Ce tipuri de ecrane tactile există? Ecrane tactile: cum funcționează ecranele tactile.

24.10.2023

Un ecran tactil este un dispozitiv pentru introducerea și ieșirea de informații printr-un afișaj sensibil la atingere și la gesturi. După cum știți, ecranele dispozitivelor moderne nu numai că afișează imagini, ci vă permit și să interacționați cu dispozitivul. Inițial, butoanele familiare au fost folosite pentru o astfel de interacțiune, apoi a apărut și la fel de faimosul manipulator „mouse”, care a simplificat semnificativ manipularea informațiilor de pe afișajul computerului. Cu toate acestea, „mouse-ul” necesită o suprafață orizontală pentru a funcționa și nu este foarte potrivit pentru dispozitivele mobile. Aici vine în ajutor un plus la un ecran obișnuit - Touch Screen, care este cunoscut și sub numele de Touch Panel, touch panel, touch film. Adică, de fapt, elementul tactil nu este un ecran - este un dispozitiv suplimentar instalat deasupra display-ului din exterior, protejându-l și servind pentru a introduce coordonatele atingerii ecranului cu un deget sau alt obiect.

Utilizare

Astăzi, ecranele tactile sunt utilizate pe scară largă în dispozitivele electronice mobile. Inițial, ecranul tactil a fost folosit la proiectarea computerelor personale de buzunar (PDA-uri, PDA-uri), acum comunicatoarele, telefoanele mobile, playerele și chiar camerele foto și video dețin liderul. Cu toate acestea, tehnologia controlului cu degetele prin butoanele virtuale de pe ecran s-a dovedit a fi atât de convenabilă încât aproape toate terminalele de plată, multe bancomate moderne, chioșcuri electronice de informații și alte dispozitive utilizate în locuri publice sunt echipate cu ea.

Laptop cu ecran tactil

De asemenea, trebuie remarcat faptul că laptopurile, dintre care unele modele sunt echipate cu un ecran tactil rotativ, care oferă computerului mobil nu numai o funcționalitate mai largă, ci și o mai mare flexibilitate în controlul pe stradă și în greutate.

Din păcate, nu există multe modele similare de laptopuri, numite popular „transformatoare”, dar ele există.

În general, tehnologia ecranului tactil poate fi descrisă ca fiind cea mai convenabilă atunci când aveți nevoie de acces instantaneu pentru a controla dispozitivul fără pregătire prealabilă și cu o interactivitate uimitoare: comenzile se pot schimba între ele în funcție de funcția activată. Oricine a lucrat vreodată cu un dispozitiv tactil înțelege perfect cele de mai sus.

Tipuri de ecrane tactile

Există mai multe tipuri de panouri tactile cunoscute astăzi. Desigur, fiecare dintre ele are propriile sale avantaje și dezavantaje. Să evidențiem patru structuri principale:

Rezistiv
Capacitiv
Capacitiv proiectat

Pe lângă ecranele indicate, sunt utilizate ecrane matrice și infraroșu, dar datorită preciziei lor scăzute, domeniul lor de aplicare este extrem de limitat.

Rezistiv

Panourile tactile rezistive sunt printre cele mai simple dispozitive. În centrul său, un astfel de panou este format dintr-un substrat conductiv și o membrană de plastic care au o anumită rezistență. Când apăsați membrana, aceasta se închide cu substratul, iar electronica de control determină rezistența rezultată între marginile substratului și membrană, calculând coordonatele punctului de presiune.

Avantajul unui ecran rezistiv este costul scăzut și simplitatea designului. Au o rezistență excelentă la pete. Principalul avantaj al tehnologiei rezistive este sensibilitatea la orice atingere: puteți lucra cu mâna (inclusiv mănuși), cu un stilou (pix) și orice alt obiect dur, contondent (de exemplu, capătul superior al unui pix sau colțul un card de plastic). Cu toate acestea, există și dezavantaje destul de serioase: ecranele rezistive sunt sensibile la deteriorarea mecanică, un astfel de ecran este ușor de zgâriat, așa că adesea se achiziționează suplimentar o peliculă de protecție specială pentru a proteja ecranul. În plus, panourile rezistive nu funcționează foarte bine la temperaturi scăzute și, de asemenea, au o transparență scăzută - transmit nu mai mult de 85% din fluxul luminos al afișajului.

Folosind un stilou tactil

Aplicație

Comunicatori
Celulare
Terminale POS
Tablet PC
Industrie (dispozitive de control)
Echipament medical

Comunicator

Capacitiv

Tehnologia ecranului tactil capacitiv se bazează pe principiul că un obiect capacitiv mare (în acest caz o persoană) este capabil să conducă curentul electric. Esența tehnologiei capacitive este aplicarea unui strat conductiv electric pe sticlă, în timp ce un curent alternativ slab este furnizat fiecăruia dintre cele patru colțuri ale ecranului. Dacă atingeți ecranul cu un obiect împământat de capacitate mare (degetul), curentul se va scurge. Cu cât punctul de contact (și, prin urmare, scurgerea) este mai aproape de electrozii din colțurile ecranului, cu atât este mai mare puterea curentului de scurgere, care este înregistrat de electronica de control, care calculează coordonatele punctului de contact.

Ecranele capacitive sunt foarte fiabile și durabile, durata lor de viață este de sute de milioane de clicuri, rezistă perfect poluării, dar numai celor care nu conduc curentul electric. În comparație cu cele rezistive, acestea sunt mai transparente. Cu toate acestea, dezavantajele sunt încă posibilitatea deteriorării învelișului conductor electric și insensibilitatea la atingere cu obiecte neconductoare, chiar și cu mâinile înmănuși.

