Mange mennesker, især midaldrende og unge, bruger aktivt smartphones, tablets og andre smarte display-gadgets. Men få af dem tænkte på princippet om betjening af berøringsskærmen og deres varianter. Lad os prøve at forstå dette mere detaljeret.
Opfindelseshistorie
For første gang i verden blev en prototype touch-enhed brugt af Sam Hurst, en lærer fra USA. Han udviklede ideen i 1970 om at læse data fra et stort antal strimmelkortskrivere. Automatisering af denne proces er blevet en slags springbræt for skabelsen af berøringsskærme, kendt som Elotouch. Udviklingen af en gruppe Hurst-kolleger blev offentliggjort i 1971, som omfattede en resistiv fire-trådsteknologi til bestemmelse af berøringspunkter.
PLATO IV-systemet anses for at være den første computersensor. Det blev også udgivet i USA, som et resultat af særlige undersøgelser relateret til computerisering af uddannelse. Den bestod af et blokpanel (256 stk), fungerede iflgprincippet om at bruge et gitter af infrarøde strømme.
Description
Berøringsskærmen er et elektronisk element, der visualiserer digital information ved at røre ved skærmens overflade. Forskellige typer af disse strukturer reagerer på flere momenter eller en specifik faktor (ændring i kapacitans og modstand, termisk forskel, speciel pointer).
I henhold til betjeningsprincippet er berøringsskærme opdelt som følger:
- Resistive versioner.
- Matrix-modeller.
- Kapacitive muligheder.
- Overflade-akustiske modifikationer.
- Optiske sensorer og deres varianter.
Lad os overveje almindelige displaymodeller i denne kategori, omfang, funktioner og fordele.
Sådan fungerer resistive berøringsskærme
Dette er den enkleste type skærm. Det reagerer på transformationen af modstandskraften i området for berøring af en bestemt genstand og displayets overflade. Den mest almindelige og elementære teknologi omfatter to hovedelementer i sit design:
- Panelsubstrat af polyester eller lignende polymer, hvis tykkelse ikke overstiger nogle få tiere af molekyler. Den gennemsigtige del tjener til at lede strømpartikler.
- Lystransmitterende tynd plastmembran.
Begge lag er belagt med en speciel resistiv belægning. Mellem dem er mikroskopiske kugleformede isolatorer.
Under drift bøjes membranen i kontakt medsubstrat, som et resultat af hvilket kredsløbet er lukket. Regulatoren med en analog-til-digital-konverter reagerer på operationen og beregner værdien af start- og strømmodstanden samt kontaktpunktets koordinater. Sådanne enheder viste hurtigt deres negative sider, som et resultat af hvilket ingeniørerne forbedrede designet ved at tilføje en femte ledning.
Brug
På grund af det enkle betjeningsprincip for den resistive konfigurationsberøringsskærm, bruges den over alt. Designfunktioner:
- lavpris;
- modstand mod miljøpåvirkninger, undtagen negative temperaturer;
- god reaktion på kontakt med enhver ikke-skarp egnet genstand.
Sådanne skærme er monteret på opfyldnings- og pengeoverførselsterminaler, pengeautomater og andre enheder, der er isoleret fra miljøet. Skærmens svage beskyttelse mod beskadigelse kompenseres af tilstedeværelsen af en beskyttende filmbelægning.
Sådan fungerer kapacitive berøringsskærme
Denne type display fungerer under hensyntagen til evnen hos objekter med øget kapacitet til at omdannes til ledere af vekselstrøm. Enheden er et glaspanel med resistiv belægning. Elektroder placeret i hjørnerne påfører en svag spænding til det ledende lag. Under kontakt observeres strømlækage, hvis objektet har en større elektrisk kapacitans end skærmen. Strømmen er fast i hjørnedelene, og informationen fraindikatorer går til controlleren til behandling, som beregner berøringsområdet.
De første modeller brugte jævnstrøm. Dette forenklede designet, men det mislykkedes, hvis brugeren ikke havde kontakt med jorden. Med hensyn til pålidelighed overstiger disse enheder resistive modparter med omkring 60 gange (designet til 200 millioner klik). Gennemsigtighedsniveau - 0, 9, minimum driftstemperatur - op til -15 °C.
