Jaké typy dotykových obrazovek existují? Co je lepší: odporová nebo kapacitní obrazovka? Typy dotykové obrazovky

aplikace

Dotykové obrazovky se používají v platebních terminálech, informačních kioscích, zařízeních pro automatizaci obchodu, kapesních počítačích, mobilních telefonech, herních konzolích a operátorských panelech v průmyslu.

Výhody a nevýhody ručních zařízení

Výhody

• Jednoduchost rozhraní.
• Zařízení dokáže kombinovat malé rozměry a velkou obrazovku.
• Rychlé vytáčení v uvolněném prostředí.
• Multimediální možnosti zařízení jsou vážně rozšířeny.

Nedostatky

Výhody a nevýhody stacionárních zařízení

Výhody

V informačních a prodejních automatech, operátorských panelech a dalších zařízeních, která nemají aktivní vstup, se dotykové obrazovky ukázaly jako velmi pohodlný způsob interakce lidí se stroji. výhody:

• Zvýšená spolehlivost.
• Odolnost vůči drsným vnějším vlivům (včetně vandalismu), odolnost proti prachu a vlhkosti.

Nedostatky

Tyto nevýhody znemožňují použití pouze dotykový displej v zařízeních, se kterými člověk hodiny pracuje. V dobře navrženém zařízení však dotykový displej nemusí být jediným vstupním zařízením – například na pracovišti pokladního lze pomocí dotykového displeje rychle vybrat položku a pomocí klávesnice zadávat čísla.

Jak fungují dotykové obrazovky

Existuje mnoho různých typů dotykových obrazovek, které fungují na různých fyzikálních principech.

Odporové dotykové obrazovky

Čtyřdrátová obrazovka

Princip činnosti 4vodičové odporové dotykové obrazovky

Odporová dotyková obrazovka se skládá ze skleněného panelu a pružné plastové membrány. Na panel i membránu je aplikován odporový povlak. Prostor mezi sklem a membránou je vyplněn mikroizolátory, které jsou rovnoměrně rozmístěny po aktivní ploše obrazovky a spolehlivě izolují vodivé povrchy. Po stisknutí obrazovky se panel a membrána uzavřou a ovladač pomocí analogově-digitálního převodníku zaznamená změnu odporu a převede ji na dotykové souřadnice (X a Y). Obecně platí, že algoritmus čtení je následující:

1. Na horní elektrodu je přivedeno napětí +5V a spodní je uzemněna. Levý a pravý jsou zkratovány a kontroluje se napětí na nich. Toto napětí odpovídá souřadnici Y obrazovky.
2. Podobně je +5V a zem přivedeno do levé a pravé elektrody a X-souřadnice se čte shora a zdola.

Nechybí ani osmidrátové dotykové obrazovky. Zlepšují přesnost sledování, ale nezlepšují spolehlivost.

Pětivodičová obrazovka

Pětivodičové stínění je spolehlivější díky tomu, že odporový povlak na membráně je nahrazen vodivým (5drátové stínění funguje i při proříznutí membrány). Zadní sklo má odporovou vrstvu se čtyřmi elektrodami v rozích.

Nejprve jsou všechny čtyři elektrody uzemněny a membrána je „vytažena“ rezistorem na +5V. Úroveň napětí na membráně je neustále monitorována analogově-digitálním převodníkem. Když se dotykové obrazovky nic nedotýká, napětí je 5V.

Jakmile je obrazovka stisknuta, mikroprocesor detekuje změnu napětí membrány a začne vypočítat souřadnice dotyku následovně:

1. Na dvě pravé elektrody je přivedeno napětí +5V, levé jsou uzemněny. Napětí na obrazovce odpovídá X-souřadnici.
2. Souřadnice Y se čte připojením obou horních elektrod na +5V a k zemi obě spodní.

Zvláštnosti

Odporové dotykové obrazovky jsou levné a odolné vůči znečištění. Odporové obrazovky reagují na dotyk s jakýmkoli hladkým, tvrdým předmětem: rukou (holou nebo v rukavici), stylusem, kreditní kartou, trsátkem. Používají se všude tam, kde je možný vandalismus a nízké teploty: pro automatizaci průmyslových procesů, v lékařství, v sektoru služeb (POS terminály), v osobní elektronice (PDA). Nejlepší vzorky poskytují přesnost 4096x4096 pixelů.

Nevýhodou odporových obrazovek je nízká propustnost světla (ne více než 85 % u 5-vodičových modelů a ještě nižší u 4-vodičových modelů), nízká životnost (ne více než 35 milionů kliknutí na bod) a nedostatečná odolnost proti vandalismu (fólie snadno se řeže).

Matrix dotykové obrazovky

Konstrukce a princip fungování

Konstrukce je podobná rezistivnímu, ale na hranici možností zjednodušená. Horizontální vodiče jsou aplikovány na sklo a vertikální vodiče jsou aplikovány na membránu.

Když se dotknete obrazovky, dotknou se vodiče. Ovladač určí, které vodiče jsou zkratovány, a předá mikroprocesoru odpovídající souřadnice.

