Sokan, különösen a középkorúak és a fiatalok, aktívan használnak okostelefonokat, táblagépeket és egyéb intelligens kijelzőeszközöket. Az érintőképernyő működési elvére és azok fajtáira azonban kevesen gondoltak. Próbáljuk meg ezt részletesebben megérteni.
Találmánytörténet
A világon először használt prototípus érintőkészüléket Sam Hurst, egy amerikai tanár. 1970-ben dolgozta ki azt az ötletet, hogy nagyszámú szalagdiagram-rögzítőből olvassa le az adatokat. Ennek a folyamatnak az automatizálása egyfajta ugródeszkává vált az Elotouch néven ismert érintőképernyők létrehozásához. 1971-ben publikálták a Hurst munkatársak egy csoportjának fejlesztését, amely egy ellenállásos négyvezetékes technológiát tartalmazott az érintési pontok meghatározására.
A PLATO IV rendszert tekintik az első számítógépes érzékelőnek. Az USA-ban is megjelent, az oktatás számítógépesítésével kapcsolatos speciális tanulmányok eredményeként. szerint funkcionált blokkpanelből (256 db) álltaz infravörös folyamokból álló rács használatának elve.
Leírás
Az érintőképernyő egy elektronikus elem, amely a monitor felületének megérintésével megjeleníti a digitális információkat. Ezeknek a szerkezeteknek a különböző típusai több momentumra vagy egy meghatározott tényezőre (kapacitás- és ellenállásváltozás, hőkülönbség, speciális mutató) reagálnak.
A működési elv szerint az érintőképernyők a következőképpen vannak felosztva:
- Rezisztív változatok.
- Matrix modellek.
- Kapacitív opciók.
- Felületi akusztikai módosítások.
- Optikai érzékelők és fajtáik.
Nézzük meg az ebbe a kategóriába tartozó általános megjelenítési modelleket, a hatókört, a funkciókat és az előnyöket.
Hogyan működnek az ellenállásos érintőképernyők
Ez a monitor legegyszerűbb típusa. Reagál az ellenállási erő átalakulására egy bizonyos tárgy érintésének és a kijelző felületének területén. A legelterjedtebb és legelemibb technológia kialakítása két fő elemet tartalmaz:
- Poliészterből vagy hasonló polimerből készült panel-szubsztrát, amelynek vastagsága nem haladja meg a néhány tíz molekulát. Az átlátszó rész az áramrészecskék vezetésére szolgál.
- Fényáteresztő vékony műanyag membrán.
Mindkét réteg speciális rezisztív bevonattal van bevonva. Közöttük mikroszkopikus gömb alakú szigetelők találhatók.
Működés közben a membrán meghajlik az érintkezéskorhordozó, aminek következtében az áramkör bezárul. Az analóg-digitális átalakítóval rendelkező vezérlő reagál a műveletre, kiszámítja a kezdeti és áramellenállás értékét, valamint az érintkezési pont koordinátáit. Az ilyen eszközök gyorsan megmutatták negatív oldalaikat, aminek eredményeként a mérnökök egy ötödik vezeték hozzáadásával javították a tervezést.
Használja
A rezisztív konfigurációs érintőképernyő egyszerű működési elve miatt mindenhol használják. Tervezési jellemzők:
- alacsony költség;
- ellenállás a környezeti hatásokkal szemben, kivéve a negatív hőmérsékletet;
- jó reakció bármilyen nem éles, megfelelő tárggyal való érintkezésre.
Az ilyen kijelzőket feltöltési és pénzátutalási terminálokra, ATM-ekre és más, a környezettől elszigetelt eszközökre szerelik fel. A monitor gyenge védelmét a sérülésekkel ellensúlyozza a védőfólia bevonat jelenléte.
A kapacitív érintőképernyők működése
Ez a fajta kijelző úgy működik, hogy figyelembe veszi a megnövelt kapacitású objektumok azon képességét, hogy váltakozó áramú vezetővé alakuljanak át. A készülék ellenálló bevonattal ellátott üveglap. A sarkokban elhelyezett elektródák gyenge feszültséget adnak a vezető rétegre. Az érintkezés során áramszivárgás figyelhető meg, ha az objektum nagyobb elektromos kapacitással rendelkezik, mint a képernyő. Az áramerősség a sarokrészekben van rögzítve, az információ pedig onnanAz indikátorok a vezérlőhöz kerülnek feldolgozásra, amely kiszámítja az érintési területet.
