Comment fonctionnent les commandes tactiles. L'avenir : les écrans tactiles à forme d'onde. Écran tactile résistif

De nos jours, vous ne surprendrez personne avec un écran tactile. De plus, il est déjà étrange de voir des appareils sans capteur, surtout lorsqu'il s'agit de gadgets mobiles. Cela est dû à la volonté d’augmenter la surface de travail. Mais à quelle fréquence réfléchissons-nous au type d’affichage utilisé dans un appareil particulier ? Est-il déjà arrivé que, après avoir acheté une nouvelle tablette ou un nouveau smartphone, nous essayions de le contrôler à l'aide du stylo numérique habituel, mais pas de chance, l'appareil ne répond tout simplement pas à son toucher. Apparemment, l'écran est fabriqué à l'aide d'une technologie différente, capacitive, qui commence progressivement à supplanter son prédécesseur, l'affichage de type résistif.

Vous pouvez trouver un grand nombre d'écrans tactiles qui diffèrent non seulement par leurs caractéristiques de conception, mais également par leur principe de fonctionnement. Il existe aujourd'hui les types d'écrans tactiles suivants : écran tactile résistif, capacitif, à projection-capacitif, matriciel, à ondes acoustiques de surface, infrarouge, à jauge de contrainte, inductif.

Actuellement, il existe deux principaux types d’écrans tactiles utilisés en technologie électronique : résistifs et capacitifs. Nous en parlerons plus en détail, et tenterons également de mettre en évidence les forces et les faiblesses de chacun.

Voyons tout d’abord le principe de fonctionnement d’une dalle tactile résistive. Il est constitué d'un panneau de verre et d'une membrane en plastique flexible, sur laquelle est appliqué un revêtement résistif. L'espace entre le verre et la membrane est rempli de micro-isolants, qui à leur tour isolent de manière fiable les surfaces conductrices, réparties uniformément sur la zone active de l'écran. Lorsque vous appuyez sur l'écran, le panneau et la membrane se ferment et le contrôleur, à l'aide d'un convertisseur analogique-numérique, enregistre le changement de résistance, le convertissant en coordonnées tactiles. C'est pour cette raison qu'un tel écran peut être pressé avec n'importe quel objet dur, qu'il s'agisse d'un ongle, d'un stylet spécial ou même d'un crayon ordinaire. En raison de cette structure, les écrans résistifs s'usent progressivement, c'est pourquoi il est nécessaire de calibrer périodiquement l'écran afin que lorsque vous appuyez sur l'écran, les coordonnées du point tactile soient correctement traitées.

Il existe des écrans à quatre, huit, cinq, six ou sept électrodes. Les plus simples à fabriquer, et donc les moins chers, sont ceux à quatre électrodes. Ils ne peuvent supporter que 3 millions de clics à un moment donné. Ceux à cinq fils seront déjà beaucoup plus fiables - jusqu'à 35 millions de clics; quatre électrodes sont situées sur le panneau et la cinquième est située sur une membrane recouverte d'une composition conductrice. Il convient de noter que les écrans à cinq fils et les versions ultérieures des écrans à six et sept fils continuent de fonctionner même si une partie de la membrane est endommagée.

Avantages

Les avantages d'un écran résistif incluent le faible coût de sa production et, par conséquent, le faible coût du dispositif dans lequel il est utilisé. De plus, il convient de noter que la réponse du capteur ne dépend pas ici de l'état de la surface de l'écran ; même s'il est sale, l'écran tactile reste tout aussi sensible. Vous devez également souligner la précision de l'atteinte du point souhaité, car un réseau dense d'éléments résistifs est utilisé.

Défauts

Comme inconvénient des écrans résistifs, nous soulignons une faible transmission lumineuse, pas plus de 70 % ou 85 %, une luminosité de rétroéclairage accrue est donc nécessaire. Il s'agit également d'une faible sensibilité, c'est-à-dire Il ne suffit pas de toucher avec le doigt, il faut une pression, on ne peut donc pas se passer d'un stylo numérique ou d'ongles longs. Dans la plupart des cas, ce type ne prend pas en charge le multi-touch, c'est-à-dire que l'écran ne comprend qu'une seule touche. Lorsque vous interagissez avec l'écran, vous devez faire des efforts pour transmettre n'importe quelle commande, et si vous en faites trop, vous pouvez non seulement le rayer, mais également endommager l'écran. Comme mentionné ci-dessus, pour un bon fonctionnement, il est nécessaire de calibrer périodiquement l'écran.