Zvláštnosti

Mají velmi nízkou přesnost. Prvky rozhraní musí být speciálně umístěny s ohledem na buňky maticové obrazovky. Jedinou výhodou je jednoduchost, levnost a nenáročnost. Typicky jsou maticové obrazovky dotazovány řádek po řádku (podobně jako tlačítková matice); to umožňuje nastavit vícedotykové ovládání. Postupně jsou nahrazovány odporovými.

Kapacitní dotykové obrazovky

Konstrukce a princip fungování

Kapacitní (nebo povrchové kapacitní) stínění využívá skutečnosti, že vysokokapacitní objekt vede střídavý proud.

Kapacitní dotyková obrazovka je skleněný panel potažený průhledným odporovým materiálem (obvykle slitina oxidu india a oxidu cínu). Elektrody umístěné v rozích obrazovky přivádějí na vodivou vrstvu malé střídavé napětí (stejné pro všechny rohy). Když se dotknete obrazovky prstem nebo jiným vodivým předmětem, uniká proud. Navíc, čím blíže je prst k elektrodě, tím nižší je odpor obrazovky, což znamená, že proud je větší. Proud ve všech čtyřech rozích je zaznamenáván senzory a přenášen do ovladače, který vypočítává souřadnice bodu dotyku.

V dřívějších modelech kapacitních obrazovek se používal stejnosměrný proud - to zjednodušilo konstrukci, ale pokud měl uživatel špatný kontakt se zemí, vedlo to k poruchám.

Kapacitní dotykové obrazovky jsou spolehlivé, cca 200 milionů kliknutí (cca 6 a půl roku kliknutí s intervalem jedné vteřiny), nepropouštějí kapaliny a velmi dobře snášejí nevodivé nečistoty. Transparentnost na 90%. Vodivý povlak umístěný přímo na vnějším povrchu je však stále zranitelný. Kapacitní stínění jsou proto široce používána ve strojích instalovaných pouze v místnosti chráněné před povětrnostními vlivy. Nereagují na ruku v rukavici.

Stojí za zmínku, že kvůli rozdílům v terminologii jsou povrchové a promítané kapacitní obrazovky často zaměňovány. Podle klasifikace použité v tomto článku je obrazovka například iPhonu projektovaná kapacitní, ale ne kapacitní.

Projektované kapacitní dotykové obrazovky

Konstrukce a princip fungování

Na vnitřní straně obrazovky je nanesena mřížka elektrod. Elektroda spolu s lidským tělem tvoří kondenzátor; elektronika měří kapacitu tohoto kondenzátoru (dodává proudový impuls a měří napětí).

Zvláštnosti

Průhlednost takových obrazovek je až 90 %, teplotní rozsah je extrémně široký. Velmi odolný (úzkým hrdlem je složitá elektronika zpracovávající kliknutí). PESE může používat sklo o tloušťce až 18 mm, což vede k extrémní odolnosti proti vandalům. Nereagují na nevodivé nečistoty, ty vodivé lze snadno potlačit pomocí softwarových metod. Proto se projektované kapacitní dotykové obrazovky široce používají v osobní elektronice a v prodejních automatech, včetně těch instalovaných na ulici.

Stojí za zmínku, že kvůli rozdílům v terminologii jsou povrchové a promítané kapacitní obrazovky často zaměňovány. Podle klasifikace použité v tomto článku je obrazovka iPhonu (zakladatel „technologického boomu“, přibližně v roce 2007) projektována jako kapacitní.

Dotykové obrazovky založené na povrchových akustických vlnách

Konstrukce a princip fungování

Obrazovka je skleněný panel s piezoelektrickými měniči (PET) umístěnými v rozích. Na okrajích panelu jsou reflexní a přijímací senzory. Princip fungování takové obrazovky je následující. Speciální regulátor generuje vysokofrekvenční elektrický signál a posílá jej do sondy. Sonda přemění tento signál na povrchově aktivní látku a reflexní senzory jej odpovídajícím způsobem odrážejí. Tyto odražené vlny jsou přijímány odpovídajícími senzory a posílány do sondy. Sondy zase přijímají odražené vlny a převádějí je na elektrický signál, který je pak analyzován regulátorem. Když se dotknete obrazovky prstem, část energie z akustických vln se pohltí. Přijímače tuto změnu zaznamenají a mikrokontrolér vypočítá polohu bodu dotyku. Reaguje na dotyk s předmětem schopným absorbovat vlny (prst, ruka v rukavici, porézní guma).