Az első modellek egyenáramot használtak. Ez leegyszerűsítette a tervezést, de nem sikerült, ha a felhasználó nem érintkezett a talajjal. A megbízhatóság szempontjából ezek az eszközök körülbelül 60-szor haladják meg az ellenállásos társaikat (200 millió kattintásra tervezték). Átlátszósági szint - 0, 9, minimális üzemi hőmérséklet - -15 °C-ig.
Hátrányok:
- reakció hiánya kesztyűs kézre és a legtöbb idegen tárgyra;
- a vezetőréteggel ellátott bevonat a felső rétegben található, amely mechanikai igénybevételre érzékeny;
- beltéri terminálokhoz alkalmasak.
Kapacitív vetítési változatok
Egyes konfigurációjú okostelefonok érintőképernyőjének működési elve ezen a típuson alapul. A készülék belső felületére egy elektróda rács kerül felhelyezésre, amely az emberi testtel érintkezve kondenzátorkapacitást képez. A kijelző ujjal történő megérintése után az érzékelők és a mikrokontroller feldolgozzák az információkat, a számítások elküldésre kerülnek a főprocesszornak.
Jellemzők:
- ezek a kialakítások a kapacitív érzékelők összes képességével rendelkeznek;
- akár 18 milliméter vastag filmbevonattal is felszerelhetők, amely további védelmet nyújt a mechanikai behatásokkal szemben;
- a nehezen elérhető vezetőképes részeken lévő szennyeződések eltávolítása szoftveres módszerrel történik.
A megadott konfigurációk számos személyi eszközre és terminálra vannak felszerelve, amelyek kültéren, burkolat alatt működnek. Érdemes megjegyezni, hogy az Apple a vetített kapacitív monitorokat is előnyben részesíti.
Matrix módosítások
Ezek a rezisztív technológia egyszerűsített változatai. A membrán számos függőleges vezetékkel van felszerelve, a hordozó - vízszintes analógokkal. Az érintőképernyő működési elve: megérintésekor kiszámítja a vezetékek érintkezési pontját, a kapott információt elküldi a processzornak. Ez pedig meghatározza a vezérlőjelet, amely után a készülék adott módon reagál, például végrehajt egy adott gombhoz rendelt műveletet.
Jellemzők:
- a vezetékek korlátozott száma miatt alacsony a pontossági arány;
- ár a legalacsonyabb az összes érzékelő között;
- multi-touch funkció a megjelenítés pontról pontra történő lekérdezésével valósul meg.
A jelzett modellt kizárólag elavult készülékekben használják, az innovatív megoldások megjelenése miatt a modern időkben gyakorlatilag nem használják.
Felszíni akusztikus jelek
Hogyan szerelték fel a korai telefonok érintőképernyőjét hasonló technológiával. A kijelző egy üvegpanel, amelybe vevők (két darab) vannak beágyazva, és piezoelektromos transzformátorok vannak elhelyezve a szemközti sarkokon.
A generátorból frekvencia-elektromos jel jut a konverterekhez, ahonnan egy soraz impulzusokat reflektorok terjesztik. A hullámokat szenzorok veszik fel, visszajuttatják a PET-be, ahol újra elektromos árammá alakítják. Továbbá az információ a vezérlőhöz kerül, amelyben elemzik.
A képernyő megérintésekor a hullám jellemzői megváltoznak az energia egy részének egy adott helyen történő elnyelésével. Ezen információk alapján számítják ki az érintkezési pontot és erőt. Az ebbe a kategóriába tartozó kijelzők 3 vagy 6 milliméteres fóliavastagsággal kaphatók, ami lehetővé teszi, hogy következmények nélkül kibírja a kéz enyhe ütését.
Hibák:
- munka megsértése vibrációs és rázkódásos körülmények között;
- instabilitás bármilyen szennyezéssel szemben;
- interferencia bizonyos konfigurációjú akusztikus jelek miatt;
- az alacsony pontosság miatt használhatatlanok rajzolásra.
Egyéb fajok
A leggyakrabban használt érintőképernyők készülékét és működési elvét fentebb tárgy altuk. A következő lista a népszerűtlen konfigurációk megjelenítéseiről:
- Optikai monitorok – támogatják a többérintéses funkciót, beleértve a nagy helyigényeket is.
- Infravörös modellek – pár fotodióda LED-del borítva, érintésre mikrokontrolleren keresztül reagálnak.
- Indukciós opciók – speciális tekercsekkel és érzékeny vezetékek hálózatával felszerelve, drága táblagépeken használják.
Mint láthatja, az érintőképernyőkhöz több lehetőség is kínálkozik. A választás mindig a fogyasztón múlik.
