Érintőképernyő: működési elv, technológia és a találmány története

Sokan, különösen a középkorúak és a fiatalok, aktívan használják az intelligens kijelzővel rendelkező okostelefonokat, táblagépeket és egyéb modulokat. Azonban kevesen gondolkodtak az érintés működésének elve képernyő és azok fajtái. Próbáljuk meg ezt részletesebben megérteni.

A találmány története

A világon először egy érzékelő eszköz prototípusát használta Sam Hurst, az USA tanára. 1970-ben kifejlesztette azt az elképzelést, hogy nagyszámú magnóról olvassa el az adatokat. Ennek a folyamatnak az automatizálása egyfajta ugródeszkává vált az elotouch néven ismert érintőképernyők létrehozásához. Hearst kollégáinak egy csoportjának fejlesztése 1971-ben jelent meg, amely egy ellenállásos négyvezetékes technológiát tartalmazott az érintési pontok meghatározására.

Az első számítógépes érzékelőt a PLATO IV rendszernek tekintik. Az USA-ban is megjelent, az oktatás számítógépesítésével kapcsolatos speciális kutatások eredményeként. Ez egy blokkpanelből (256 darab) állt, amely az infravörös áramok rácsának használatával működött.

Leírás

Az érintőképernyő olyan elektronikus elem, amely a digitális információkat a monitor felületére érintő érintéssel jeleníti meg. Ezeknek a szerkezeteknek a különböző típusai több pillanatra vagy egy adott tényezőre reagálnak (kapacitás és ellenállás változása, hőkülönbség, speciális mutató).

A működési elv szerint az érintőképernyők a következőképpen oszlanak meg:

1. Ellenálló változatok.
2. Matrix a modellek.
3. Kapacitív opciók.
4. Felületi akusztikus módosítások.
5. Optikai érzékelők és azok fajtái.

Tekintsük a kategória közös megjelenítési modelljeit, az alkalmazási kört, jellemzők és előnyök.

Az ellenálló érintőképernyők működésének elve

Ez a monitor legegyszerűbb típusa. Reagál az ellenállás erő átalakítására egy adott tárgy érintésének területén és a kijelző felületén. A leggyakoribb és elemi technológia két fő elemet tartalmaz a tervezésében:

1. Panel-poliészterből vagy hasonló polimerből készült szubsztrátum, amelynek vastagsága nem haladja meg a több tíz molekulát. Az átlátszó részt áramrészecskék vezetésére használják.
2. Vékony rétegű műanyagból készült fényvezető membrán.

Mindkét réteg speciális ellenálló bevonattal van bevonva. Közöttük mikroszkopikus gömb alakú szigetelők vannak.

Működés közben a membrán az aljzattal érintkezve meghajlik, aminek következtében az áramkör bezáródik. Az analóg-digitális átalakítóval rendelkező vezérlő reagál a műveletre, kiszámítja a kezdeti és az aktuális ellenállás értékét, valamint az érintkezési pont koordinátáit. Az ilyen eszközök gyorsan megmutatták negatív oldalukat, aminek következtében a mérnökök javították a tervezést egy ötödik hozzáadásával.

Használata

Az ellenálló konfigurációs érintőképernyő legegyszerűbb működési elvének köszönhetően mindenhol használják. Tervezési jellemzők:

• alacsony költség;
• a külső környezettel szembeni ellenállás, kivéve a negatív hőmérsékletet;
• jó reakció a nem éles, megfelelő tárgyakkal való érintkezésre.

Az ilyen kijelzők a pénz letétbe helyezésére és átutalására szolgáló terminálokra, ATM-ekre és egyéb eszközökre vannak felszerelve környezet. A monitor gyenge védelmét a sérülésektől kompenzálja egy védőfólia bevonat jelenléte.

A kapacitív érintőképernyők működésének elve

Ez a fajta megjeleníti a funkciókat, figyelembe véve a megnövekedett kapacitású tárgyak váltakozó elektromos áramvezetőkké történő átalakulásának lehetőségét. A készülék egy üvegpanel, ellenálló bevonattal. A sarkokban elhelyezett elektródák gyenge feszültséget adnak a vezető rétegnek. Az érintkezés során áramszivárgás van, ha az objektum nagyobb elektromos kapacitással rendelkezik, mint a képernyő. Az áram a sarokrészekben van rögzítve, a mutatókból származó információk pedig a vezérlőhöz kerülnek feldolgozásra, amely kiszámítja az érintési területet.