Zvláštnosti

Hlavní důstojnost obrazovka na povrchových akustických vlnách (SAW) je schopnost sledovat nejen souřadnice bodu, ale také sílu lisování (zde spíše schopnost přesně určit poloměr nebo oblast lisování), díky skutečnost, že míra absorpce akustických vln závisí na tlaku v místě kontaktu (obrazovka se pod tlakem prstů neprohýbá a nedeformuje, takže přítlačná síla nezpůsobuje kvalitativní změny ve zpracování údajů o souřadnicích regulátorem nárazu, který zaznamená pouze oblast, která překrývá dráhu akustických impulsů). Toto zařízení má velmi vysokou průhlednost, protože světlo ze zobrazovacího zařízení prochází sklem, které neobsahuje odporové ani vodivé povlaky. V některých případech se sklo k boji proti oslnění vůbec nepoužívá a zářiče, přijímače a reflektory jsou připevněny přímo k obrazovce zobrazovacího zařízení. Navzdory složitosti designu jsou tyto obrazovky poměrně odolné. Podle například americké společnosti Tyco Electronics a tchajwanské společnosti GeneralTouch vydrží až 50 milionů dotyků v jednom bodě, což přesahuje životnost 5vodičové odporové obrazovky. Obrazovky na bázi povrchově aktivních látek se používají především ve výherních automatech, zabezpečených informačních systémech a vzdělávacích institucích. Síta povrchově aktivních látek se zpravidla dělí na běžná - 3 mm silná a odolná proti vandalismu - 6 mm. Ten vydrží úder pěstí průměrného muže nebo pád kovové koule o hmotnosti 0,5 kg z výšky 1,3 metru (podle Elo Touch Systems). Trh nabízí možnosti připojení k počítači jak přes rozhraní RS232, tak přes rozhraní USB. V současnosti jsou oblíbenější ovladače pro povrchově aktivní dotykové obrazovky, které podporují oba typy připojení – combo (data od Elo Touch Systems).

Hlavní nevýhoda Síta na bázi povrchově aktivních látek mohou selhat v přítomnosti vibrací nebo při vystavení akustickému hluku, stejně jako když je obrazovka znečištěná. Jakýkoli cizí předmět umístěný na obrazovce (například žvýkačka) zcela blokuje její činnost. Tato technologie navíc vyžaduje kontakt s předmětem, který nutně pohlcuje akustické vlny – to znamená, že například plastová bankovní karta není v tomto případě použitelná.

Přesnost těchto obrazovek je vyšší než u maticových, ale nižší než u tradičních kapacitních. Zpravidla se nepoužívají pro kreslení a zadávání textu.

Infračervené dotykové obrazovky

Princip fungování infračerveného dotykového panelu je jednoduchý - mřížka tvořená horizontálními a vertikálními infračervenými paprsky je přerušena při dotyku jakéhokoli předmětu s monitorem. Ovladač určí místo, kde byl paprsek přerušen.

Zvláštnosti

Infračervené dotykové obrazovky jsou citlivé na znečištění, a proto se používají tam, kde je důležitá kvalita obrazu, například u elektronických knih. Díky své jednoduchosti a udržovatelnosti je schéma oblíbené u armády. Na tomto principu se často vyrábí klávesnice interkomů. Tento typ obrazovky se používá v mobilních telefonech Neonode.

Optické dotykové obrazovky

Skleněný panel je vybaven infračerveným přísvitem. Na rozhraní sklo-vzduch dochází k úplnému vnitřnímu odrazu na rozhraní sklo-cizí objekt, světlo je rozptýleno. Zbývá pouze zachytit rozptylový vzor, ​​k tomu existují dvě technologie:

Zvláštnosti

Umožňují odlišit ruční lisy od lisů s libovolnými předměty, je zde multidotyk. Velké dotykové plochy jsou možné až po tabuli včetně.

Tenzometrické dotykové obrazovky

Reagujte na deformaci obrazovky. Přesnost tenzometrických obrazovek je nízká, ale jsou vysoce odolné proti vandalismu. Aplikace je podobná projektovaným kapacitním: bankomaty, automaty na jízdenky a další zařízení umístěná na ulici.

DST dotykové obrazovky

Hlavní článek: Technologie disperzního signálu

Dotykový displej DST (Dispersiv'e Signal Technology) reaguje na deformaci skla. Na obrazovku je možné přitlačit rukou nebo jakýmkoliv předmětem. Charakteristickým rysem je vysoká reakční rychlost a schopnost pracovat v podmínkách silně znečištěných obrazovek.

Indukční dotykové obrazovky

Indukční dotyková obrazovka je grafický tablet s vestavěnou obrazovkou. Takové obrazovky reagují pouze na speciální pero.

Používají se, když je vyžadována specifická reakce na stisknutí perem (a ne rukou): špičkové umělecké tablety, některé modely tabletových počítačů.

