenog broja provodnika, postoji niska stopa tačnosti;
- cijena je najniža među svim senzorima;
- funkcija multi-touch implementira se prozivanjem displeja tačku po tačku.
Navedeni model se koristi isključivo u zastarjelim uređajima, praktično se ne koristi u modernim vremenima zbog pojave inovativnih rješenja.
Površinski akustični signali
Kako je ekran osetljiv na dodir ranih telefona bio opremljen sličnom tehnologijom. Displej je staklena ploča u koju su ugrađeni prijemnici (dva komada), a piezoelektrični transformatori postavljeni na suprotnim uglovima.
Iz generatora, frekvencijski električni signal se dovodi do pretvarača, odakle se nizimpulsi se šire pomoću reflektora. Talasi se prikupljaju senzorima, vraćaju u PET, gdje se ponovo pretvaraju u električnu struju. Dalje, informacije idu u kontroler, u kojem se analiziraju.
Kada dodirnete ekran, karakteristike talasa se menjaju sa apsorpcijom dela energije na određenom mestu. Na osnovu ovih informacija izračunavaju se tačka i sila kontakta. Displeji u ovoj kategoriji dostupni su sa debljinom filma od 3 ili 6 milimetara, što vam omogućava da izdržite lagani udarac iz ruke bez posljedica.
Nedostaci:
- prekršaj rada u uslovima vibracija i podrhtavanja;
- nestabilnost na bilo kakvo zagađenje;
- smetnje zbog akustičnih signala određene konfiguracije;
- niska preciznost ih čini neupotrebljivim za crtanje.
Druge vrste
Uređaj i princip rada ekrana osetljivih na dodir, koji se najčešće koriste, razmotreni su gore. Slijedi lista prikaza nepopularnih konfiguracija:
- Optički monitori - podržavaju multi-touch, uključujući velike otiske.
- Infracrveni modeli - prekriveni parom fotodiodnih LED dioda, reaguju na dodir preko mikrokontrolera.
- Opcije indukcije - opremljene posebnim zavojnicama i mrežom osjetljivih provodnika, koriste se na skupim tabletima.
Kao što vidite, postoji nekoliko opcija za ekrane osetljive na dodir. Izbor je uvijek na potrošaču.