Az első modellek egyenáramot használtak. Ez egyszerűsítette a tervezést, azonban hibákat okozott, ha a felhasználó nem érintkezett a talajfelszínnel. A megbízhatóság szempontjából ezek az eszközök körülbelül 60-szor meghaladják az ellenálló analógokat (200 millió kattintásra tervezték). Átlátszósági szint – 0,9, minimális üzemi hőmérséklet – -15-ig kb C.

Mínuszok:

• , nincs reakció a kesztyűs kézre és a legtöbb idegen tárgyra;
• a vezetővel ellátott bevonat a felső rétegben helyezkedik el, ami mechanikai igénybevételnek van kitéve;
• ezek alkalmasak a terminálok található zárt térben.

Kapacitív vetítési változatok

Egyes konfigurációk okostelefonjainak érintőképernyőjének működési elve a következőkön alapul ez a típus. , az eszköz belső felületére elektródarácsot alkalmaznak, amely az emberi testtel érintkezve kondenzátor kapacitást képez. Miután megérintette a kijelzőt az ujjával, az érzékelők és a mikrokontroller feldolgozzák az információkat, a számításokat elküldik fő processzor.

Jellemzők:

• ezek a tervek rendelkeznek a kapacitív érzékelők összes képességével;
• legfeljebb 18 mm vastag filmbevonattal lehet felszerelni, amely további védelmet nyújt a mechanikai hatásoktól;
• a nehezen elérhető vezetőképes alkatrészek szennyeződését szoftveres módszerrel távolítják el.

Ezek a konfigurációk számos személyes eszközre és terminálra vannak felszerelve, amelyek szabadban, fedél alatt működnek. Érdemes megjegyezni, hogy az Apple is előnyben részesíti a vetítést-kapacitív monitorokat.

Mátrix módosítások

Ezek az ellenállási technológia egyszerűsített változatai. A membrán számos függőleges vezetővel van felszerelve, az aljzat vízszintes analógokkal van felszerelve. A működés elve az érintőképernyő: amikor megérintette, kiszámítja azt a pontot, amelyen a vezetők érintkeztek, a kapott információkat elküldik a processzornak. Ez viszont meghatározza a vezérlőjelet, amely után az eszköz adott módon reagál, például egy adott gombhoz rendelt műveletet hajt végre.

Jellemzők:

• a vezetők korlátozott száma miatt alacsony a pontossági Arány;
• az ár a legalacsonyabb az összes érzékelő között;
• a multitouch funkció a kijelző pontonkénti lekérdezésével valósul meg.

Ez a modell kizárólag elavult eszközökben működik, gyakorlatilag nem használják a modern időkben az innovatív megoldások megjelenése miatt.

Felszíni akusztikus jelek

A korai modellek telefonjainak érintőképernyőjének működési elve hasonló technológiával volt felszerelve. A kijelző egy üvegpanel, amelybe vevők (két darab) és piezoelektromos transzformátorok vannak beágyazva, ellentétes sarokrészekre helyezve.

A generátorból egy frekvenciájú elektromos jelet táplálnak a konverterekbe, ahonnan egy impulzussorozat reflektorok segítségével terjed. A hullámokat érzékelők veszik fel, visszatérnek a PEP-be, ahol visszafordulnak elektromos árammá. , Akkor az információ a vezérlőhöz kerül, amelyben elemzik.

A képernyő megérintésekor a hullám jellemzői megváltoznak az energia egy részének abszorpciójával egy adott helyen. Ezen információk alapján kiszámítják az érintési pontot és erőt. Az ebbe a kategóriába tartozó kijelzők 3 vagy 6 mm vastag filmmel kaphatók, amely lehetővé teszi, hogy következmények nélkül ellenálljon egy kis ütésnek a kezével.

Hátrányok:

• a működés megzavarása rezgés és rázás esetén;
• instabilitás bármilyen szennyezéssel szemben;
• az interferencia jelenléte egy bizonyos konfigurációjú akusztikus jelek miatt;
• az alacsony pontosság alkalmatlanná teszi őket rajzolásra.

Egyéb típusok

Az eszközt és a leggyakrabban használt érintőképernyők működési elvét a fentiekben tárgyaljuk. Az alábbiakban felsoroljuk a népszerűtlen konfigurációk megjelenítését:

1. Optikai monitorok-támogatja a multi-touch funkciót, beleértve a szervizelt felület nagy méreteit is.
2. Infravörös modellek-fotodióda LED-ekkel borítva, reagálnak az érintésre egy mikrokontrolleren keresztül.
3. Indukciós opciók-speciális tekerccsel és érzékeny vezetők hálózatával felszerelve, drága tablettákon.

Mint látható, számos lehetőség van az érintőképernyőkre. A választás mindig a fogyasztón múlik.