Kontingenční tabulka

	Matr	4-drát	5-drát	Yomk	Pr-jomk	Povrchově aktivní látka	IR síťovina	Velkoobchod	Tenzo	DST	Indukovat
Funkčnost
Ruka v rukavici	Ano	Ano	Ano		Ano	Ano	Ano	Ano	Ano	Ano
Pevný vodivý předmět	Ano	Ano	Ano	Ano	Ano		Ano	Ano	Ano	Ano
Pevný nevodivý předmět	Ano	Ano	Ano				Ano	Ano	Ano	Ano
Vícedotykový	ano 1		ano 7	Ano	Ano		ano 1	Ano
Měření tlaku					Ano	Ano		Ano	Ano		Ano
Maximální průhlednost, % 2	85	75	85	90	90	100	100	100	95		90
Přesnost 3	Dno	Vysoký	Vysoký	Vysoký	Vysoký	středa	Dno	středa	Dno	Vysoký	Vysoký
Spolehlivost
Životnost, miliony kliknutí	35	10	35	200	∞ 4	50	∞ 5	∞ 4	???	∞ 4	∞ 4
Ochrana před nečistotami a tekutinami	Ano	Ano	Ano	Ano	Ano			Ano	Ano	Ano	Ano
Odolnost proti vandalismu					Ano			Ano	Ano
Přihláška 6	Ogran	Ogran	Ogran	Umístěno	ulice	Umístěno	Umístěno	Umístěno	ulice	Umístěno	Ogran

1 Podporováno s omezeními.
2 Pokud potřebujete pouze skleněný panel, bez jakýchkoli průhledných vodivých fólií – zhruba 95 %. Pokud to ani nepotřebujete (můžete použít standardní kryt obrazovky) - podmíněně 100%
3 Vysoká – až na pixel (přesně sleduje ostré pero). Střední – až několik pixelů (dost pro kliknutí prstem). Nízké - velké bloky obrazovky (kreslení není možné, jsou vyžadovány velmi velké prvky rozhraní).
4 Omezeno spolehlivostí elektroniky
5 Omezeno znečištěním snímače
6 Ogran - zařízení s omezeným přístupem (osobní elektronika, průmyslová zařízení). Prostory - obecný přístup v chráněném prostoru. Ulice - obecný přístup do ulice.
7 Softwarová emulace, zpracuje maximálně 2 kliknutí.

viz také

• Dotykový telefon

Ve filmu „Die Hard“ postava Bruce Willise s velkým zájmem zkoumá technickou inovaci té doby – dotykový panel pro návštěvníky v Nakatomi Plaza.

Odkazy

• Výměna dotykové obrazovky Pokyny pro výměnu dotykové obrazovky

Poznámky

1. Dotyková obrazovka – Historie rozhraní počítače s dotykovou obrazovkou
2. Historie společnosti od Elographics po Elo TouchSystems, 1971 - současnost - Elo TouchSystems - Tyco Electronics
3. Historie HP: 80. léta (anglicky)
4. U odporových obrazovek dochází při stisknutí ke zpětné vazbě – díky tomu je práce rukama pohodlnější. U některých telefonů navíc úspěšné stisknutí potvrdí vibrace. Ale taková zpětná vazba samozřejmě nestačí k rozlišení jednoho prvku rozhraní od druhého dotykem.
5. Mukhin I.A.

Než začnete uvažovat o kapacitní nebo odporové obrazovce, musíte se rozhodnout, jaká dotyková technologie je obecně. Zde je vše jasné: toto je obrazovka, která určuje souřadnice lisu. Z vědeckého hlediska to znamená způsob ovládání rozhraní, pomocí kterého může uživatel kliknout přímo na místo zájmu. V současné době existuje několik metod pro implementaci dotykových obrazovek. Stojí za zvážení každého zvlášť.

Odporová technologie

Chcete-li se rozhodnout, který typ obrazovky, kapacitní nebo odporový, je pro vás nejlepší, musíte je zvážit. Druhá možnost zahrnuje použití určité výrobní technologie. Na spodní straně je skleněný panel, na jehož vrchní straně je průhledná pružná membrána. Na panelu a membráně je vodivý povlak, tedy odporový. Když stisknete obrazovku, dojde v určitém bodě ke zkratu. Pokud znáte napětí na elektrodách na jedné straně a změříte ho na membráně, můžete sledovat jednu souřadnici. Dvě souřadnice budou vyžadovat vypnutí jedné skupiny elektrod pro zapnutí druhé. To vše provádí automaticky mikroprocesor, jakmile se změní napětí na membráně. Odporové obrazovky neumožňují vícedotykové ovládání.

Vlastnosti odporové technologie

Jako každý jiný typ implementovaného zařízení existují určité vlastnosti, které jsou pozitivní nebo negativní v závislosti na situaci. Výhodou je většinou nízkonákladová výroba a také možnost lisování čímkoli, jelikož membránu stačí pouze zatlačit. Přesnost polohování je zvýšena použitím doteků.

Negativní body

Mezi hlavní nevýhody patří nízký stupeň propustnosti světla, vysoká míra škrábanců na povrchu, možnost kliknout na jeden bod maximálně 35 milionůkrát a nemožnost implementace multi-touch. Pokud se nemůžete rozhodnout, zda si vybrat kapacitní nebo odporovou obrazovku, pak je také důležité poznamenat, že není možné používat gesta, jako je posouvání, protože musíte přitlačit prst na obrazovku a přetáhnout jej, aniž byste jej uvolnili. V zařízeních s takovými ovládacími prvky je lepší používat software, který vyžaduje minimální používání gest „přejetí“.

