Как работают сенсорные экраны. Что такое тачскрин на смартфоне. Сенсорные экраны, как устройства ввода
Резистивный сенсорный экран состоит из стеклянной панели и гибкой пластиковой мембраны. И на панель, и на мембрану нанесено резистивное покрытие. Пространство между стеклом и мембраной заполнено микроизоляторами, которые равномерно распределены по активной области экрана и надёжно изолируют проводящие поверхности. Когда на экран нажимают, панель и мембрана замыкаются, и контроллер с помощью аналогово-цифрового преобразователя регистрирует изменение сопротивления и преобразует его в координаты прикосновения (X и Y).
Он обладает характеристикой наиболее стойкой технологии с точки зрения царапин. Мальчику едва исполнилось два года, и он шел из одного места в другое, делая смешным для присутствующих своими остротами. Чтобы заставить его немного развлечься и поговорить, отец включил телевизор и искал канал, который предлагал мультфильмы.
Ребенок сидел выжидательно в течение нескольких минут, но вскоре программа была сокращена, и объявления начались. В этот момент ребенок встал, решительно подошел к телевизору и несколько раз провел рукой по экрану слева направо, как мы это делаем, чтобы изменить страницу, к которой мы привыкли пользоваться мобильным телефоном. Когда он не заставлял телевизор менять каналы, мальчик смотрел на его изумленную руку и безутешно срывался. Он не знал, что это телевидение было одной из тех древних реликвий, которые работают с электронно-лучевыми трубами, - из тех, что были сделаны задолго до появления сенсорных экранов, поэтому мы все рассмеялись над происходящим.
В общих чертах алгоритм считывания таков:
1.На верхний электрод подаётся напряжение +5В, нижний заземляется. Левый с правым соединяются накоротко и проверяется напряжение на них. Это напряжение соответствует Y-координате экрана.
2.Аналогично на левый и правый электрод подаётся +5В и «земля», с верхнего и нижнего считывается X-координата.
Мать нежно взяла ребенка на руки и оставила свой мобильный телефон, чтобы убедиться, что неудача не имеет ничего общего с ее руками, но с телевизором. Затем, комментируя тот факт, один из присутствующих спросил: Как работают сенсорные экраны мобильных телефонов?
При поиске ответа первое, что пришло мне в голову, было связано с тактильным ощущением в себе. В конце концов, ничего не придумано только потому, что, а потому, что мы пытаемся подражать тому, что природа придумала гораздо раньше. Представьте, что кто-то касается вашей руки. И не только это, если у вас есть какая-то важная неврологическая проблема, вы точно знаете, где точка контакта находится на тыльной стороне руки, а не на ноге, сундуке или лице, то есть вы находитесь там, где находитесь. дал контакт.
Ёмкостный (или поверхностно-ёмкостный) экран использует тот факт, что предмет большой ёмкости проводит переменный ток.
Ёмкостный сенсорный экран представляет собой стеклянную панель, покрытую прозрачным резистивным материалом (обычно применяется сплав оксида индия и оксида олова). Электроды, расположенные по углам экрана, подают на проводящий слой небольшое переменное напряжение (одинаковое для всех углов). При касании экрана пальцем или другим проводящим предметом появляется утечка тока. При этом чем ближе палец к электроду, тем меньше сопротивление экрана, а значит, сила тока больше. Ток во всех четырёх углах регистрируется датчиками и передаётся в контроллер, вычисляющий координаты точки касания.
Как устроен сенсорный экран
В человеческом теле ощущение прикосновения с внешним объектом развязывает серию ощущений, которые начинаются с нервных окончаний места контакта и заканчиваются в мозге. Там, в коре головного мозга, у нас есть вид карты тела, которая указывает, где мы были затронуты. Это любопытная карта, потому что она дает искаженное изображение нашего тела. У нас больше нервных окончаний в нашей руке, чем у наших бедер, наши губы более чувствительны, пропорционально, чем наш сундук и т.д. если бы мы представили наше тело в терминах нервных окончаний, которые мы имеем в смысле осязания, у нас были бы огромные губы и язык, большие руки и большая шестая, однако наши ноги и наша грудная клетка были бы очень маленькими.