Écran tactile capacitif

Un écran capacitif est un panneau de verre recouvert d'un matériau résistif transparent, généralement un alliage d'oxyde d'indium et d'oxyde d'étain. Des électrodes sont installées aux coins du panneau, fournissant une tension alternative basse tension à la couche conductrice ; elles surveillent le flux de charges dans l'écran et transmettent des données au contrôleur, déterminant ainsi les coordonnées du point tactile. Avant d'être touché, l'écran présente une certaine charge électrique ; lorsqu'on le touche avec le doigt, un point apparaît sur la couche conductrice dont le potentiel est inférieur aux potentiels de l'électrode, car le corps humain a la capacité de conduire le courant électrique et possède une certaine capacité. Il n'y a pas de membrane flexible sur l'écran, ce qui garantit une grande fiabilité et permet de réduire la luminosité du rétroéclairage. Ce type d'écran est capable de déterminer simultanément les coordonnées de deux ou plusieurs points tactiles, ce qui signifie une prise en charge multi-touch.

Les écrans de projection capacitifs sont devenus un sous-type d'écrans capacitifs. Ils fonctionnent sur un principe similaire. La différence est que les éléments de base ne sont pas situés à l'extérieur de l'écran, mais à l'intérieur, ce qui rend le capteur plus protégé. Ce type d'affichage est principalement utilisé dans les appareils mobiles modernes.

L'interaction avec un écran capacitif ne doit être effectuée qu'avec un objet conducteur, un doigt nu ou un stylet spécial doté d'une capacité électrique. Le nombre de clics avant la défaillance des éléments du capteur atteint plus de 200 millions de fois.

Avantages

L'un des avantages des écrans capacitifs est que même en plein soleil, la visibilité reste assez bonne, ce qu'on ne peut pas dire d'un écran résistif, car il reflète beaucoup la lumière ambiante. Un autre avantage était la possibilité de reconnaître rapidement et précisément le toucher sans utiliser d'accessoires supplémentaires. L'avantage incontestable des écrans de ce type est la durée de vie du capteur plus longue par rapport au type précédent. Une interface « multi-doigts » ou multi-touch est également apparue, même si tous les appareils dotés d'un écran de ce type ne sont pas entièrement implémentés.

Défauts

Les aspects négatifs de l'utilisation d'un écran tactile capacitif incluent un coût plus élevé en raison de la complexité de la production. L'interaction avec l'écran n'est possible qu'en touchant un matériau conducteur. Pour cette raison, des stylets ou des gants capacitifs spéciaux sont achetés pour travailler avec ; cela devient particulièrement important par temps froid, et c'est un autre poste de dépense.

Pour résumer, rappelons que les écrans résistifs sont sensibles à la pression, tandis que les écrans capacitifs sont sensibles au toucher. La précision des écrans capacitifs est comparable à celle des écrans résistifs, mais le type capacitif est plus fiable en raison de l'absence de membrane flexible, et moins de couches les rendent plus transparents.

Il existe une opinion selon laquelle les écrans résistifs ont déjà perdu leur utilité et que l'avenir appartient aux écrans capacitifs. En effet, le passage de l'entrée mécanique-électrique à l'électrique signifie déjà beaucoup, puisque la précision de détermination des coordonnées a augmenté et que le multi-touch est apparu.

Cependant, il existe encore aujourd'hui un grand nombre d'appareils dotés d'écrans résistifs sur le marché de l'électronique, mais ils commencent lentement à être remplacés par des gadgets dotés de capteurs capacitifs. En observant cette tendance, on peut supposer que les premiers disparaîtront bientôt complètement.

Les écrans tactiles se sont répandus en raison de leur commodité.

Le terme Touch Screen est formé de deux mots anglais. Le premier signifie « toucher » et le second signifie « écran ». Cette phrase exprime pleinement le principe de fonctionnement de ce type d’affichage, qui consiste à réagir au toucher des doigts d’une personne et à effectuer certaines actions. Malgré le fait que ce type de technologie nous semble moderne, la date d’invention du premier écran tactile est considérée comme 1970. C'est alors qu'un professeur d'université du Kentucky, Samuel Hurst, fut le premier à décider de simplifier le processus de lecture des informations sur les bandes magnétiques. Le résultat du développement du scientifique a été l’apparition du premier écran au monde prenant en charge la technologie de saisie tactile.

NOTE!

Le nouveau produit utilisait le type de fonctionnement le plus primitif : une méthode résistive à quatre fils pour déterminer les coordonnées du point de contact.

Les premiers appareils à recevoir un tel système de saisie d'informations ont été les ordinateurs, et ce n'est qu'en 1998 que le premier téléphone portable est né, utilisant la saisie tactile. C'était une idée originale d'Alcatel. Ensuite, Ericsson a proposé sa version d'un écran tactile dans un appareil mobile. Mais ces prototypes ne ressemblaient guère aux versions modernes d’écrans tactiles.

Le panneau était monochrome, de petite taille et permettait uniquement à l'utilisateur de composer un numéro. Le premier modèle où l'écran tactile a acquis une forme moderne était le communicateur HTC Qtek 1010/02 XDA, sorti en 2002. Et l'idée d'utiliser un écran tactile dans les appareils mobiles a été portée à un niveau qualitativement nouveau par Apple, qui a implémenté la fonction Multitouch ou la réponse au toucher simultané de l'écran avec deux doigts ou plus.