Chioșc de informații

Aplicație

În spații securizate
Chioșcuri de informații
Unele bancomate

Capacitiv proiectat

Ecranele proiectiv-capacitive se bazează pe măsurarea capacității unui condensator format între corpul uman și un electrod transparent de pe suprafața sticlei, care în acest caz este un dielectric. Datorită faptului că electrozii sunt aplicați pe suprafața interioară a ecranului, un astfel de ecran este extrem de rezistent la deteriorarea mecanică și, ținând cont de posibilitatea utilizării sticlei groase, ecranele capacitive proiective pot fi utilizate în locuri publice și pe strada fără restricții speciale. În plus, acest tip de ecran recunoaște apăsarea cu un deget înmănușat.

Terminal de plată

Aceste ecrane sunt destul de sensibile și fac distincție între apăsările cu degetul și stiloul conductiv, iar unele modele pot recunoaște apăsările multiple (multi-touch). Caracteristicile unui ecran capacitiv proiectiv sunt transparența ridicată, durabilitatea și imunitate la majoritatea contaminanților. Dezavantajul unui astfel de ecran este acuratețea sa nu foarte mare, precum și complexitatea electronicii care procesează coordonatele presei.

Aplicație

Chioșcuri electronice pe străzi
Terminale de plată
bancomate
Touchpad-uri pentru laptop
iPhone

Cu determinarea undelor acustice de suprafață

Esența funcționării panoului tactil cu determinarea undelor acustice de suprafață este prezența vibrațiilor ultrasonice în grosimea ecranului. Când atingeți sticla vibrantă, undele sunt absorbite, iar punctul de contact este înregistrat de senzorii de pe ecran. Avantajele tehnologiei includ fiabilitate ridicată și recunoaștere tactilă (spre deosebire de ecranele capacitive). Dezavantajele sunt protecția slabă față de factorii de mediu, astfel încât ecranele cu unde acustice de suprafață nu pot fi folosite în aer liber și, în plus, astfel de ecrane se tem de orice contaminare care le blochează funcționarea. Folosit rar.

Alte tipuri rare de ecrane tactile

Ecrane optice. Sticla este iluminată cu lumină infraroșie, ca urmare a atingerii unei astfel de sticlă, împrăștierea luminii, care este detectată de un senzor.
Ecrane de inducție. În interiorul ecranului există o bobină și o rețea de fire sensibile care răspund la atingere printr-un stilou activ alimentat de rezonanță electromagnetică. Este logic ca astfel de ecrane să răspundă la atingeri doar cu un stilou special. Folosit în tablete grafice scumpe.
Extensometre – reacţionează la deformarea ecranului. Astfel de ecrane au o precizie scăzută, dar sunt foarte durabile.
Grila cu raze infraroșii este una dintre primele tehnologii care vă permite să recunoașteți atingerile de pe ecran. Grila este formată din mulți emițători și receptoare de lumină situate pe părțile laterale ale ecranului. Reacționează la blocarea razelor corespunzătoare de către obiecte, pe baza cărora determină coordonatele presei.

Mișcă două degete împreună – micșorează imaginea (text)
Întindeți două degete în lateral - măriți (Mărire)
Mișcarea mai multor degete în același timp - text derulat, pagini din browser
Rotiți cu două degete pe ecran – rotiți imaginea (ecranul)

Despre beneficiile și dezavantajele ecranelor tactile

Ecranele tactile există de mult timp în dispozitivele portabile. Există mai multe motive pentru aceasta:

Abilitatea de a efectua un număr minim de controale
Simplitatea interfeței grafice
Ușurință de control
Acces facil la funcțiile dispozitivului
Extinderea capabilităților multimedia

Cu toate acestea, există mai mult decât suficiente dezavantaje:

Lipsa feedback-ului haptic
Necesitatea frecventă de a folosi un stilou injector (pen)
Posibilitatea de deteriorare a ecranului
Apariția amprentelor digitale și a altor murdărie pe ecran
Consum mai mare de energie

Drept urmare, nu este întotdeauna posibil să scapi complet de tastatură, deoarece este mult mai convenabil să tastați text folosind taste familiare. Dar ecranul tactil este mai interactiv, datorită accesului mai rapid la elementele de meniu și setările gadgeturilor moderne.

Sperăm că acest material vă va ajuta atunci când alegeți un dispozitiv cu ecran tactil.

Discutați pe forum

Mulți oameni cred că era ecranelor tactile a început în anii 2000, odată cu lansarea primelor PDA-uri (sper că nu există oameni care să creadă că primul ecran tactil a apărut pe iPhone?) Cu toate acestea, nu este așa - primul dispozitivul de consum cu ecran tactil a fost... un televizor în 1982 Un an mai târziu, a apărut primul PC tactil de la HP. 10 ani mai târziu, în 1993, a apărut Apple Newton - fondatorul PDA, care a introdus moda stilourilor (deși aceasta era mai degrabă o necesitate - ecranul era rezistiv), și deja în 2007, odată cu lansarea iPhone-ului, a apărut un ecran capacitiv modern în forma pe care suntem cu toții obișnuiți să o vedem. Așadar, istoria ecranelor tactile datează de 35 de ani și s-au întâmplat destul de multe în acea perioadă.

Deja din nume este clar că astfel de afișaje se bazează pe rezistența electrică. Designul unui astfel de ecran este simplu: există un substrat deasupra afișajului (pentru a nu-l deforma atunci când este apăsat puternic), după care există deja un strat rezistiv, un izolator și un al doilea strat rezistiv deja pe membrană:

Tensiunea este aplicată la marginile din stânga și din dreapta ale membranei și marginile inferioare și superioare ale stratului rezistiv de pe substrat. Ce se întâmplă când facem clic pe un astfel de afișaj? Straturile rezistive se închid, rezistența se modifică și, prin urmare, se modifică și tensiunea - și acest lucru este ușor de înregistrat, după care, cunoscând rezistența unei unități a stratului rezistiv, puteți afla cu ușurință rezistența pe ambele axe până la punctul de apăsare și, prin urmare, calculați punctul de apăsare în sine:

Acesta este principiul de funcționare al unui ecran rezistiv cu patru fire și acestea nu mai sunt folosite dintr-un motiv simplu: cea mai mică deteriorare a membranei cu un strat rezistiv duce la ca ecranul să nu mai funcționeze corect. Și ținând cont de faptul că un astfel de ecran este de obicei înțepenit cu un stilou ascuțit, nu este deloc dificil să provoci daune.