В более ранних моделях ёмкостных экранов применялся постоянный ток - это упрощало конструкцию, но при плохом контакте пользователя с землёй приводило к сбоям.
Ёмкостные сенсорные экраны надёжны, порядка 200 млн нажатий (около 6 с половиной лет нажатий с промежутком в одну секунду), не пропускают жидкости и отлично терпят не проводящие загрязнения. Прозрачность на уровне 90 %. Впрочем, проводящее покрытие всё ещё уязвимо. Поэтому ёмкостные экраны широко применяются в автоматах, установленных в охраняемом помещении. Не реагируют на руку в перчатке.
Но все это просто введение, которое поможет нам понять, как современные технологии использовали эти идеи для разработки современных сенсорных экранов для мобильных телефонов, планшетов, смарт-телевизоров и т.д. Сенсорный экран, так, чтобы его название соответствовало тому, что от него ожидается, должно быть как наша кожа, то есть он должен каким-то образом реагировать на контакт, он должен передать позицию точного места, в котором он произошел, и должен иметь «электронный мозг», который интерпретирует сигнал и связывает его с функцией, которую мы хотим выполнить.
Мультитач (англ. multi-touch) - функция сенсорных систем ввода, осуществляющая одновременное определение координат двух и более точек касания. Мультитач может применяться, например, для изменения масштаба изображения: при увеличении расстояния между точками касания происходит увеличение изображения. Кроме того, мультитач-экраны позволяют работать с устройством одновременно нескольким пользователям. Они часто используются для осуществления других, более простых функций сенсорных дисплеев, таких как single touch или квази мультитач.
Мультитач позволяет не просто определить взаимное расположение нескольких точек касания в каждый момент времени, он определяет пару координат для каждой точки касания, независимо от их положения относительно друг друга и границ сенсорной панели. Правильное распознавание всех точек касания увеличивает возможности интерфейса сенсорной системы ввода. Круг решаемых задач при использовании функции мультитач зависит от скорости, эффективности и интуитивности её применения.
Сенсорные экраны, как устройства ввода
Если мы нажмем на значок, который открывает аудиоплеер, на экране должно быть обнаружено, что мы играем его точно в этом месте, а не в другом, и связываем его с выполнением команд, необходимых для воспроизведения звукового проигрывателя на экране. Теперь, как экран должен быть предназначен для обнаружения места контакта? Правда в том, что он впечатляет количеством различных технологий, которые были разработаны: емкостной, резистивный, акустический, оптический, электромагнитный резонанс и т.д. давайте рассмотрим самые распространенные.
Наиболее распространённые мультитач-жесты
Сдвинуть пальцы - мельче
Раздвинуть пальцы - крупнее
Двигать несколькими пальцами - прокрутка
Поворот двумя пальцами - поворот объекта/изображения/видео
Проблемы, связанные с установкой резистивного сенсорного экрана
Мы все это пережили однажды. Экран такого типа, называемый емкостным, имеет слой, в котором хранится электрический заряд. Когда мы касаемся пальцем, часть груза течет к нам. Устройство обнаруживает изменение нагрузки с цепями, расположенными по углам, и вычисляет, где происходил контакт.
После определения эти координаты связаны с программой, значок которой мы нажимаем. Преимущество этой технологии состоит в том, что слои очень прозрачные, они могут быть сконструированы таким образом, что одновременно обнаруживают несколько точек соприкосновения. У этого есть недостаток, который многие из нас заметили: нет способа работать с перчатками. Логично, что без каких-либо изоляционных перчаток нет передачи нагрузки, и экран не обнаруживает контакт. Однако, как всегда есть изобретения для всего, на рынке уже есть специальные перчатки с проводящим материалом на кончиках пальцев, идеально подходящие для очень холодных дней.