IMPORTANT!

L'invention et la mise en œuvre massive des écrans tactiles ont apporté un grand nombre d'aspects positifs pour l'utilisateur et ont accru la facilité d'utilisation d'un smartphone. Mais cela a entraîné un inconvénient important : les appareils sont devenus plus « délicats » et ont nécessité une manipulation prudente, car des dommages au verre pourraient endommager l'ensemble du capteur.

L'un des domaines d'application de l'écran tactile est celui des tablettes graphiques, dont l'utilisation simplifie le processus de création d'animation.

Qu'est-ce qu'un capteur et où est-il utilisé ?

Les gens modernes ne peuvent plus imaginer leur vie sans appareils tactiles, cette invention est devenue si fermement ancrée dans la vie. Selon les statistiques, plus de 90 % de la population mondiale a rencontré au moins une fois un écran tactile, utilisé dans divers appareils et gadgets électroniques :

• téléphones intelligents ;
• tablettes et ordinateurs tablettes ;
• terminaux bancaires ou de paiement ;
• dispositifs d'achat de billets électroniques;
• écrans (ordinateur, réfrigérateurs, appareils électroménagers).

Le développement de la technologie tactile ne se limite pas aux appareils mobiles. Il existe des développements dans lesquels l’écran tactile est intégré sur de grandes surfaces.

NOTE!

Il n’y a pas si longtemps, un bureau intelligent a été annoncé, dont la surface est constituée d’un grand écran tactile. Un plateau similaire peut être utilisé comme centre multimédia dans une « maison intelligente ». De plus, il y a quelques années, un mur tactile complet a été introduit, en appuyant sur n'importe quelle zone sur laquelle vous pouvez appeler diverses fonctions.

Le mur interactif est une technologie d'avenir qui utilise également un écran tactile

Certaines personnes non techniques se demandent ce qu'est un écran tactile sur une tablette et en quoi il diffère d'un périphérique de saisie similaire sur un smartphone. La réponse à cette question est simple : rien, puisque le principe de fonctionnement de l'écran tactile est similaire, quel que soit l'appareil dans lequel il est utilisé.

Dans une publication spéciale sur notre portail, nous parlerons en détail des smartphones à écran tactile à faible coût. Vous découvrirez si un smartphone économique peut être bon : avantages et inconvénients, comment choisir un smartphone en fonction des paramètres : écran, mémoire, processeur.

Comment fonctionne l'écran tactile ?

Pour bien comprendre ce qu'est un écran tactile sur un téléphone, vous devez comprendre de quoi est fait l'écran du smartphone et comment fonctionne le capteur. Les principaux éléments de l'écran tactile sont :

1. Une matrice constituée d'une couche de cristaux liquides. Une technologie de surface d’affichage similaire est utilisée dans un écran de télévision ou d’ordinateur.
2. Microdiodes, situées dans la deuxième couche sous la matrice et servant à éclairer la surface de travail.
3. Diodes situées à la surface de la couche d’imagerie, qui constituent le principal outil de traitement tactile.
4. Verre qui recouvre l'écran lui-même et l'empêche de s'endommager.
5. Le revêtement antireflet empêche l'éblouissement et vous permet de regarder confortablement l'écran par temps ensoleillé.

Le schéma le plus simple d'un appareil à écran tactile

Sur la base du fonctionnement de l'écran tactile, nous pouvons identifier un certain nombre d'avantages et d'inconvénients d'une telle technologie de dialogue entre l'utilisateur et un appareil électronique, qui sont divisés en avantages et inconvénients pour les appareils fixes et les équipements mobiles.

Avantages	Inconvénients
Appareils fixes
Niveau de fiabilité accru.	Manque de retour tactile.
Haute résistance à l’usure, à la poussière et immunité aux petits impacts.	Placer l'appareil au niveau du corps humain entraîne une fatigue des mains lors d'une utilisation prolongée.
	Un petit clavier peut provoquer des erreurs ou des fautes de frappe.
Appareils mobiles
Facile à utiliser.	Manque de sensations tactiles.
Compte tenu de la petite taille de l'appareil lui-même, il est possible de créer le plus grand écran possible.	Certaines matrices consomment une grande quantité d'énergie lorsqu'elles sont éclairées pendant une longue période, ce qui nécessite une recharge fréquente.
Commodité de taper même de grandes quantités de texte.	Les dommages mécaniques peuvent entraîner des dommages à l'écran tactile.
Il y a une évolution de la technologie de saisie tactile, qui conduit chaque année à l’émergence de nouveaux appareils qualitativement dotés de meilleures capacités.	Manque du niveau d’hygiène requis.

NOTE!

De nombreux fabricants, en particulier les appareils fixes utilisant un écran tactile, en raison de leurs défauts, ont choisi de dupliquer la possibilité de saisir avec des touches mécaniques. Ceci est nécessaire en cas de panne de l'écran tactile.