Po pochopení vlastností této technologie stojí za zmínku, že ji lze implementovat několika způsoby, které mají určité rozdíly. Kapacitní dotyková obrazovka může být jednoduše kapacitní nebo projektovaná kapacitní. První možnost zahrnuje použití určitých prvků. Na horní stranu skleněného panelu je umístěn průhledný odporový materiál, jako je slitina oxidu cínu nebo india. V rozích jsou umístěny elektrody, které přivádějí na vodivou vrstvu malé střídavé napětí. Pokud se obrazovky dotkne vodivý předmět, dojde k úniku a čím blíže je tento předmět k elektrodě, tím nižší je odpor obrazovky, to znamená, že proudová síla znatelně vzroste. A to vše se nazývá kapacitní stínění, protože střídavý proud je veden objektem s větší kapacitou. Nejčastěji mluvíme o prstu.

Vlastnosti kapacitních obrazovek

Stejně jako u jiných typů technologií i v tomto případě hovoříme o kombinaci výhod a nevýhod. Mezi výhody oproti ostatním patří vysoká propustnost světla, značná životnost zaklapnutí, jednoduchost a snadné ovládání metodou „překlápění“. Jsou zde i nevýhody: stačí použít prsty nebo specializované stylusy. Běžná kapacitní obrazovka nepodporuje vícedotykovou technologii. Často dochází k náhodným kliknutím. Systém například dokáže rozpoznat gesto jako „rolování“, i když není zamýšleno, protože po stisknutí je obtížné udržet prst přesně na jednom místě.

Promítaný kapacitní dotykový displej

V tomto případě se zařízení od předchozích značně liší. Vnitřní strana obrazovky je mřížka elektrod. Pokud se elektrody dotkne předmět s větší kapacitou, vytvoří se kondenzátor s konstantní kapacitou. Takové zástěny se používají v exteriéru, jelikož umožňují instalaci skla o tloušťce až 18 mm a v tomto případě je možné získat nejen co nejtvrdší povrch, ale také zajistit odolnost proti vandalismu.

Vlastnosti projektovaných kapacitních snímačů

V tomto případě, stejně jako ve všech ostatních, existují určité výhody a nevýhody, kterých byste si měli být vědomi. Mezi výhody patří možnost implementace multidotyku, reakce na tlak rukavicí, vysoký stupeň propustnosti světla a také odolnost samotné obrazovky. Takové obrazovky jsou schopny reagovat na přiblížení prstů, aniž by je skutečně tiskly. Práh pro dokončení dotyku je obvykle konfigurovatelný softwarem. Krajním bodem je obvykle obrazovka samotná, protože její protlačování je zcela zbytečné.

Pokud vezmeme v úvahu projektivně-kapacitní obrazovku, má také určité nevýhody, které se obvykle nazývají složitá a poměrně drahá elektronika, nemožnost použít běžný stylus a pravděpodobnost náhodného kliknutí.

Vícedotyková technologie

Není možné určit vhodný typ dotykové obrazovky, kapacitní nebo odporovou, aniž bychom se zabývali otázkou implementace této technologie. Multitouch je schopnost provádět více dotyků. Tato implementace zahrnuje sledování souřadnic několika kliknutí současně. Pokud je taková technologie implementována v chytrém telefonu nebo tabletu, lze ji použít k napodobení hry na hudební nástroj, například kytaru. To je potřeba prozkoumat podrobněji.

Můžete si vzít běžnou kapacitní nebo odporovou obrazovku. Pokud nejprve stisknete například v levém horním rohu a poté, aniž byste zvedli prst, dalším stisknutím pravého dolního rohu, pak elektronika určí střed obrazovky jako souřadnice, tedy střed segmentu mezi těmito páry dotyků. To bude viditelné, pokud spustíte speciální aplikaci, která sleduje souřadnice kliknutí. Vyvstává však otázka: jak je implementováno škálování obrazu, pokud je stejně rozpoznáno pouze jedno kliknutí?

Všechno je zde jednoduché. Toto je nejběžnější softwarový trik. Stiskli jste kapacitní obrazovku - elektronika to zjistila. To bude bod "A". Nyní, aniž byste uvolnili prst, zatlačte na jiné místo, které bude bodem „B“, ukáže se, že v tuto chvíli se bod tlaku okamžitě posunul na stranu a vytvořil „C“. Právě v tomto okamžiku, kdy nedošlo k žádnému skutečnému uvolnění prstu, ale bod stisknutí se okamžitě pohnul, je softwarově zpracován jako vícedotykový. Dále, pokud se bod „C“ přiblíží k „A“, pak se určí pohyb prstů, to znamená, že v případě obrázku musí být obraz zmenšen a naopak. Ještě jeden bod: pokud bod „C“ popisuje oblouk kolem jednoho z bodů, pak to program definuje jako rotaci jednoho prstu kolem druhého, což vyžaduje otočení obrázku ve vhodném směru.

