Mnoho lidí, zejména lidí středního a mladého věku, aktivně používá chytré telefony, tablety a další zařízení pro chytré displeje. Málokdo z nich však přemýšlel o principu fungování dotykové obrazovky a jejich odrůdách. Zkusme tomu porozumět podrobněji.
Příběh vynálezu
Poprvé na světě použil prototyp dotykového zařízení Sam Hurst, učitel z USA. V roce 1970 rozvinul myšlenku čtení dat z velkého počtu páskových zapisovačů. Automatizace tohoto procesu se stala jakýmsi odrazovým můstkem pro tvorbu dotykových monitorů, známých jako Elotouch. V roce 1971 byl publikován vývoj skupiny kolegů Hurst, který zahrnoval odporovou čtyřvodičovou technologii pro určování dotykových bodů.
Systém PLATO IV je považován za první počítačový senzor. Byl také vydán v USA jako výsledek speciálních studií souvisejících s informatizací vzdělávání. Skládal se z blokového panelu (256 kusů), fungoval podleprincip použití mřížky infračervených toků.
Popis
Dotykový displej je elektronický prvek, který zobrazuje digitální informace dotykem povrchu monitoru. Různé typy těchto struktur reagují na několik momentů nebo jeden konkrétní faktor (změna kapacity a odporu, teplotní rozdíl, speciální ukazatel).
Podle principu fungování jsou dotykové obrazovky rozděleny následovně:
- Odporové verze.
- Matrixové modely.
- Kapacitní možnosti.
- Povrchové akustické úpravy.
- Optické senzory a jejich druhy.
Zvažme běžné modely displejů této kategorie, rozsah, funkce a výhody.
Jak fungují odporové dotykové obrazovky
Toto je nejjednodušší typ monitoru. Reaguje na transformaci odporové síly v oblasti dotyku určitého předmětu a zobrazovací plochy. Nejběžnější a nejzákladnější technologie zahrnuje dva hlavní prvky ve svém designu:
- Panel-substrát z polyesteru nebo podobného polymeru, jehož tloušťka nepřesahuje několik desítek molekul. Průhledná část slouží k vedení proudových částic.
- Tenká plastová membrána propouštějící světlo.
Obě vrstvy jsou potaženy speciálním odporovým povlakem. Mezi nimi jsou mikroskopické izolátory ve tvaru koule.
Během provozu se membrána při kontaktu ssubstrát, v důsledku čehož je obvod uzavřen. Regulátor s analogově-digitálním převodníkem reaguje na provoz a vypočítává hodnotu počátečního a proudového odporu a také souřadnice kontaktního bodu. Taková zařízení rychle ukázala své negativní stránky, v důsledku čehož inženýři vylepšili design přidáním pátého drátu.
Použít
Vzhledem k jednoduchému principu fungování dotykové obrazovky odporové konfigurace se používá všude. Vlastnosti designu:
- nízká cena;
- odolnost vůči okolním vlivům, kromě záporných teplot;
- dobrá reakce na kontakt s jakýmkoli neostrým vhodným předmětem.
Takové displeje se montují na terminály doplňování a převodu peněz, bankomaty a další zařízení, která jsou izolována od okolního prostředí. Slabá ochrana monitoru před poškozením je kompenzována přítomností ochranného filmu.
Jak fungují kapacitní dotykové obrazovky
Tento typ zobrazení funguje s ohledem na schopnost objektů se zvýšenou kapacitou přeměnit se na vodiče střídavého elektrického proudu. Zařízení je skleněný panel s odporovým povlakem. Elektrody umístěné v rozích přivádějí na vodivou vrstvu slabé napětí. Během kontaktu je pozorován únik proudu, pokud má objekt větší elektrickou kapacitu než obrazovka. Proud je pevný v rohových částech a informace zindikátory přejdou ke zpracování do ovladače, který vypočítá dotykovou plochu.
První modely používaly stejnosměrný proud. To zjednodušilo konstrukci, nicméně selhalo, pokud uživatel neměl kontakt se zemí. Pokud jde o spolehlivost, tato zařízení převyšují odporové protějšky asi 60krát (navrženy pro 200 milionů kliknutí). Úroveň průhlednosti - 0, 9, minimální provozní teplota - až -15 °C.