Les dimensions des écrans tactiles modernes dépendent des besoins du fabricant et de l'appareil dans lequel ils seront utilisés

Types d'écrans tactiles

La classification générale des écrans tactiles disponibles sur le marché consiste à les diviser en variétés en fonction de leur type et de leurs caractéristiques de conception. Les plus utilisés sont les types résistifs et capacitifs, utilisés dans la plupart des gadgets mobiles. Il y a aussi :

• matrice;
• infrarouge;
• projectif capacitif;
• optique;
• Capteurs DST ;
• vague;
• induction

Le capteur résistif est considéré comme « le siècle dernier » en raison d’une technologie imparfaite

Écran tactile résistif

Lorsqu'on parle de ce qu'est un écran tactile, la première chose que nous devons mentionner sont les écrans résistifs, qui ont été les premiers à être produits en série. De tels écrans sont constitués de deux plaques transparentes en plastique sur lesquelles est appliqué un mince treillis conducteur. Une couche diélectrique est installée entre les plaques, qui est nécessaire pour détecter que l'utilisateur appuie sur la zone souhaitée de l'écran.

Lorsque le propriétaire du smartphone effectue une action (par exemple en cliquant sur la zone souhaitée de l'écran), le diélectrique à cet endroit s'écarte, ce qui entraîne le contact des deux plaques entre elles. Un courant apparaît, qui est enregistré par un contrôleur spécial qui détermine le point de pression spécifique à l'aide d'une grille de coordonnées. Ensuite, ces données entrent dans le programme de traitement qui, selon un algorithme pré-créé, effectue l'action nécessaire.

Des électrodes spéciales situées aux coins de la matrice sont chargées de déterminer les coordonnées du point de pression.

Les écrans résistifs, quant à eux, sont divisés en deux sous-types :

1. Capteur à quatre fils. Ils sont constitués d'un seul panneau de verre et d'une membrane en plastique sur laquelle est appliquée l'alimentation résistive de l'écran lui-même. Tout l'espace libre entre le verre et le plastique est rempli d'isolants. Lorsque vous appuyez sur, le circuit se ferme, ce qui entraîne l'apparition des coordonnées du point de contact.
2. Cinq fils. Une particularité de ce type est l'absence de support résistif pour la membrane et la présence d'une couche conductrice. Cela offre une plus grande fiabilité, car même une fois la matrice endommagée, elle continue de fonctionner. Le point de pression est suivi par le degré de changement de tension de la membrane.

NOTE!

Il existe également des écrans résistifs à huit fils qui améliorent la précision du traitement tactile, mais n'augmentent pas la fiabilité de ce type de capteur.

L'inconvénient d'un capteur résistif est le manque de support multi-touch

Parlant d'écrans tactiles résistifs, il faut noter leur faible coût, la possibilité d'appuyer avec un doigt, un stylet ou même une main gantée. Les inconvénients comprennent :

• faible degré de conductivité des rayons lumineux;
• sensibilité aux rayures et aux fissures dues aux chocs ;
• manque de multi-touch ;
• durée de vie courte, qui ne dépasse pas en moyenne 34 millions de clics ;
• l'impossibilité de mettre en œuvre la fonction de glissement sur l'écran, puisque la matrice résistive ne répond qu'à l'appui.

Écran tactile capacitif

Le type de matrice moderne est un type d'écran capacitif. Qu'est-ce que c'est? L'essence des travaux de ce type est de suivre les lois de la physique élémentaire, à savoir la propriété d'un objet ayant une plus grande capacité à conduire le courant alternatif.

Le fonctionnement de type capacitif est basé sur la règle de la différence de potentiel électrique

De par sa structure, ce type de matrice est une plaque de verre, à la surface de laquelle est appliquée une couche de matériau résistif.

NOTE!

Les meilleures résistances dans ce cas sont les alliages d’oxyde d’indium et d’oxyde d’étain.

Aux coins de l'écran se trouvent des électrodes qui appliquent une petite tension à toute la surface de la matrice. Au contact du doigt d'une personne, une fuite se produit, qui est enregistrée par des capteurs et transmise au contrôleur de traitement, qui calcule les coordonnées du point de pression. Les caractéristiques distinctives de ce type d'écrans sont une longue durée de vie, soit plus de 200 millions de clics, une transparence accrue et la possibilité de ne pas laisser passer de liquide. Mais la surface de ce capteur reste toujours vulnérable aux impacts mécaniques, c'est pourquoi des types de matrices similaires sont utilisés dans des appareils fixes situés dans un endroit protégé des facteurs externes.