Иногда нет под рукой полного аналога нужного тача, или распиновка шлейфа другая, могут возникнуть следующие проблемы:
1.Тач повёрнут на 90,270 градусов
- Поменять местами X-Y
2.Перевёрнут тач по горизонтали
- Поменять местами X+ , X-
У другого типа сенсорных устройств есть операция, аналогичная кнопке звонка. Когда мы стучим в дверь, мы нажимаем на кнопку или на поверхность, и звонок звонит. Хотя существует несколько моделей, наиболее распространенным является использование двух проводящих листов, которые, нажав кнопку, вставляются в контакт и пропускают электрический ток, который запускает тембр. При отпускании проводники размыкаются, ток отключается, и зуммер перестает звонить. Что-то подобное происходит с экранами, основанными на так называемых резистивных системах.
3.Перевёрнуть тач вверх ногами
- Поменять местами Y+ , Y-
Данные решения нужно осуществлять если после калибровки сенсорного экрана проблема не пропала.
Замена сенсорного экрана не помогла.
- Перепрошить телефон
Они выполнены с двумя прозрачными слоями, одно проводящее и другое резистивное. Слои разделены на очень небольшое расстояние, так что при нажатии они входят в контакт, и устройство вычисляет, где это произошло. Это имеет то преимущество, что его можно использовать с любым указателем, нет необходимости быть драйвером, но прозрачность листов, которые его составляют, хуже, чем в емкостных, и они более хрупкие.
Это две самые важные технологии, но их больше. Экран состоит из листа стекла, который имеет по краям излучатель волн ультразвуковых волн, которые передаются на поверхности. На другом конце размещается приемник, который преобразует их в электрический сигнал. Когда вы касаетесь панели пальцем или любым другим объектом, волны поглощаются, и приемник обнаруживает изменение. Волны передаются так, что, касаясь места, где вы касаетесь, изменение приема позволяет рассчитать точку контакта. Это абсолютно прозрачная система, потому что она не использует металлические проводящие листы и очень стойкая причина, почему она идеально подходит для экранов большого количества битв, таких как информационные сайты, общественности, счетчикам и автоматам.
Сопротивление на контактах ТАЧСКРИНА
Y-,Y+=550 Om Без нажатия
X-,X+=350 Om Без нажатия
Y+,X+=от 0,5-до 1,35 kOm Замеры производились в разных углах тачскрина при нажатии.Не косаясь тачскрина сопротивление равно бесконечности.
Y-,X-=от 1,35-до 0,5 kOm Замеры производились в разных углах тачскрина при нажатии.Не косаясь тачскрина сопротивление равно бесконечности.
Наконец, существуют тактильные технологии экрана, основанные на свете. Они используют инфракрасный свет и в основном состоят из набора излучателей света и приемников на одной стороне экрана, которые бросают их лучи света и отражаются по низу и бокам. Если мы поместим наш палец на путь света, появится тень, в которой рецепторы быстро найдут место. Эта технология не требует, чтобы лист покрывал поверхность и, следовательно, был очень прочным и долговечным, кроме того, вы можете использовать пальцы или даже грязные перчатки, чтобы они идеально подходят для промышленного применения.
В разных моделях сенсорных экранов сопротивление может колебаться. Данные замеры производились на сенсорном экране с телефона I9+++.
Когда пора менять сенсорный экран?
Сенсорный экран пора менять в следующих случаях:
- если он не реагирует на прикосновения
- вы обнаружили на нём "маслянистое пятно"(разноцверные разводы)
- невозможно откалибровать сенсорный экран
- войдя в сообщение и выбрав режим ввода английского текста,попробуйте поставить точки по всей площади,если вместо точек появляються чёрточки то пора менять
- войдя в сервис-разное-Touch Screen ,попробуйте поставить точки по всей площади,если вместо крестиков появляються зелёные полоски - пора менять
- если пытаясь нажать на иконку- перелистываються рабочие столы или иконки опадают(вертикальное осыпание иконок в айфоноподобных телефонах)
- если через 5 минут после калибровки вы опять не попадаете по иконке на которую нажимаете
Недостатком является то, что они представляют собой системы, которые нуждаются в пространстве и поэтому не полезны для небольших устройств, таких как мобильные телефоны. Заявки публикуются в медицинском и промышленном оборудовании. Видите ли, каждая из этих формул имеет конкретные разработки, которые улучшают их производительность и, безусловно, революционизируют будущее.