Použití odporových a kapacitních obrazovek

Profesionální vývojáři tradičně používají první typ, protože umožňuje ovládat jakýkoli objekt za různých povětrnostních podmínek. Odporová technologie využívá ve srovnání s kapacitní technologií větší počet senzorů na centimetr čtvereční, takže displej může zobrazovat drobné ikony, které lze stisknout jehlou. Například operační systém Windows Mobile byl navržen s ohledem na tuto funkci, takže dobře funguje s odporovými obrazovkami. Takové displeje jsou téměř necitlivé na náhodná kliknutí. Mnoho vývojářů se však nyní snaží vytvářet aplikace, které cílí na kapacitní dotykové obrazovky. To se již stává problémem u zařízení vyrobených pomocí odporové technologie.

Stupeň ochrany

Je důležité pochopit, že u tabletových počítačů a komunikátorů je nejzranitelnější částí displej. Kapacitní obrazovka je z hlediska spolehlivosti výhodnější variantou. Jeho výkon za jakýchkoliv podmínek je znatelně vyšší a odporové modely mohou selhat, například pokud je přenesete sklem dolů. Kapacitní obrazovka je zabezpečená možnost. I když je rozbitý, bude nadále plnit své funkce. Pokud se rozhodujete, zda zvolit kapacitní nebo odporovou obrazovku, stojí za zmínku, že v polních podmínkách bude první tou nejlepší volbou.

závěry

Abychom to shrnuli, lze poznamenat, že obě možnosti implementace zobrazení mají své výhody a nevýhody. Zatímco kapacitní obrazovka představuje celou řadu možností, odporová obrazovka je zaměřena na použití v určitých situacích. Obvykle vše závisí na rozhraní použitém v gadgetu. snadné použití, jeho lisovací plocha je znatelně menší než u prstu, nicméně s dobrou citlivostí povrchu je vhodné se bez tohoto zařízení obejít. Neustálé vylepšování rezistivních displejů vedlo ke vzniku modelů, které jsou dosti tvrdé, tedy odolné proti poškrábání, ale také citlivé. Takové možnosti se staly velmi pohodlnými.

Nutnost použití speciálního stylusu pro kapacitní obrazovky někdy způsobuje značné nepohodlí, protože se obvykle nedodává se zařízením. A odporová technologie zahrnuje jak doprovod speciálním zařízením, tak možnost přitlačit jakýmkoli tvrdým předmětem. Jedním z důvodů, proč mnoho lidí volí kapacitní dotykovou obrazovku, je vícedotyková, ale stojí za zmínku, že nejčastěji se jedná o softwarovou implementaci, jak již bylo popsáno, a při správném přístupu ji lze aplikovat na odporovou. Projektovaná kapacitní technologie se ještě nestala tak dostupnou, jak bychom si přáli.

Dotykový displej jako vstupní/výstupní informační zařízení se objevil poměrně dávno. Ještě v 90. letech minulého století bylo možné najít v prodeji PDA a další přenosná zařízení vybavená dotykovým displejem. Jak technologie pokročila, smartphony s dotykovou obrazovkou se zdokonalovaly a byly na ně kladeny nové požadavky, takže dotykové obrazovky se za poslední desetiletí dramaticky změnily.

Odporové snímače

Nejjednodušší a cenově nejdostupnější senzory pro chytré telefony. Skládají se ze dvou vrstev, na kterých je nanesena síťka z průhledného vodivého materiálu. Spodní je vyrobeno ze skla (minerálního nebo organického) a horní je vyrobeno z plastu. Mezi nimi je tenká vzduchová vrstva. V okamžiku dotyku se mezi mřížkami různých vrstev uzavře obvod a ovladač určí souřadnice místa, kde je dotyk proveden.

Výhodami odporových clon je citlivost na tlak jakéhokoli předmětu, nízká cena, jednoduchost konstrukce a přesnost. Hlavní nevýhodou je křehkost: plastová horní vrstva se snadno odřízne nebo propíchne, po kterém se kontakt přeruší a snímač nebude fungovat.

Odporové senzory mají také relativně nízkou průhlednost (až 80 %), a proto se od roku 2010 na chytrých telefonech přestaly používat. Takový dotykový displej dnes najdete pouze v levných telefonech čínské výroby.

Kapacitní senzory

Kapacitní senzory v chytrých telefonech se skládají ze skleněného panelu pokrytého průhlednou vodivou vrstvou a čtyř rohových senzorů. Je napájen slabým střídavým proudem, jehož únik při dotyku zaznamenají senzory, vypočítávající souřadnice lisu. Kromě toho, že takové dotykové obrazovky reagují pouze na dotyk elektricky vodivého předmětu, mají nízkou přesnost a nejsou schopny současně vnímat několik klepnutí.

Kapacitní projekční senzory

Nejběžnější typ senzoru na moderních chytrých telefonech. Představují vývoj předchozího typu. Místo vodivé vrstvy je na panel nanesena mřížka elektrod, které jsou rovněž napájeny. Ve chvíli, kdy se dotknete prstu, který funguje jako kondenzátor, dojde k úniku proudu, jehož polohu vypočítá regulátor. Tato konstrukce umožňuje sledovat několik dotyků (v tuto chvíli až 10, více nedává smysl) současně.