La plupart des appareils mobiles modernes utilisent des capteurs capacitifs projetés

Capteurs capacitifs projetés

En parlant de ce qu'est un écran tactile, vous devez absolument noter le type de matrice utilisé dans la plupart des smartphones et tablettes modernes. Nous parlons d'un capteur capacitif projectif. Une conception de ce type est représentée, en plus du panneau habituel, par une grille d'électrodes appliquée sur la face arrière de la matrice. Les électrodes existantes, avec le corps humain, forment un condensateur et une électronique intégrée est nécessaire pour mesurer la capacité du système résultant.

NOTE!

L'un des leaders dans la production d'écrans, Samsung, a réussi à placer des électrodes sensibles à la pression entre les sous-pixels, ce qui a simplifié la conception et augmenté la transparence.

Transparence accrue, possibilité d'utiliser du verre épais (jusqu'à 19 mm) - tout cela réduit le risque d'endommagement des écrans capacitifs projectifs, c'est pourquoi ils sont installés dans des appareils situés dans des zones ouvertes.

Dans le capteur infrarouge, le principe de fonctionnement est d'interrompre les rayons IR au point de contact

Écrans tactiles matriciels et infrarouges

Parmi les types de capteurs, on peut citer deux types qui ne sont pas les plus courants : les écrans matriciels et infrarouges. Les conceptions matricielles fonctionnent sur les principes généraux des conceptions résistives, mais leur particularité est la simplicité. Des bandes conductrices verticales sont appliquées sur la surface de la membrane et des bandes conductrices horizontales sont appliquées sur la surface du verre. Lorsqu'elles sont pressées, les bandes entrent en contact et le contrôleur calcule l'emplacement du contact et détermine les coordonnées du point. Un inconvénient important est l'impossibilité d'assurer une grande discrétion du capteur en raison de la simplicité de conception.

Les types infrarouges utilisent un principe similaire de bandes croisées qui représentent les rayons infrarouges. Lorsque vous touchez l'écran avec un objet, la grille de rayons est interrompue à ce stade. Ce type est utilisé sur les appareils qui nécessitent une clarté d'image élevée, par exemple les livres électroniques. L'inconvénient du capteur IR est sa sensibilité à la contamination.

Les cartes interactives utilisent un type de capteur à jauge de contrainte

Écrans tactiles optiques et à jauges de contrainte

Le type optique se distingue par la présence d'un éclairage infrarouge, réparti entre le verre et la matrice, et capable de réfléchir jusqu'à 100 % de la lumière en lui-même. Lorsqu'on le touche avec le doigt, une dispersion se produit. L'électronique doit simplement créer un motif de diffusion pour déterminer le point de pression. Cela se fait des manières suivantes :

• installer une caméra à côté du projecteur ;
• introduction d'un sous-pixel auxiliaire.

Des types d’écrans similaires sont utilisés dans les conseils scolaires interactifs. Le capteur à jauge de contrainte est sensible à la déformation de la surface de l'écran. Ce type se caractérise par une résistance accrue aux dommages, c'est pourquoi ces matrices sont utilisées sur les appareils de vente de billets et les guichets automatiques.

La technologie DST fonctionne sur le principe de l'enregistrement des manifestations piézoélectriques à l'intérieur d'un panneau de verre lorsqu'on appuie avec le doigt

Écrans tactiles DST

La base de ce type d'opération est de capter le phénomène piézoélectrique dans le panneau de verre. La principale caractéristique est la capacité de réagir au contact de n'importe quel objet et de fonctionner dans toutes les conditions poussiéreuses. Pour un fonctionnement de haute qualité, le doigt doit être constamment en mouvement.

Comment calibrer l'écran tactile

Les propriétaires de gadgets dotés d'un écran tactile rencontrent souvent un problème lorsque le capteur cesse « d'écouter » ou de répondre correctement aux touches. Cela peut se produire en raison de dommages à la matrice, de pénétration d'humidité à l'intérieur de l'appareil ou du remplacement de l'écran.

Une fois que de l'humidité est entrée dans le smartphone, il peut être nécessaire de calibrer l'écran tactile.

Il existe deux manières principales de calibrer votre écran tactile :

• outils de système d'exploitation standard ;
• en utilisant un logiciel tiers.

La technologie d'étalonnage intégrée est presque la même pour tous les fabricants de smartphones. Pour configurer à l'aide d'outils standards, il vous faut :

• accédez aux paramètres du téléphone ;
• recherchez l'élément « Calibration » ;
• Cliquez au moins trois fois sur le centre de la cible qui apparaît à l'écran.

L'appareil mémorise indépendamment les touches et effectue des ajustements sur l'écran tactile.

Il est préférable de remplacer l'écran tactile dans un centre de service spécialisé.

L'écran tactile ne fonctionne pas - comment le déterminer

Dans certains cas, l'écran tactile peut mal fonctionner. En cas de dommage mécanique de la matrice, il n'est pas nécessaire de déterminer la panne, puisqu'elle est visible à l'œil nu. Les signes indiquant une défaillance de l'écran tactile en l'absence de dommages externes sont :

• manque de réponse au toucher;
• réponse partielle de l'écran à une pression, par exemple, seule une certaine zone peut fonctionner ;
• distorsions dans la perception du toucher.