Apoi au decis să o facă altfel: membrana a devenit conductivă și toți cei 4 electrozi erau acum localizați pe stratul rezistiv al substratului, dar în colțuri, iar tensiunea a fost furnizată numai membranei - adică ecranul a devenit cinci. -sârmă. Ce se întâmplă când îl apăsați? Membrana atinge stratul rezistiv, începe să curgă un curent, care este îndepărtat din 4 electrozi, ceea ce permite din nou, cunoscând rezistența stratului rezistiv, să se determine punctul de contact:

Acest tip este deja mai „rezistent la vandal” - chiar dacă membrana este tăiată, ecranul va continua să funcționeze normal (cu excepția, desigur, la locul tăierii). Dar, din păcate, acest lucru nu anulează alte probleme comune tuturor ecranelor rezistive și există multe dintre ele.

În primul rând, un astfel de ecran percepe doar o atingere: este ușor de ghicit că atunci când apăsați cu două degete simultan, ecranul va crede că ați apăsat în mijlocul liniei care leagă punctele de atingere. A doua problemă este că trebuie neapărat să apăsați pe ecran, de preferință cu un obiect ascuțit (unghie, stilou). Desigur, vă puteți obișnui cu acest lucru, dar acest lucru a dus adesea la zgârieturi caracteristice, care nu au adăugat frumusețe ecranului. A treia problemă este că un astfel de ecran transmite nu mai mult de 85% din fluxul luminos, iar datorită grosimii sale nu există senzația că atingi direct imaginea cu degetul.

Dar, cu toate acestea, are și avantaje: în primul rând, este foarte, foarte dificil să spargi afișajul într-un astfel de ecran - are „protecție triplă” sub formă de membrană, izolatori și substrat. Al doilea plus este că ecranului nu-i pasă ce îl înfipți - poți lucra cu el chiar și cu mănuși obișnuite (ceea ce este foarte important iarna). Dar, din păcate, aceste avantaje nu au depășit dezavantajele și, odată cu lansarea iPhone-ului, a început un boom al ecranelor capacitive.

Ecrane capacitive de suprafață

Acesta, s-ar putea spune, este un tip de tranziție între ecranele capacitive cu care suntem obișnuiți (care sunt de proiecție) și cele vechi rezistive. Principiul de funcționare aici este similar cu un ecran cu cinci fire: există o placă de sticlă acoperită cu un strat rezistiv și 4 electrozi în colțuri, care furnizează o tensiune alternativă mică plăcii (de ce nu este constantă - voi explicați mai jos). Când apăsăm pe un astfel de ecran cu un obiect conductiv împământat, obținem o scurgere de curent în punctul de apăsare, care poate fi înregistrată cu ușurință:

Iată răspunsul la motivul pentru care tensiunea este alternativă - cu o tensiune constantă pot exista întreruperi în funcționare dacă împământarea este slabă, dar cu o tensiune alternativă nu este cazul.

Au și o mulțime de probleme: ecranul este acum mai puțin protejat, iar dacă placa de sticlă este deteriorată, întregul ecran nu mai funcționează. Din nou, multi-touch nu este acceptat și, în plus, acum ecranul nu răspunde la o mână înmănușată sau la stilouri - practic nu conduc curentul.

Singurul avantaj al unui astfel de ecran este că a devenit mai subțire și mai transparent decât unul rezistiv, dar, în general, puțini oameni au apreciat acest lucru. Dar totul s-a schimbat odată cu lansarea iPhone-ului, care folosea un tip de ecran tactil ușor diferit, care accepta deja multi-touch.

Ecrane capacitive proiectate

Acum am ajuns deja la tipul modern de ecrane tactile. Conform principiului de funcționare, diferă semnificativ de cele anterioare - aici electrozii sunt amplasați într-o grilă în interiorul ecranului (mai degrabă decât 4 electrozi în colțuri), iar atunci când apăsați ecranul, degetul formează condensatori cu electrozii, prin capacitatea cărora puteți determina locația presei:

Cu un astfel de dispozitiv cu ecran, puteți apăsa pe el cu mai multe degete simultan - dacă sunt amplasate suficient de departe (mai departe de doi electrozi adiacenți în rețea), atunci astfel de prese vor fi detectate ca fiind diferite - așa a apărut multi-touch , mai întâi pe 2 degete în iPhone, iar Acum sunt deja 10 degete în tablete. Nu mai este necesar un număr mai mare de clicuri (nu sunt destui oameni cu mai mult de 10 degete), iar detectarea a mai mult de 5-7 clicuri în același timp pune o sarcină serioasă asupra controlerului tactil.

Unul dintre avantajele unui astfel de ecran, pe lângă suportul multi-touch, este capacitatea de a realiza OGS (One Glass Solution): sticla de protecție a ecranului cu o rețea integrată de electrozi și afișajul sunt un întreg: în acest caz, grosimea este cea mai mică și se pare că atingeți imaginea cu degetele. Acest lucru duce și la problema fragilității: atunci când apare o fisură pe sticlă, grila de electrozi este garantată să se rupă, iar ecranul nu mai răspunde la presiune.

Acestea sunt principalele tipuri de ecrane tactile, dar există multe altele. Să începem cu, poate, cel mai vechi tip, cu care au început ecranele tactile.