Нет ничего более неприятного, чем ваш мобильный телефон не отвечает или не работает должным образом. Иногда у вас может быть конфликт с сенсорным экраном, и он может перестать отвечать на запросы. К счастью, есть несколько способов решить эту проблему. Иногда вам нужно сделать это, когда сенсорный экран перестает отвечать.
Первый сенсорный экран появился 40 лет назад в США. Сетка ИК-лучей, состоявшая из 16х16 блоков, была установлена в компьютерную систему Plato IV. Первый телевизор с сенсорным экраном показали на всемирной ярмарке 1982 года, спустя год презентовали первый персональный компьютер HP-150. В телефонах сенсорные экраны появились гораздо позже: в 2004 году на 3GSM Congress (так в то время называли выставку Mobile World Congress) компания Philips представила на суд журналистов три модели (Philips 550, 755 и 759). В то время операторы сотовой связи возлагали большие надежды на сервис MMS, поэтому основные функции сенсорного экрана сводились к развлекательным: для того чтобы сделать MMS более эмоциональными, разработчики предлагали пользователям обрабатывать фото с помощью стилуса – подписывать, пририсовывать детали – и только потом отправлять адресату.
Выключите устройство с помощью кнопки сброса. Это необходимо, если экран полностью заморожен. Снимите заднюю панель телефона и аккумулятор, а затем верните его на место через несколько минут. Он также заменяет крышку устройства. Сделайте это в течение 25 секунд, пока не увидите желтый треугольник с восклицательным знаком в центре на экране телефона. Это выполняет заводскую перезагрузку, что может потребоваться, если предыдущие шаги не были успешными при решении проблемы с сенсорным экраном. Нажимайте клавиши «Старт» и «Назад» в течение 25 секунд.
Тогда же появилась возможность пользоваться виртуальной клавиатурой, но так как все модели обладали цифровой, а сенсорный экран значительно увеличивал стоимость устройств, про них на время забыли. Через год появился Fly X7 – полностью сенсорный бесклавиатурный моноблок, к сожалению, с рядом аппаратных недоработок, которые вкупе с тогдашней безызвестностью брэнда похоронили его среди ничем не примечательных моделей. И это были не единственные попытки создать что-то новое, однако несмотря на ряд предшественников, первыми полноценными «пальцеориентированными» моделями можно назвать лишь Apple iPhone, LG KE850 PRADA и линейку HTC Touch, появившуюся на рынке в 2007 году. Именно они положили начало эре сенсорных телефонов.
Это приведет к эффективному сбросу устройства. Сегодня мы попытаемся объяснить разницу между наличием устройства с емкостным или резистивным экраном. И экраны не все одинаковые? Помимо того факта, что сама система не была готова к использованию с пальцами, поскольку меню были маленькими, экранное расположение опций препятствовало использованию пальца для его выполнения, и есть много функций, которые помимо Кончик карандаша не может быть выполнен. И почему?
Из-за разницы между емкостными и резистивными экранами. Разница между ними заключается в следующем. Резистивный сенсорный экран формируется несколькими слоями. Наиболее важными являются два тонких слоя проводящего материала, между которыми происходит небольшое разделение. Когда объект касается поверхности наружного слоя, два проводящих слоя контактируют в определенной точке. Таким образом создается электрический ток, который позволяет контроллеру рассчитать положение точки, в которой экран был затронут, путем измерения сопротивления.
Строго говоря, сенсорный элемент экраном не является – это проводящая поверхность, которая работает в паре с экраном и позволяет вводить данные с помощью пальца или иного предмета.
Как экран распознает касание?
Существует множество типов сенсорных экранов, но мы остановимся только на тех, которые широко используются в мобильных устройствах: смартфонах и планшетах.