L'apparition d'artefacts sur l'écran peut indiquer des problèmes non seulement avec l'affichage lui-même, mais également avec le capteur

Si le capteur tombe en panne, l'appareil devra être réparé. Les technologies modernes impliquent la fabrication d'un module d'affichage commun, dans lequel l'écran tactile et l'affichage sont combinés en une seule unité. Les réparations nécessitent donc un remplacement complet de l'appareil s'il est impossible de séparer la vitre tactile. Cela ne peut être fait que dans les conditions de service.

Écran tactile et affichage : quelle est la différence ?

La différence entre ces deux parties réside dans les fonctions qu'elles remplissent. L'écran est la partie du smartphone nécessaire pour afficher des images et des informations.

De plus en plus de fabricants combinent l’écran tactile et l’affichage en une seule unité.

Un écran tactile est une vitre tactile utilisée pour déclencher l'appareil lors des actions de l'utilisateur et répondre aux pressions pour appeler une certaine fonction. Les fabricants modernes ont de plus en plus commencé à produire des « sandwichs » uniques utilisant la technologie de laminage, lorsque l'écran et l'écran tactile sont combinés en une unité monolithique, collée ensemble avec un scellant transparent. Cela améliore les performances, mais nécessite le remplacement complet de la pièce en cas de défaillance d'un composant.

Vous allez désormais regarder votre smartphone ou votre tablette PC d'une nouvelle manière. Dans tous les cas, partagez votre expérience de déverrouillage d'un « écran de veille » dans les commentaires et posez des questions à l'auteur de l'article.

Au début, les écrans tactiles (écrans tactiles) étaient assez rares. On ne les trouvait que dans certains PDA et PDA (ordinateurs de poche). Comme vous le savez, les appareils de ce type ne se sont jamais répandus, car il leur manquait le plus important, à savoir la fonctionnalité. L’histoire des smartphones est directement liée aux écrans tactiles. C’est pourquoi, de nos jours, une personne possédant un « téléphone intelligent » doté d’un écran tactile ne serait pas surprise. L'écran tactile est largement utilisé non seulement dans les appareils à la mode et coûteux, mais même dans les modèles relativement bon marché de téléphones modernes. Quels sont les principes de fonctionnement des 3 types d’écrans tactiles que l’on retrouve dans les appareils modernes ?

Types d'écrans tactiles

Les écrans tactiles ne sont plus trop chers. De plus, les écrans tactiles sont aujourd'hui beaucoup plus « réactifs » : ils reconnaissent tout simplement parfaitement les touches de l'utilisateur. C’est cette caractéristique qui leur a ouvert la voie à un grand nombre d’utilisateurs à travers le monde. Actuellement, il existe trois modèles principaux d’écrans tactiles :

1. Capacitif.
2. Vague.
3. Résistif ou simplement « élastique ».

Écran tactile capacitif : principe de fonctionnement

Dans les conceptions à écran tactile de ce type, la base en verre est recouverte d'une couche qui fait office de conteneur de stockage de charge. L'utilisateur, par son toucher, libère une partie de la charge électrique à un moment donné. Cette réduction est déterminée par des microcircuits situés dans chaque coin de l'écran. L'ordinateur calcule la différence de potentiels électriques existant entre les différentes parties de l'écran et les informations tactiles détaillées sont immédiatement transmises au programme pilote de l'écran tactile.

Un avantage assez important des écrans tactiles capacitifs est la capacité de ce type d'écran à conserver près de 90 % de la luminosité d'origine de l'écran. Pour cette raison, les images sur un écran capacitif semblent plus nettes que sur les écrans tactiles dotés d'une conception résistive.

Vidéo sur l'écran tactile capacitif :

L'avenir : les écrans tactiles à forme d'onde

Aux extrémités des axes de la grille de coordonnées de l'écran en verre se trouvent deux transducteurs. L'un d'eux est l'émetteur, le second est le récepteur. Il existe également des réflecteurs sur une base en verre qui « réfléchissent » le signal électrique transmis d'un convertisseur à un autre.

Le transducteur-récepteur « sait » de manière absolument exacte s'il y a eu une pression, ainsi que à quel moment précis elle s'est produite, puisque l'utilisateur interrompt l'onde acoustique avec son toucher. Dans le même temps, le verre de l'écran Wave n'a pas de revêtement métallique, ce qui permet de conserver pleinement 100 % de la lumière d'origine. À cet égard, l'écran à forme d'onde est la meilleure option pour les utilisateurs qui travaillent dans des graphiques avec des détails fins, car les écrans tactiles résistifs et capacitifs ne sont pas idéaux en termes de clarté d'image. Leur revêtement bloque la lumière, ce qui entraîne des images considérablement déformées.