Ecrane cu infraroșu

Din nou, principiul de funcționare este clar din nume: la marginile ecranului există mulți emițători și receptoare de lumină în gama IR. Când este apăsat, degetul blochează o parte a luminii, ceea ce vă permite să determinați locația presei. Avantajele unor astfel de ecrane în zorii apariției lor erau că puteau fi echipate cu orice afișaj, ceea ce a fost realizat cu un televizor în 1982. Dezavantajele sunt, de asemenea, evidente - grosimea unui astfel de design se dovedește a fi impresionantă, iar precizia de poziționare este destul de scăzută.

Ecrane de extensometru

Ecrane care răspund la presiune (presiune puternică). Uriașul lor avantaj este că sunt cât se poate de „vandal-proof”, motiv pentru care sunt folosite în diverse bancomate situate pe stradă.

Ecrane de inducție

Din nou, totul este clar din nume: în interiorul ecranului există un inductor și o rețea de fire. Când atingeți ecranul cu un stilou activ special, intensitatea câmpului magnetic creat se modifică - așa se înregistrează clicul. Cel mai important avantaj al unui astfel de ecran este cea mai mare acuratețe posibilă, motiv pentru care s-au dovedit bine în tabletele grafice scumpe.

Ecrane optice

Principiul se bazează pe reflexia internă totală: sticla este iluminată prin iluminare în infraroșu și, atâta timp cât nu există presiune, razele de lumină sunt reflectate complet la marginea sticlei și a aerului (adică nu există rază refractată). Când faceți clic pe un astfel de ecran, apare un fascicul refractat, iar din unghiul de refracție (sau reflexie) puteți calcula punctul de clic.

Ecrane cu unde acustice de suprafață

Poate unul dintre cele mai complexe ecrane. Principiul de funcționare este că vibrațiile ultrasonice sunt create în grosimea sticlei. Când atingeți sticla vibrantă, undele sunt absorbite, iar senzorii speciali din colțuri înregistrează acest lucru și calculează punctul de contact:

Avantajul acestei tehnologii este că poți atinge ecranul cu orice obiect, nu neapărat conductor sau împământat. Minus - ecranul se teme de orice contaminare, așa că va fi imposibil să îl utilizați, de exemplu, în ploaie.

Ecrane DST

Principiul lor de funcționare se bazează pe efectul piezoelectric - atunci când dielectricul este deformat, acesta devine polarizat, ceea ce înseamnă că apare o diferență de potențial - și poate fi deja calculat. Avantajele sunt o viteză de răspuns foarte rapidă și capacitatea de a lucra cu un ecran foarte murdar. Dezavantajul este că pentru a determina locația degetului, acesta trebuie să se miște constant.

Acestea sunt practic toate tipurile de ecrane tactile. Desigur, majoritatea dintre ele sunt ciudate și este puțin probabil să le întâlniți, dar diversitatea și dezvoltarea acestei tehnologii sunt încurajatoare.

Dispozitivele echipate cu ecrane tactile (telefoane mobile, tablete, netbook-uri, chiar și computere personale) devin din ce în ce mai populare. Dar dacă decideți să cumpărați un dispozitiv al cărui ecran răspunde la atingere, trebuie să știți că există diferite tipuri de ecrane tactile.

Diferite tipuri de ecrane tactile funcționează pe principii fizice diferite. Există două tipuri principale de ecrane tactile - capacitive și rezistive. Există și alte tipuri, de exemplu, ecrane bazate pe unde acustice de suprafață, infraroșu, optice, extensometru, inducție (utilizate în), etc. Dar șansa de a întâlni aceste tipuri de ecrane în viața de zi cu zi este destul de mică, așa că hai să vorbim despre cele mai comune două tipuri de ecrane tactile .

Tipuri de ecran tactil: rezistiv

Ecranul tactil rezistiv este o tehnologie mai simplă și mai ieftină. Un astfel de ecran este format din două părți principale: un substrat conductiv și o membrană de plastic. Când apăsați pe membrană, aceasta se blochează în contact cu substratul. În acest caz, electronica de control calculează rezistența care apare între marginile membranei și substrat și determină astfel coordonatele punctului de presare.

Ecranele tactile rezistive sunt utilizate în PDA-uri, comunicatoare și unele modele de telefoane mobile, terminale POS, tablete, dispozitive de control industrial, echipamente medicale. În mod obișnuit, dispozitivele de dimensiuni mici echipate cu un ecran rezistiv sunt echipate cu un stylus pentru a ușura apăsarea pe membrană (cu o zonă mică a ecranului este dificil să faci asta cu degetul).

Un avantaj semnificativ al ecranelor rezistive este simplitatea și costul redus., care în cele din urmă reduce prețul întregului dispozitiv. De asemenea, sunt rezistente la pete. Dar principalul lucru este că, chiar și în absența unui stylus special, puteți lucra cu ele cu aproape orice obiect dur și contondent care este la îndemână. De asemenea, reacţionează la atingerea degetelor, chiar dacă mâna este într-o mănuşă, totuşi, atingerea trebuie să fie suficient de puternică.

Dar ecranele rezistive au și dezavantajele lor.. Acest tip de ecran tactil este sensibil la deteriorarea mecanică: dacă folosiți un obiect nepotrivit în loc de un stylus sau, să zicem, depozitați telefonul în același buzunar cu cheile, îl puteți zgâria cu ușurință. Prin urmare, pentru dispozitivele cu acest tip de ecran, este mai bine să achiziționați suplimentar o folie de protecție specială. Sensibilitatea ecranelor rezistive scade la temperaturi scăzute. In plus, si transparenta lor lasa de dorit: transmit maxim 85% din lumina emanata de pe display.