Некоторые экраны могут измерять, кроме координат контакта, давление, которое было на нем наложено. Резистивные сенсорные экраны, как правило, более доступны, но имеют потерю яркости примерно на 25% из-за необходимости использования нескольких слоев. Еще один недостаток заключается в том, что они могут быть повреждены острыми предметами. Напротив, на них не влияют внешние элементы, такие как пыль или вода, поэтому они являются типом сенсорных экранов, наиболее используемых сегодня.
Поэтому датчик показывает точно контролируемое электронное поле как на вертикальной, так и на горизонтальной оси, т.е. приобретает емкость. Человеческое тело можно также рассматривать как электрическое устройство, внутри которого есть электроны, поэтому он также имеет емкость. Когда нормальный диапазон емкости датчика изменяется на другом поле емкости, например на пальце человека, электронные схемы, расположенные на каждом углу экрана измерения искажения, что приводит к характерным опорным полем синусоидальной волны и отправляет информацию об этом событии в контроллер для математической обработки.
Резистивный дисплей состоит из гибкой пластиковой мембраны и стеклянной панели, пространство между которыми заполнено микроизоляторами, которые изолируют токопроводящую поверхность. Когда вы нажимаете на экран пальцем или стилусом, панель и мембрана замыкаются, а контроллер регистрирует изменение сопротивления, ориентируясь на которое умная электроника определяет координаты нажатия. Основные плюсы – дешевизна и простота изготовления, что позволяет снизить рыночную стоимость конечного устройства.
Также к несомненным преимуществам можно отнести то, что экран реагирует на любое нажатие – при работе с ним не обязательно использовать специальный токопроводящий стилус или палец, для этого вполне подойдет авторучка или любой другой предмет, которым вы сможете надавить на определенную точку экрана. Резистивный экран устойчив к загрязнениям. Ряд операций можно провести даже рукой в перчатке – например, ответить на звонок в холодное время года. Однако не обошлось и без недостатков. Резистивный экран легко царапается, поэтому его желательно закрывать специальной защитной пленкой, что в свою очередь не лучшим образом сказывается на качестве изображения. Более того, эти царапины имеют свойство увеличиваться в размерах.
Экран обладает невысокой прозрачностью – пропускает всего 85% света, исходящего от дисплея. При низких температурах экран «подмерзает» и хуже реагирует на нажатия, не очень долговечен (35 млн нажатий в одну точку). Предтечей резистивных экранов были матричные сенсорные, основу которых составляла сенсорная сетка: на стекло наносились горизонтальные проводники, на мембрану – вертикальные. При прикосновении к экрану направляющие замыкались и указывали координаты точки. Эта технология используется до сих пор, но в смартфонах ее уже практически не встретишь.
Схема резистивного экрана
Технология емкостных экранов основана на том, что человек обладает большой электрической емкостью и способен проводить ток. Для того чтобы все работало, на экран наносится тонкий токопроводящий слой, а к каждому из четырех углов подводится слабый переменный ток небольшой величины. При прикосновении к экрану происходит утечка точка, которая зависит от того, насколько далеко от угла дисплея произошло касание. По этой величине и определяются координаты точки. Такие экраны более устойчивы к царапинам, не пропускают жидкость, более долговечны (около 200 млн нажатий) и прозрачны по сравнению с резистивными, к тому же, реагируют на легчайшие прикосновения. Однако у этого есть и свои минусы – во время разговора можно неловко задеть телефоном ухом и запросто запустить какое-нибудь приложение, рукой в перчатке на звонок не ответишь – электропроводимость не та. Более высокая стоимость экрана, разумеется, сказывается на цене устройства.
Схема емкостного экрана
Как работает мой "айфон"?
К более продвинутым разновидностям емкостных экранов относятся проекционно-емкостные. На внутреннюю поверхность стекла наносится электрод, в качестве второго электрода выступает человек. При прикосновении к экрану образуется конденсатор, измеряя емкость которого можно определить координаты нажатия. Так как электрод нанесен на внутреннюю поверхность экрана, тот весьма устойчив к загрязнениям; слой стекла может достигать 18 мм, что позволяет значительно повысить срок жизни дисплея и устойчивость к механическим повреждениям.