Základní design těchto dotykových obrazovek je modifikován výrobci mobilních zařízení. Na moderních displejích smartphonů OGS lze citlivé elektrody namontovat přímo mezi krystaly (nebo diody) matrice a obrazovka je pokryta tvrzeným sklem, aby odolala poškození.

Dříve se také praktikovalo oddělení ochranného skla a dotykové vrstvy: elektrody byly naneseny na průhlednou fólii, která byla svrchu pokryta sklem. Tento přístup umožnil zachovat funkčnost snímače i v případě vážného poškození (praskliny, třísky).

Všichni jistě používáte počítače a mobilní zařízení a jen málokdo je obecně schopen říci, jak fungují jejich procesory, operační systémy a další komponenty.

V době mobilních gadgetů má každý dotykovou obrazovku (nazývanou také chytrá obrazovka) a téměř nikdo neví, co tato dotyková obrazovka je, jak funguje a jaké existují typy.

co to je

Dotykový displej (obrazovka) je zařízení pro vizualizaci digitálních informací se schopností ovlivňovat řízení dotykem povrchu displeje.

Na základě různých technologií reagují různé displeje pouze na určité faktory.

Někteří četli změnu kapacita nebo odpor v oblasti kontaktu, ostatní na změny teploty, některé senzory reagovat pouze na speciální pero aby nedošlo k náhodnému kliknutí.

Podíváme se na princip fungování všech běžných typů displejů, oblasti jejich použití, silné a slabé stránky.

Mezi všemi existujícími principy ovládání zařízení prostřednictvím matice citlivé na jakékoli faktory, Věnujme pozornost následujícím technologiím:

• odporový (4-5 drát);
• matice;
• kapacitní a jeho varianty;
• povrchová akustika;
• optické a další méně obvyklé a praktické.

Obecně je schéma práce následující: uživatel se dotkne oblasti obrazovky, senzory přenesou data do ovladače o změnách libovolné proměnné (odpor, kapacita), který vypočítá přesné souřadnice bodu kontaktu a odešle je.

Ten na základě programu reaguje na stisk odpovídajícím způsobem.

Odporový

Nejjednodušší dotyková obrazovka je odporová. Reaguje na změny odporu v oblasti kontaktu mezi cizím předmětem a obrazovkou.

Jedná se o nejprimitivnější a nejrozšířenější technologii. Zařízení se skládá ze dvou hlavních prvků:

• vodivý transparentní substrát (panel) vyrobený z polyesteru nebo jiného polymeru o tloušťce několika desítek molekul;
• světlovodivá membrána z polymerního materiálu (obvykle se používá tenká vrstva plastu).

Obě vrstvy jsou potaženy odporovým materiálem. Mezi nimi jsou mikroizolátory ve formě kuliček.

Během této fáze se elastická membrána deformuje (ohýbá), přichází do kontaktu s vrstvou substrátu a uzavírá ji.

Regulátor reaguje na zkrat pomocí analogově-digitálního převodníku. Vypočítá rozdíl mezi původním a aktuálním odporem (nebo vodivostí) a souřadnicemi bodu nebo oblasti, kde k tomu dochází.

Praxe rychle odhalila nedostatky takových zařízení a inženýři začali hledat řešení, která byla brzy nalezena přidáním 5. drátu.

Čtyřdrát

Horní elektroda je napájena 5V a spodní je uzemněna.

Levá a pravá jsou připojeny přímo, jsou indikátorem změn napětí podél osy Y.

Poté jsou horní a spodní část zkratovány a 5V je přiváděno doleva a doprava pro čtení X-souřadnice.

Pětivodičový

Spolehlivost je dána výměnou odporového povlaku membrány za vodivý.

Panel je vyroben ze skla a zůstává pokrytý odporovým materiálem a elektrody jsou umístěny v jeho rozích.

Nejprve jsou všechny elektrody uzemněny a membrána je napájena, což je neustále monitorováno stejným analogově-digitálním převodníkem.

Během dotyku ovladač (mikroprocesor) detekuje změnu parametru a provádí výpočty bodu/oblasti, kde se změnilo napětí podle čtyřvodičového obvodu.

Důležitou výhodou je možnost aplikace na konvexní a konkávní povrchy.

Na trhu jsou také 8vodičové obrazovky. Jejich přesnost je vyšší než u uvažovaných, ale to nijak neovlivňuje spolehlivost a cena je znatelně odlišná.

Závěr

Uvažované senzory se používají všude kvůli jejich nízké ceně a odolnosti vůči vlivu faktorů prostředí, jako je znečištění a nízké teploty (ale ne pod nulou).

Dobře reagují na dotek téměř jakéhokoli předmětu, ale ne ostrého.

Plocha tužky nebo zápalky obvykle nestačí ke spuštění reakce ovladače.

Tyto displeje se instalují a používají v sektoru služeb (kanceláře, banky, obchody), lékařství a školství.

Všude tam, kde jsou zařízení izolována od vnějšího prostředí a pravděpodobnost poškození je minimální.