Tipuri de ecran tactil: capacitiv

Ecranele tactile capacitive profită de faptul că obiectele foarte capacitive (în acest caz, o persoană) conduc curentul electric alternativ. Astfel de ecrane constau dintr-un panou de sticlă acoperit cu un aliaj rezistiv transparent. O mică tensiune alternativă este transmisă stratului conductor. Dacă atingeți degetul cu un ecran sau alt obiect care conduce curentul, scurgerile de curent, acesta este detectat de senzori, iar coordonatele punctului de contact sunt calculate.

Există ecrane capacitive obișnuite și capacitiv proiectat. A doua tehnologie este mai „avansată”. Astfel de ecrane sunt mai sensibile (să zicem, reacționează la o mână înmănușată, în funcție de cele pur și simplu capacitive), suportă tehnologia multi-touch(determinarea simultană a coordonatelor mai multor puncte de atingere). Ecranele capacitive sunt folosite în bancomate, chioșcuri de informații și zone securizate. Capacitiv proiectat - în chioșcuri electronice stradale, terminale de plată, bancomate, touchpad-uri pentru laptop, smartphone-uri și alte dispozitive care acceptă tehnologia multi-touch.

Avantajele unor astfel de ecrane tactile- aceasta este durabilitatea, rezistența la majoritatea contaminanților (cei care nu conduc curentul), transparența mare a ecranului și capacitatea de a lucra la temperaturi scăzute. Dacă este necesar, se poate asigura o rezistență ridicată - stratul de sticlă de pe un ecran capacitiv poate avea o grosime de până la 2 cm. Ecranele capacitive răspund la cele mai ușoare atingeri. Ecranele capacitive proiectate acceptă și multi-touch.

Dezavantajul ecranelor capacitive este costul lor mai mare în comparație cu ecranele rezistive. În plus, astfel de ecrane reacționează doar la obiecte conductoare: un deget sau un stilou special (nu același lucru cu cel folosit cu ecranele rezistive). Unii meșteri reușesc să folosească cârnați, dar unde este garanția că cârnații vor fi la îndemână la momentul potrivit?

După cum puteți vedea, diferite tipuri de ecrane tactile au propriile avantaje și dezavantaje, așa că rămâne la latitudinea dvs. să decideți care este mai potrivit pentru dvs. personal.

Aplicație

Ecranele tactile sunt utilizate în terminale de plată, chioșcuri de informații, echipamente de automatizare comercială, computere de buzunar, telefoane mobile, console de jocuri și panouri de operare în industrie.

Avantajele și dezavantajele dispozitivelor portabile

Avantaje

Simplitatea interfeței.
Dispozitivul poate combina dimensiuni mici și un ecran mare.
Apelare rapidă într-un mediu relaxat.
Capacitățile multimedia ale dispozitivului sunt serios extinse.

Defecte

Avantajele și dezavantajele dispozitivelor staționare

Avantaje

În automatele de informare și automate, panourile operatorului și alte dispozitive care nu au intrare activă, ecranele tactile s-au dovedit a fi o modalitate foarte convenabilă pentru oameni de a interacționa cu mașinile. Avantaje:

Fiabilitate crescută.
Rezistență la influențe externe dure (inclusiv vandalism), protecție împotriva prafului și umezelii.

Defecte

Aceste dezavantaje împiedică utilizarea numai ecran tactil în dispozitivele cu care o persoană lucrează ore întregi. Cu toate acestea, într-un dispozitiv bine proiectat, ecranul tactil poate să nu fie singurul dispozitiv de introducere - de exemplu, la locul de muncă al casieriei, ecranul tactil poate fi folosit pentru a selecta rapid un articol, iar tastatura poate fi folosită pentru a introduce numere.

Cum funcționează ecranele tactile

Există multe tipuri diferite de ecrane tactile care funcționează pe principii fizice diferite.

Ecrane tactile rezistive

Ecran cu patru fire

Principiul de funcționare al ecranului tactil rezistiv cu 4 fire

Un ecran tactil rezistiv constă dintr-un panou de sticlă și o membrană flexibilă din plastic. Un strat rezistiv este aplicat atât pe panou, cât și pe membrană. Spațiul dintre sticlă și membrană este umplut cu microizolatori, care sunt distribuite uniform pe zona activă a ecranului și izolează în mod fiabil suprafețele conductoare. Când ecranul este apăsat, panoul și membrana sunt închise, iar controlerul, folosind un convertor analog-digital, înregistrează modificarea rezistenței și o convertește în coordonate tactile (X și Y). În termeni generali, algoritmul de citire este următorul:

La electrodul superior se aplică o tensiune de +5V, iar cel inferior este împământat. Stânga și dreapta sunt scurtcircuitate, iar tensiunea de pe ele este verificată. Această tensiune corespunde coordonatei Y a ecranului.
În mod similar, +5V și masă sunt furnizate electrozilor din stânga și din dreapta, iar coordonatele X sunt citite de sus și de jos.

Există, de asemenea, ecrane tactile cu opt fire. Acestea îmbunătățesc acuratețea urmăririi, dar nu îmbunătățesc fiabilitatea.

Ecran cu cinci fire

Ecranul cu cinci fire este mai fiabil datorită faptului că stratul rezistiv de pe membrană este înlocuit cu unul conductor (ecranul cu 5 fire continuă să funcționeze chiar și cu o membrană tăiată). Geamul din spate are un strat rezistiv cu patru electrozi la colțuri.

Inițial, toți cei patru electrozi sunt legați la pământ, iar membrana este „trasă în sus” de un rezistor la +5V. Nivelul de tensiune pe membrană este monitorizat constant de un convertor analog-digital. Când nimic nu atinge ecranul tactil, tensiunea este de 5V.