Ulemper:
- manglende reaktion på behandskede hænder og de fleste fremmedlegemer;
- coating med leder er placeret i det øverste lag, hvilket forårsager modtagelighed for mekanisk belastning;
- de er velegnede til indendørs terminaler.
Kapacitive projektionsversioner
Betjeningsprincippet for berøringsskærmen på smartphones i nogle konfigurationer er baseret på denne type. Et elektrodegitter påføres på den indre overflade af enheden, som, når den er i kontakt med den menneskelige krop, danner en kondensatorkapacitans. Efter berøring af displayet med en finger behandler sensorerne og mikrocontrolleren informationen, og beregningerne sendes til hovedprocessoren.
Funktioner:
- disse designs har alle mulighederne for kapacitive sensorer;
- de kan udstyres med en filmbelægning op til 18 millimeter tyk, som giver yderligere beskyttelse mod mekanisk stød;
- forurenende stoffer på svært tilgængelige ledende dele fjernes ved hjælp af softwaremetoden.
De angivne konfigurationer er monteret på mange personlige enheder og terminaler, der fungerer udendørs under tag. Det er værd at bemærke, at Apple også foretrækker projicerede kapacitive skærme.
Matrix-ændringer
Dette er forenklede versioner af resistiv teknologi. Membranen er udstyret med et antal lodrette ledere, substratet - med vandrette analoger. Funktionsprincippet for berøringsskærmen: ved berøring beregnes det punkt, hvor kontakten med lederne opstod, den modtagne information sendes til processoren. Det bestemmer igen styresignalet, hvorefter enheden reagerer på en given måde, for eksempel udfører en handling, der er tildelt en bestemt knap.
Funktioner:
- på grund af det begrænsede antal ledere er der en lav nøjagtighed;
- prisen er den laveste blandt alle sensorer;
- multi-touch-funktionen implementeres ved at polle displayet punkt for punkt.
Den angivne model bruges udelukkende i forældede enheder, den bruges praktisk t alt ikke i moderne tid på grund af fremkomsten af innovative løsninger.
Akustiske overfladesignaler
Hvordan berøringsskærmen på tidlige telefoner var udstyret med lignende teknologi. Displayet er et glaspanel, hvori modtagere (to stykker) er indlejret, og piezoelektriske transformere er placeret i modsatte hjørner.
Fra generatoren tilføres et elektrisk frekvenssignal til omformerne, hvorfra en række afimpulser forplantes ved hjælp af reflektorer. Bølgerne opfanges af sensorer, returneres til PET'en, hvor de omdannes tilbage til elektrisk strøm. Yderligere går informationen til controlleren, hvori den analyseres.
Når du rører ved skærmen, undergår bølgens karakteristika ændringer med absorptionen af en del af energien et bestemt sted. Baseret på denne information beregnes kontaktpunktet og kontaktkraften. Skærme i denne kategori fås med en filmtykkelse på 3 eller 6 millimeter, hvilket gør, at du kan modstå et lille slag fra din hånd uden konsekvenser.
Flaws:
- overtrædelse af arbejde under forhold med vibrationer og rystelser;
- ustabilitet til enhver forurening;
- interferens på grund af akustiske signaler af en bestemt konfiguration;
- lav præcision gør dem ubrugelige til tegning.
Andre arter
Enheden og funktionsprincippet for berøringsskærme, som bruges oftest, er diskuteret ovenfor. Følgende er en liste over visninger af upopulære konfigurationer:
- Optiske skærme - understøtter multi-touch, inklusive store footprints.
- Infrarøde modeller - dækket med par fotodiode-LED'er, reagerer på berøring gennem en mikrocontroller.
- Induktionsmuligheder - udstyret med en speciel spole og et netværk af følsomme ledere, brugt på dyre tablets.
Som du kan se, er der flere muligheder for berøringsskærme. Valget er altid op til forbrugeren.