Vidéo sur le principe de fonctionnement des écrans tactiles tensioactifs :

Passé : à propos de l'écran tactile résistif

Un système résistif est constitué de verre ordinaire recouvert d’une couche de conducteur électrique, ainsi que d’un « film » métallique élastique qui possède également des propriétés conductrices. Il y a un espace vide entre ces 2 couches à l'aide d'entretoises spéciales. La surface de l'écran est recouverte d'un matériau spécial qui le protège des dommages mécaniques tels que les rayures.

Une charge électrique traverse ces deux couches lorsque l'utilisateur travaille avec l'écran tactile. Comment cela se produit-il ? L'utilisateur touche l'écran à un certain point et la couche supérieure élastique entre en contact avec la couche conductrice - uniquement à ce point. Ensuite, l'ordinateur détermine les coordonnées du point touché par l'utilisateur.

Lorsque les coordonnées sont connues de l'appareil, un pilote spécial traduit les touches en commandes connues du système d'exploitation. Dans ce cas, on peut faire des analogies avec le pilote de la souris d'ordinateur la plus ordinaire, car il fait exactement la même chose : il explique au système d'exploitation ce que l'utilisateur voulait spécifiquement lui dire en déplaçant le manipulateur ou en appuyant sur un bouton. En règle générale, des stylets spéciaux sont utilisés avec des écrans de ce type.

Des écrans résistifs peuvent être trouvés dans des appareils relativement anciens. L'IBM Simon, le plus ancien smartphone connu de notre civilisation, est équipé d'un tel écran tactile.

Vidéo sur le principe de fonctionnement d'un écran tactile résistif :

Caractéristiques des différents types d'écrans tactiles

Les écrans tactiles les moins chers, mais en même temps ceux qui transmettent le moins clairement l'image, sont les écrans tactiles résistifs. De plus, ils sont également les plus vulnérables, car absolument n'importe quel objet pointu peut sérieusement endommager un « film » résistif assez délicat.

Le type suivant, c'est-à-dire Les écrans tactiles Wave sont les plus chers de leur catégorie. Dans le même temps, la conception résistive appartient très probablement au passé, la conception capacitive au présent et la conception ondulatoire au futur. Il est clair que personne ne connaît l'avenir à cent pour cent et, par conséquent, à l'heure actuelle, on ne peut que deviner quelle technologie a de grandes perspectives d'utilisation dans le futur.

Pour un système à écran tactile résistif, peu importe que l'utilisateur touche l'écran de l'appareil avec la pointe en caoutchouc du stylet ou simplement avec son doigt. Il suffit qu'il y ait contact entre les deux couches. Dans le même temps, l’écran capacitif ne reconnaît que les contacts de certains objets conducteurs. Souvent, les utilisateurs d'appareils modernes les utilisent avec leurs propres doigts. À cet égard, les écrans de conception ondulée sont plus proches des résistifs. Il est possible de donner une commande avec presque n'importe quel objet - il faut juste éviter d'utiliser des objets lourds ou trop petits, par exemple, la recharge d'un stylo à bille n'est pas adaptée pour cela.

Ce n’est pas souvent que nous réfléchissons au fonctionnement de l’écran de l’appareil que nous avons entre les mains. Mais il arrive parfois qu'un téléphone ou une tablette récemment acheté refuse de répondre au stylo numérique habituel d'un ancien appareil. Dans ce cas, il devient évident que l'écran du nouveau produit est assemblé à l'aide d'une autre technologie. On rappelle déjà ici qu'il existe des écrans résistifs et capacitifs, ces derniers remplaçant progressivement les premiers.

Il convient de noter que peu de gens connaissent la différence entre les écrans capacitifs montés en surface et projetés. Mais les écrans de presque toutes les tablettes modernes, les smartphones avec Android ou iOS d'Apple sont projetés capacitifs, grâce auxquels une fonction aussi nécessaire que le multi-touch est possible.

Écrans capacitifs de surface

Tous les écrans capacitifs exploitent le fait que tous les objets dotés d'une capacité électrique, y compris le corps humain, conduisent bien le courant alternatif.

Les premiers exemplaires d'écrans tactiles capacitifs fonctionnaient au courant continu, ce qui simplifiait la conception de l'électronique, du convertisseur analogique-numérique notamment, mais la contamination de l'écran ou des mains entraînait souvent des pannes. Pour le courant continu, même une capacité insignifiante constitue une barrière insurmontable.

Les écrans capacitifs, tout comme les écrans résistifs, sont assemblés dans le cas le plus simple à partir de Écran LCD ou AMOLED écran donnant une image tout en bas et un panneau tactile actif en haut .

La partie active des écrans capacitifs de surface est une pièce de verre recouverte sur une face d'un matériau transparent à haute résistance. L'oxyde d'indium ou l'oxyde d'étain est utilisé comme substance électriquement conductrice.