De îndată ce ecranul este apăsat, microprocesorul detectează modificarea tensiunii membranei și începe să calculeze coordonatele atingerii după cum urmează:

La cei doi electrozi din dreapta se aplica o tensiune de +5V, cei din stanga sunt impamantati. Tensiunea de pe ecran corespunde coordonatei X.
Coordonata Y este citită prin conectarea ambilor electrozi superiori la +5V și la împământare ambii electrozi inferiori.

Particularități

Ecranele tactile rezistive sunt ieftine și rezistente la contaminare. Ecranele rezistive răspund la atingere cu orice obiect neted și dur: o mână (golă sau înmănușată), un stylus, un card de credit, un pick. Sunt utilizate oriunde sunt posibile vandalism și temperaturi scăzute: pentru automatizarea proceselor industriale, în medicină, în sectorul serviciilor (terminale POS), în electronica personală (PDA). Cele mai bune mostre oferă o precizie de 4096x4096 pixeli.

Dezavantajele ecranelor rezistive sunt transmisia scăzută a luminii (nu mai mult de 85% pentru modelele cu 5 fire și chiar mai mică pentru modelele cu 4 fire), durabilitatea scăzută (nu mai mult de 35 de milioane de clicuri pe punct) și rezistența insuficientă la vandalism (filmul). este ușor de tăiat).

Ecrane tactile Matrix

Principiul de proiectare și funcționare

Designul este similar cu cel rezistiv, dar simplificat la limită. Pe sticlă se aplică conductori orizontali, iar pe membrană se aplică conductori verticali.

Când atingeți ecranul, conductorii ating. Controlerul determină ce conductori sunt scurtcircuitati și transmite coordonatele corespunzătoare către microprocesor.

Particularități

Au o precizie foarte scăzută. Elementele de interfață trebuie să fie poziționate special ținând cont de celulele ecranului matricei. Singurul avantaj este simplitatea, ieftinitatea și nepretenția. De obicei, ecranele matrice sunt interogate rând cu rând (similar cu o matrice de butoane); aceasta vă permite să configurați multi-touch. Ele sunt treptat înlocuite cu altele rezistive.

Ecrane tactile capacitive

Principiul de proiectare și funcționare

Un ecran capacitiv (sau capacitiv de suprafață) profită de faptul că un obiect de mare capacitate conduce curent alternativ.

Un ecran tactil capacitiv este un panou de sticlă acoperit cu un material rezistiv transparent (de obicei un aliaj de oxid de indiu și oxid de staniu). Electrozii amplasați la colțurile ecranului aplică o mică tensiune alternativă (aceeași pentru toate colțurile) stratului conductor. Când atingeți ecranul cu degetul sau cu alt obiect conducător, curentul se scurge. Mai mult, cu cât degetul este mai aproape de electrod, cu atât rezistența ecranului este mai mică, ceea ce înseamnă că curentul este mai mare. Curentul din toate cele patru colțuri este înregistrat de senzori și transmis controlerului, care calculează coordonatele punctului de atingere.

În modelele anterioare de ecrane capacitive, a fost folosit curent continuu - acest lucru a simplificat designul, dar dacă utilizatorul a avut un contact slab cu pământul, a dus la defecțiuni.

Ecranele tactile capacitive sunt de încredere, aproximativ 200 de milioane de clicuri (aproximativ 6 ani și jumătate de clicuri cu un interval de o secundă), nu curg lichide și tolerează foarte bine contaminanții neconductivi. Transparență la 90%. Cu toate acestea, învelișul conductor situat direct pe suprafața exterioară este încă vulnerabil. Prin urmare, ecranele capacitive sunt utilizate pe scară largă în mașinile instalate doar într-o încăpere protejată împotriva intemperiilor. Ei nu răspund la o mână înmănușată.

Este demn de remarcat faptul că, din cauza diferențelor de terminologie, ecranele capacitive de suprafață și proiectate sunt adesea confundate. Conform clasificării utilizate în acest articol, ecranul, de exemplu, al unui iPhone este capacitiv proiectat, dar nu capacitiv.

Ecrane tactile capacitive proiectate

Principiul de proiectare și funcționare

Pe interiorul ecranului este aplicată o grilă de electrozi. Electrodul împreună cu corpul uman formează un condensator; electronica măsoară capacitatea acestui condensator (furnizează un impuls de curent și măsoară tensiunea).

Particularități

Transparența unor astfel de ecrane este de până la 90%, intervalul de temperatură este extrem de larg. Foarte durabil (blocul este electronica complexă care procesează clicurile). PESE poate folosi sticla de pana la 18 mm grosime, ceea ce duce la o rezistenta extrema la vandal. Ei nu reacţionează la contaminanţii neconductivi; cei conductivi sunt uşor suprimaţi folosind metode software. Prin urmare, ecranele tactile capacitive proiectate sunt utilizate pe scară largă în electronicele personale și în automatele, inclusiv în cele instalate pe stradă.

Este demn de remarcat faptul că, din cauza diferențelor de terminologie, ecranele capacitive de suprafață și proiectate sunt adesea confundate. Conform clasificării utilizate în acest articol, ecranul iPhone (fondatorul „boom-ului tehnologic”, aproximativ 2007) este proiectat capacitiv.

Ecrane tactile cu unde acustice de suprafață

Principiul de proiectare și funcționare

Ecranul este un panou de sticlă cu traductoare piezoelectrice (PET) situate în colțuri. La marginile panoului se afla senzori reflectorizanti si de receptie. Principiul de funcționare al unui astfel de ecran este următorul. Un controler special generează un semnal electric de înaltă frecvență și îl trimite sondei. Sonda convertește acest semnal într-un surfactant, iar senzorii reflectorizați îl reflectă în consecință. Aceste unde reflectate sunt recepționate de senzorii corespunzători și trimise sondei. Sondele, la rândul lor, primesc undele reflectate și le transformă într-un semnal electric, care este apoi analizat de controler. Când atingeți ecranul cu degetul, o parte din energia undelor acustice este absorbită. Receptoarele înregistrează această modificare, iar microcontrolerul calculează poziția punctului de atingere. Reacționează la atingere cu un obiect capabil să absoarbă valul (deget, mână înmănușată, cauciuc poros).