Nevýhody:
- nedostatečná reakce na ruku v rukavici a většinu cizích předmětů;
- povlak s vodičem je umístěn v horní vrstvě, což způsobuje náchylnost k mechanickému namáhání;
- jsou vhodné pro vnitřní terminály.
Verze kapacitní projekce
Na tomto typu je založen princip fungování dotykové obrazovky chytrých telefonů některých konfigurací. Na vnitřním povrchu zařízení je nanesena elektrodová mřížka, která při kontaktu s lidským tělem tvoří kapacitu kondenzátoru. Poté, co se dotknete displeje prstem, senzory a mikrokontrolér zpracují informace, výpočty jsou odeslány do hlavního procesoru.
Vlastnosti:
- tyto konstrukce mají všechny možnosti kapacitních senzorů;
- mohou být vybaveny povlakem o tloušťce až 18 milimetrů, který poskytuje dodatečnou ochranu proti mechanickému nárazu;
- kontaminanty na těžko dostupných vodivých částech jsou odstraněny pomocí softwarové metody.
Uvedené konfigurace jsou namontovány na mnoha osobních zařízeních a terminálech provozovaných venku pod krytem. Stojí za zmínku, že Apple také upřednostňuje projektované kapacitní monitory.
Úpravy matic
Toto jsou zjednodušené verze odporové technologie. Membrána je vybavena řadou vertikálních vodičů, substrát - horizontálními analogy. Princip fungování dotykové obrazovky: při dotyku se vypočítá bod, ve kterém došlo ke kontaktu vodičů, přijatá informace je odeslána do procesoru. To zase určuje řídicí signál, na který zařízení zareaguje daným způsobem, například provede akci přiřazenou konkrétnímu tlačítku.
Vlastnosti:
- vzhledem k omezenému počtu vodičů je míra přesnosti nízká;
- cena je nejnižší ze všech senzorů;
- funkce vícedotykového ovládání je implementována dotazováním na displej bod po bodu.
Uvedený model se používá výhradně v zastaralých zařízeních, v moderní době se prakticky nepoužívá kvůli vzniku inovativních řešení.
Povrchové akustické signály
Jak byla dotyková obrazovka raných telefonů vybavena podobnou technologií. Displej je skleněný panel, ve kterém jsou zapuštěny přijímače (dva kusy) a piezoelektrické transformátory jsou umístěny v protilehlých rozích.
Z generátoru je frekvenční elektrický signál přiváděn do měničů, odkud je sledována řadaimpulsy se šíří pomocí reflektorů. Vlny jsou zachycovány senzory, vráceny zpět do PET, kde jsou přeměněny zpět na elektrický proud. Dále informace jdou do ovladače, ve kterém jsou analyzovány.
Když se dotknete obrazovky, vlastnosti vlny podléhají změnám s absorpcí části energie v určitém místě. Na základě těchto informací se vypočítá bod a síla kontaktu. Displeje v této kategorii jsou k dispozici s tloušťkou fólie 3 nebo 6 milimetrů, což vám umožní odolat lehkému úderu rukou bez následků.
Vady:
- porušení práce v podmínkách vibrací a otřesů;
- nestabilita vůči jakémukoli znečištění;
- rušení způsobené akustickými signály určité konfigurace;
- nízká přesnost je činí nepoužitelnými pro kreslení.
Jiné druhy
Zařízení a princip fungování dotykových obrazovek, které se nejčastěji používají, jsou popsány výše. Následuje seznam zobrazení neoblíbených konfigurací:
- Optické monitory – podporují vícedotykové ovládání, včetně velkých rozměrů.
- Infračervené modely – pokryté páry fotodiodových LED, reagují na dotyk prostřednictvím mikrokontroléru.
- Indukční možnosti – vybavené speciální cívkou a sítí citlivých vodičů, používané na drahých tabletech.
Jak vidíte, existuje několik možností pro dotykové obrazovky. Výběr je vždy na spotřebiteli.