Aux coins de l'écran se trouvent quatre électrodes à travers lesquelles est fournie une petite tension alternative, identique de tous les côtés. Lorsque vous touchez la surface de l'écran avec un objet conducteur d'électricité ou directement avec votre doigt, du courant s'échappe à travers le corps humain. Le flux de courants négligeables est enregistré simultanément aux quatre coins par des capteurs, et le microprocesseur, en fonction de la différence des valeurs de courant, détermine les coordonnées du point de contact.

L'écran capacitif de surface est encore fragile car son revêtement conducteur est appliqué sur la surface extérieure et n'est protégé par rien. Mais pas aussi doux que le résistif, car il n'y a pas de fine membrane souple à sa surface. L'absence de membrane améliore la transparence de l'écran et permet l'utilisation d'un rétroéclairage moins lumineux et économe en énergie.

Écrans capacitifs projetés

Ce type d'écran tactile est capable de déterminer simultanément les coordonnées de deux ou plusieurs points tactiles, c'est-à-dire qu'il prend en charge la fonction multi-touch. C'est ce type d'affichage qui est installé sur tous les appareils mobiles modernes.

Ils fonctionnent sur un principe similaire aux écrans surface-capacitifs, la différence est que leur couche conductrice active est déposée à l'intérieur et non sur la surface extérieure. Cela rend le panneau actif beaucoup plus sécurisé. Vous pouvez le recouvrir de verre jusqu'à 18 mm d'épaisseur, rendant ainsi l'écran tactile extrêmement résistant au vandalisme.

Lorsque vous touchez l’écran tactile, une petite capacité se forme entre le doigt de la personne et l’une des électrodes derrière la vitre. Le microcontrôleur sonde avec un courant pulsé exactement là où sur la grille d'électrodes la tension a augmenté en raison d'une capacité soudainement formée. L'écran ne réagit pas aux gouttes d'eau qui tombent, car ces interférences conductrices sont facilement supprimées par le logiciel.

Un inconvénient commun à tous les écrans capacitifs est l’impossibilité de travailler avec des objets isolants. Vous ne pouvez utiliser qu'un stylet spécial ou un doigt nu. Ils ne réagiront pas à un stylet en plastique confortable ou à une main chaudement gantée.

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Récemment encore, peu de gens pouvaient croire que les téléphones dotés de boutons familiers céderaient la place à des appareils contrôlés en touchant l'écran. Mais les temps changent et la demande de téléphones à bouton-poussoir diminue progressivement, tandis que la demande de smartphones augmente.

Le terme « écran tactile » est formé de deux mots - Touch et Screen, qui en anglais se traduisent par « écran tactile ». Oui, c'est vrai : un écran tactile est un écran tactile que vous touchez lorsque vous utilisez votre smartphone ou votre tablette. En fait, les écrans tactiles ne se trouvent pas seulement dans le monde de la technologie mobile. Ainsi, vous pouvez les voir lorsque vous déposez des fonds sur votre compte d'appareil mobile via un terminal, à un guichet automatique, dans des distributeurs de billets, etc.

Il est important de noter qu'il existe plusieurs manières différentes de fonctionner les écrans tactiles, en fonction de l'endroit et de l'usage auquel ils sont destinés. Bien entendu, le coût de la technologie varie également. Il ne sert donc à rien d’utiliser des écrans tactiles high-tech pour les bornes de recharge de téléphones portables, ce qu’on ne peut pas dire pour les mêmes smartphones.

Qu'est-ce qu'un écran tactile ?

Les smartphones modernes utilisent des écrans tactiles capacitifs. Il s'agit d'un panneau de verre sur lequel est appliquée une couche de matériau résistif transparent. Dans les coins se trouvent des électrodes qui fournissent une tension alternative basse tension à la couche conductrice. Le corps humain peut conduire le courant électrique à travers lui-même et possède également une certaine capacité. Par conséquent, lorsque vous touchez l'écran, une fuite se produit et l'emplacement de cette fuite est déterminé par le contrôleur, qui utilise les données des électrodes situées aux coins du panneau.

Les PDA, que l'on ne trouve presque jamais dans le commerce aujourd'hui, utilisent des écrans résistifs qui, en plus du panneau de verre, disposent d'une membrane flexible. La surface entre eux est remplie de micro-isolants. Lorsque vous appuyez sur l'écran, la membrane et le panneau se ferment, après quoi le contrôleur enregistre le changement de résistance et le convertit en coordonnées tactiles.

N'oubliez pas qu'un écran capacitif ne répond pas à la pression sur un objet ni même la plus simple (il faut un stylet avec une pointe spéciale), tandis que les écrans résistifs répondent à absolument n'importe quel toucher.

Est-il possible de remplacer l'écran tactile ?

Si l'utilisateur casse l'écran tactile ou s'il tombe en panne pour une raison ou une autre (par exemple, il ne répond plus aux touches), il est possible de remplacer l'écran tactile. Il est conseillé d'effectuer un remplacement dans un service spécialisé avec garantie.