Particularități

Principal demnitate ecranul undelor acustice de suprafață (SAW) este capacitatea de a urmări nu numai coordonatele unui punct, ci și forța de apăsare (aici, mai degrabă, capacitatea de a determina cu precizie raza sau zona de apăsare), datorită faptul că gradul de absorbție al undelor acustice depinde de presiunea din punctul de contact ( ecranul nu se îndoaie sub presiunea degetelor și nu este deformat, astfel încât forța de apăsare nu implică modificări calitative în prelucrarea datelor de către controler asupra coordonatelor a impactului, care înregistrează doar zona care se suprapune pe traseul impulsurilor acustice). Acest dispozitiv are o transparență foarte mare deoarece lumina de la dispozitivul de imagistică trece prin sticlă care nu conține acoperiri rezistive sau conductoare. În unele cazuri, sticla nu este folosită deloc pentru a combate strălucirea, iar emițătoarele, receptoarele și reflectoarele sunt atașate direct pe ecranul dispozitivului de afișare. În ciuda complexității designului, aceste ecrane sunt destul de durabile. Potrivit, de exemplu, compania americană Tyco Electronics și compania taiwaneză GeneralTouch, acestea pot rezista până la 50 de milioane de atingeri la un moment dat, ceea ce depășește durata de viață a unui ecran rezistiv cu 5 fire. Ecranele pe bază de surfactanți sunt utilizate în principal în aparatele de joc, sistemele de informații securizate și instituțiile de învățământ. De regulă, ecranele de surfactant sunt împărțite în unele obișnuite - 3 mm grosime și cele rezistente la vandal - 6 mm. Acesta din urmă poate rezista la o lovitură din pumnul unui om obișnuit sau la o picătură de minge de metal cu o greutate de 0,5 kg de la o înălțime de 1,3 metri (conform Elo Touch Systems). Piața oferă opțiuni de conectare la un computer atât prin interfața RS232, cât și prin interfața USB. În momentul de față, controlerele pentru ecranele tactile cu surfactant care acceptă ambele tipuri de conexiune - combo (date de la Elo Touch Systems) sunt mai populare.

Principal dezavantaj Ecranele pe bază de surfactanți pot funcționa defectuos în prezența vibrațiilor sau atunci când sunt expuse la zgomot acustic, precum și atunci când ecranul este murdar. Orice obiect străin plasat pe ecran (de exemplu, gumă de mestecat) blochează complet funcționarea acestuia. În plus, această tehnologie necesită contactul cu un obiect care absoarbe în mod necesar undele acustice - adică, de exemplu, un card bancar din plastic nu este aplicabil în acest caz.

Precizia acestor ecrane este mai mare decât a celor matriciale, dar mai mică decât a celor capacitive tradiționale. De regulă, ele nu sunt folosite pentru desenarea și introducerea textului.

Ecrane tactile cu infraroșu

Principiul de funcționare al panoului tactil cu infraroșu este simplu - grila formată din raze infraroșii orizontale și verticale este întreruptă atunci când orice obiect atinge monitorul. Controlerul determină locația în care fasciculul a fost întrerupt.

Particularități

Ecranele tactile cu infraroșu sunt sensibile la contaminare și, prin urmare, sunt utilizate acolo unde calitatea imaginii este importantă, de exemplu, în cărțile electronice. Datorită simplității și mentenanței sale, schema este populară în rândul armatei. Tastaturile interfon sunt adesea realizate pe acest principiu. Acest tip de ecran este folosit la telefoanele mobile Neonode.

Ecrane tactile optice

Panoul de sticlă este echipat cu iluminare cu infraroșu. La limita sticlă-aer, se obține reflexia internă totală la limita sticlă-obiect străin, lumina este împrăștiată. Tot ce rămâne este să captezi modelul de împrăștiere pentru aceasta există două tehnologii:

Particularități

Vă permit să distingeți presele de mână de presele cu orice obiect, există un multi-touch. Sunt posibile suprafețe mari de atingere, inclusiv o tablă.

Ecrane tactile cu tensiometru

Reacționează la deformarea ecranului. Precizia ecranelor de extensometru este scăzută, dar sunt foarte rezistente la vandalism. Aplicația este similară cu cele proiectate capacitive: bancomate, automate de bilete și alte dispozitive situate pe stradă.

Ecrane tactile DST

Articolul principal: Tehnologia semnalului dispersiv

Ecranul tactil DST (Dispersive Signal Technology) răspunde la deformarea sticlei. Este posibil să apăsați ecranul cu mâna sau orice obiect. O caracteristică distinctivă este viteza mare de reacție și capacitatea de a lucra în condiții de ecrane foarte murdare.

Ecrane tactile cu inducție

Un ecran tactil inductiv este o tabletă grafică cu un ecran încorporat. Astfel de ecrane răspund doar la un stilou special.

Sunt folosite atunci când se cere un răspuns specific la apăsarea cu un stilou (și nu cu o mână): tablete de artă de ultimă generație, unele modele de tablete PC.