Nízkou spolehlivost (obrazovka se snadno poškodí) částečně kompenzuje ochranná fólie.

Slabé stránky této technologie jsou špatné fungování v chladném počasí, nízká propustnost světla (0,75 a 0,85), zdroje (ne více než 35 milionů kliknutí na terminál, který se neustále používá, velmi málo).

Matice

Zjednodušená odporová technologie, která vznikla ještě před ní.

Membrána je pokryta v řadách vertikální vodiče a substrát je horizontální.

Po stisknutí se vypočítá plocha, kde jsou vodiče připojeny a výsledná data se přenesou do procesoru.

Ten již generuje řídící signál a zařízení určitým způsobem reaguje, např. vykoná akci přiřazenou tlačítku).

Zvláštnosti:

• velmi nízká přesnost (počet vodičů je velmi omezený);
• nejnižší cena ze všech;
• implementace vícedotykové funkce díky dotazování obrazovky řádek po řádku.

Používají se pouze v zastaralé elektronice a téměř se přestaly používat kvůli přítomnosti progresivních řešení.

Kapacitní

Princip je založen na schopnosti velkokapacitních objektů stát se vodiči střídavého elektrického proudu.

Obrazovka je vyrobena ve formě skleněného panelu s tenkou vrstvou nastříkané odporové látky.

Elektrody v rozích displeje přivádějí na vodivou vrstvu malé napětí střídavého proudu.

V okamžiku kontaktu uniká proud, pokud má předmět větší elektrickou kapacitu než obrazovka.

Proud je zaznamenáván v rozích obrazovky a informace ze senzorů jsou odesílány do ovladače ke zpracování. Na jejich základě se vypočítá kontaktní plocha.

První prototypy používaly stejnosměrné napětí. Řešení zjednodušilo konstrukci, ale často havarovalo, když uživatel nebyl v kontaktu se zemí.

Tato zařízení jsou velmi spolehlivá, jejich životnost přesahuje odporová ~60krát (asi 200 milionů kliknutí), jsou odolná proti vlhkosti a odolají znečištění, které nevede elektrický proud.

Průhlednost je na úrovni 0,9, což je o něco více než u odporových a fungují při teplotách do -15 0 C.

nedostatky:

• nereaguje na rukavici a většinu cizích předmětů;
• vodivý povlak je v horní vrstvě a je velmi citlivý na mechanické poškození.

Používají se ve stejných bankomatech a terminálech pod uzavřeným vzduchem.

Projektovaná kapacitní

Na vnitřní povrch je aplikována elektrodová mřížka, která tvoří s lidským tělem kapacitu (kondenzátor). Elektronika (mikrokontrolér a senzory) pracují na výpočtu souřadnic na a odesílání výpočtů do centrálního procesoru.

Mají všechny vlastnosti kapacitních.

Navíc mohou být vybaveny silnou fólií až 1,8 cm, která zvyšuje ochranu před mechanickými vlivy.

Vodivé nečistoty, kde je obtížné nebo nemožné je odstranit, lze snadno odstranit pomocí softwarové metody.

Nejčastěji jsou instalovány v osobních elektronických zařízeních, bankomatech a různých zařízeních instalovaných virtuálně pod širým nebem (pod krytem). Apple také preferuje promítané kapacitní displeje.

Povrchová akustická vlna

Vyrábí se ve formě skleněného panelu vybaveného piezoelektrickými měniči PET umístěnými v protilehlých rozích a přijímači.

Je jich také dvojice a jsou umístěny na protilehlých rozích.

Generátor vysílá vysokofrekvenční elektrický signál do sondy, která převádí sérii impulzů na povrchově aktivní látky a reflektory jej distribuují.

Odražené vlny zachytí senzory a pošlou je do sondy, která je přemění zpět na elektřinu.

Signál je odeslán do regulátoru, který jej analyzuje.

Při dotyku se mění parametry vlny, zejména se část její energie pohltí v určitém místě. Na základě těchto informací se vypočítá oblast kontaktu a její síla.

Velmi vysoká průhlednost (nad 95 %) je způsobena absencí vodivých/odporových povrchů.

Někdy, aby se eliminovalo oslnění, světelné reflektory spolu s přijímači namontované přímo na obrazovce.

Složitost konstrukce v žádném případě neovlivňuje provoz zařízení s takovou obrazovkou a počet dotyků v jednom bodě je 50 milionůkrát, což mírně překračuje životnost odporové technologie (celkem 65 milionůkrát).

Vyrábějí se s tenkým filmem asi 3 mm a silným filmem 6 mm. Díky této ochraně displej odolá lehkému úderu pěstí.

Slabé stránky:

• špatný výkon v podmínkách vibrací a otřesů (v dopravě, při chůzi);
• nedostatečná odolnost vůči nečistotám - jakýkoli cizí předmět ovlivňuje fungování displeje;
• rušení za přítomnosti akustického hluku určité konfigurace;
• přesnost je o něco nižší než u kapacitních, proto jsou pro kreslení nevhodné.