Masă rotativă

	Matr	4 fire	5 fire	Yomk	Pr-yomk	Surfactant	Plasă IR	Angro	Tenzo	Ora de oră	Induce
Funcționalitate
Mana in manusa	da	da	da		da	da	da	da	da	da
Obiect conductiv solid	da	da	da	da	da		da	da	da	da
Obiect solid neconductiv	da	da	da				da	da	da	da
Atingere multiplă	Da 1		Da 7	da	da		Da 1	da
Măsurarea presiunii					da	da		da	da		da
Transparență maximă, % 2	85	75	85	90	90	100	100	100	95		90
Precizie 3	Fund	Înalt	Înalt	Înalt	Înalt	miercuri	Fund	miercuri	Fund	Înalt	Înalt
Fiabilitate
Viață, milioane de clicuri	35	10	35	200	∞ 4	50	∞ 5	∞ 4	???	∞ 4	∞ 4
Protecție împotriva murdăriei și a lichidelor	da	da	da	da	da			da	da	da	da
Rezistenta la vandalism					da			da	da
Aplicație 6	Ogran	Ogran	Ogran	Plasat	Stradă	Plasat	Plasat	Plasat	Stradă	Plasat	Ogran

1 Sprijinit cu limitări.
2 Dacă aveți nevoie doar de un panou de sticlă, fără pelicule conductoare transparente - aproximativ 95%. Dacă nici măcar nu aveți nevoie (puteți folosi acoperirea standard a ecranului) - condiționat 100%
3 Înalt - până la un pixel (urmărește cu precizie un stilou ascuțit). Mediu - până la câțiva pixeli (suficient pentru clicuri cu degetul). Scăzut - blocuri de ecran mari (desenul este imposibil, sunt necesare elemente de interfață foarte mari).
4 Limitat de fiabilitatea electronică
5 Limitat de contaminarea senzorului
6 Ogran - echipamente cu acces restricționat (electronice personale, echipamente industriale). Spatiu - acces general in arie protejata. Strada - acces general la strada.
7 Emulare software, procesează maximum 2 clicuri.

Vezi si

Touchphone

În filmul „Die Hard”, personajul lui Bruce Willis examinează cu mare interes o inovație tehnică din acea vreme - un panou tactil pentru vizitatori în Nakatomi Plaza.

Legături

Înlocuirea ecranului tactil Instrucțiuni pentru înlocuirea ecranelor tactile

Note

Ecran tactil - Istoricul interfeței computerului cu ecran tactil
Istoricul companiei de la Elographics la Elo TouchSystems, 1971 - prezent - Elo TouchSystems - Tyco Electronics
Istoria HP: anii 1980 (engleză)
În ecranele rezistive există feedback atunci când sunt apăsate - acest lucru face ca lucrul cu mâinile să fie mai confortabil. În plus, la unele telefoane, o apăsare reușită este confirmată de vibrații. Dar un astfel de feedback, desigur, nu este suficient pentru a distinge un element de interfață de altul prin atingere.
Mukhin I.A.

Utilizare

Laptop cu ecran tactil

Din păcate, nu există multe modele similare de laptopuri, numite popular „transformatoare”, dar ele există.

Tipuri de ecrane tactile

Există mai multe tipuri de panouri tactile cunoscute astăzi. Desigur, fiecare dintre ele are propriile sale avantaje și dezavantaje. Să evidențiem patru structuri principale:

Rezistiv
Capacitiv
Capacitiv proiectat

Pe lângă ecranele indicate, sunt utilizate ecrane matrice și infraroșu, dar datorită preciziei lor scăzute, domeniul lor de aplicare este extrem de limitat.

Rezistiv

Folosind un stilou tactil

Aplicație

Comunicatori
Celulare
Terminale POS
Tablet PC
Industrie (dispozitive de control)
Echipament medical

Comunicator

Capacitiv

Chioșc de informații

Aplicație

În spații securizate
Chioșcuri de informații
Unele bancomate

Capacitiv proiectat

Terminal de plată

Aplicație

Chioșcuri electronice pe străzi
Terminale de plată
bancomate
Touchpad-uri pentru laptop
iPhone

Cu determinarea undelor acustice de suprafață

Alte tipuri rare de ecrane tactile

Ecrane optice. Sticla este iluminată cu lumină infraroșie, ca urmare a atingerii unei astfel de sticlă, împrăștierea luminii, care este detectată de un senzor.
Ecrane de inducție. În interiorul ecranului există o bobină și o rețea de fire sensibile care răspund la atingere printr-un stilou activ alimentat de rezonanță electromagnetică. Este logic ca astfel de ecrane să răspundă la atingeri doar cu un stilou special. Folosit în tablete grafice scumpe.
Extensometre – reacţionează la deformarea ecranului. Astfel de ecrane au o precizie scăzută, dar sunt foarte durabile.
Grila cu raze infraroșii este una dintre primele tehnologii care vă permite să recunoașteți atingerile de pe ecran. Grila este formată din mulți emițători și receptoare de lumină situate pe părțile laterale ale ecranului. Reacționează la blocarea razelor corespunzătoare de către obiecte, pe baza cărora determină coordonatele presei.

Mișcă două degete împreună – micșorează imaginea (text)
Întindeți două degete în lateral - măriți (Mărire)
Mișcarea mai multor degete în același timp - text derulat, pagini din browser
Rotiți cu două degete pe ecran – rotiți imaginea (ecranul)

Despre beneficiile și dezavantajele ecranelor tactile

Ecranele tactile există de mult timp în dispozitivele portabile. Există mai multe motive pentru aceasta:

Abilitatea de a efectua un număr minim de controale
Simplitatea interfeței grafice
Ușurință de control
Acces facil la funcțiile dispozitivului
Extinderea capabilităților multimedia

Cu toate acestea, există mai mult decât suficiente dezavantaje:

Lipsa feedback-ului haptic
Necesitatea frecventă de a folosi un stilou injector (pen)
Posibilitatea de deteriorare a ecranului
Apariția amprentelor digitale și a altor murdărie pe ecran
Consum mai mare de energie

Sperăm că acest material vă va ajuta atunci când alegeți un dispozitiv cu ecran tactil.

Discutați pe forum