Molte persone, soprattutto persone di mezza età e giovani, utilizzano attivamente smartphone, tablet e altri gadget con display intelligenti. Tuttavia, pochi di loro hanno pensato al principio di funzionamento del touch screen e alle loro varietà. Proviamo a capirlo più in dettaglio.
Storia dell'invenzione
Per la prima volta al mondo, un prototipo di dispositivo touch è stato utilizzato da Sam Hurst, un insegnante statunitense. Ha sviluppato l'idea nel 1970 di leggere i dati da un gran numero di registratori a nastro. L'automazione di questo processo è diventata una sorta di trampolino di lancio per la creazione di monitor touch, noti come Elotouch. Lo sviluppo di un gruppo di colleghi Hurst è stato pubblicato nel 1971, che includeva una tecnologia resistiva a quattro fili per la determinazione dei punti di contatto.
Il sistema PLATO IV è considerato il primo sensore per computer. È stato rilasciato anche negli Stati Uniti, a seguito di studi speciali relativi all'informatizzazione dell'istruzione. Consisteva in un pannello a blocchi (256 pezzi), funzionava secondoil principio dell'utilizzo di una griglia di flussi a infrarossi.
Descrizione
Il display touch è un elemento elettronico che visualizza le informazioni digitali toccando la superficie del monitor. Diversi tipi di queste strutture reagiscono a diversi momenti oa un fattore specifico (cambiamento di capacità e resistenza, differenza termica, puntatore speciale).
Secondo il principio di funzionamento, i touch screen sono suddivisi come segue:
- Versioni resistive.
- Modelli Matrix.
- Opzioni capacitive.
- Modifiche acustiche di superficie.
- Sensori ottici e loro varietà.
Consideriamo modelli di visualizzazione comuni di questa categoria, portata, caratteristiche e vantaggi.
Come funzionano i touch screen resistivi
Questo è il tipo più semplice di monitor. Reagisce alla trasformazione della forza di resistenza nell'area di toccare un determinato oggetto e la superficie del display. La tecnologia più comune ed elementare include due elementi principali nel suo design:
- Pannello-substrato di poliestere o polimero simile, il cui spessore non supera alcune decine di molecole. La parte trasparente serve a condurre le particelle di corrente.
- Membrana di plastica sottile che trasmette la luce.
Entrambi gli strati sono rivestiti con uno speciale rivestimento resistivo. Tra di loro ci sono microscopici isolatori a forma di palla.
Durante il funzionamento, la membrana si flette a contatto consubstrato, per cui il circuito è chiuso. Il controller con un convertitore analogico-digitale reagisce all'operazione, calcolando il valore della resistenza iniziale e di corrente, nonché le coordinate del punto di contatto. Tali dispositivi hanno mostrato rapidamente i loro lati negativi, di conseguenza gli ingegneri hanno migliorato il progetto aggiungendo un quinto filo.
Usa
A causa del semplice principio di funzionamento del touch screen di configurazione resistiva, viene utilizzato ovunque. Caratteristiche del design:
- basso costo;
- resistenza agli influssi ambientali, eccetto temperature negative;
- buona reazione al contatto con qualsiasi oggetto adatto non tagliente.
Tali display sono montati su terminali di rifornimento e trasferimento di denaro, bancomat e altri dispositivi isolati dall'ambiente. La debole protezione del monitor dai danni è compensata dalla presenza di una pellicola protettiva.
Come funzionano i touch screen capacitivi
Questo tipo di display funziona tenendo conto della capacità degli oggetti di maggiore capacità di trasformarsi in conduttori di corrente elettrica alternata. Il dispositivo è un pannello di vetro con rivestimento resistivo. Gli elettrodi posti agli angoli applicano una debole tensione allo strato conduttivo. Durante il contatto, si osserva una dispersione di corrente se l'oggetto ha una capacità elettrica maggiore dello schermo. La corrente è fissata nelle parti d'angolo e le informazioni dagli indicatori vanno al controller per l'elaborazione, che calcola l'area tattile.
I primi modelli utilizzavano la corrente continua. Ciò ha semplificato il design, tuttavia, non è riuscito se l'utente non ha avuto contatto con il suolo. In termini di affidabilità, questi dispositivi superano di circa 60 volte le controparti resistive (progettate per 200 milioni di clic). Livello di trasparenza - 0, 9, temperatura minima di esercizio - fino a -15 °C.
Contro:
- mancanza di reazione alla mano guantata e alla maggior parte degli oggetti estranei;
- il rivestimento con conduttore si trova nello strato superiore, che provoca suscettibilità alle sollecitazioni meccaniche;
- sono adatti per terminali interni.
Versioni di proiezione capacitiva
Il principio di funzionamento del touch screen degli smartphone di alcune configurazioni si basa su questa tipologia. Sulla superficie interna del dispositivo viene applicata una griglia di elettrodi che, a contatto con il corpo umano, forma una capacità del condensatore. Dopo aver toccato il display con un dito, i sensori e il microcontrollore elaborano le informazioni, i calcoli vengono inviati al processore principale.
Caratteristiche:
- questi modelli hanno tutte le capacità dei sensori capacitivi;
- possono essere dotati di un rivestimento in pellicola fino a 18 millimetri di spessore, che fornisce una protezione aggiuntiva contro l'impatto meccanico;
- I contaminanti sulle parti conduttive difficili da raggiungere vengono rimossi utilizzando il metodo del software.
Le configurazioni specificate sono montate su molti dispositivi personali e terminali che operano all'aperto sotto copertura. Vale la pena notare che Apple preferisce anche i monitor capacitivi proiettati.
Modifiche alla matrice
Queste sono versioni semplificate della tecnologia resistiva. La membrana è dotata di una serie di conduttori verticali, il substrato - con analoghi orizzontali. Il principio di funzionamento del touch screen: quando viene toccato, viene calcolato il punto in cui è avvenuto il contatto dei conduttori, le informazioni ricevute vengono inviate al processore. Questo, a sua volta, determina il segnale di controllo, dopo di che il dispositivo reagisce in un determinato modo, ad esempio, esegue un'azione assegnata a un pulsante specifico.
Caratteristiche:
- a causa del numero limitato di conduttori, c'è un basso tasso di precisione;
- il prezzo è il più basso tra tutti i sensori;
- La funzione multi-touch viene implementata interrogando il display punto per punto.
Il modello indicato viene utilizzato esclusivamente in dispositivi obsoleti, praticamente non viene utilizzato in epoca moderna a causa dell'emergere di soluzioni innovative.
Segnali acustici di superficie
Come il touch screen dei primi telefoni era dotato di una tecnologia simile. Il display è un pannello di vetro in cui sono incorporati i ricevitori (due pezzi) e i trasformatori piezoelettrici sono posti agli angoli opposti.
Dal generatore viene fornito un segnale elettrico di frequenza ai convertitori, da cui una serie digli impulsi sono propagati per mezzo di riflettori. Le onde vengono captate dai sensori, restituite al PET, dove vengono riconvertite in corrente elettrica. Inoltre, le informazioni vanno al controller, in cui vengono analizzate.
Quando tocchi lo schermo, le caratteristiche dell'onda subiscono dei cambiamenti con l'assorbimento di parte dell'energia in un determinato luogo. Sulla base di queste informazioni, vengono calcolati il punto e la forza di contatto. I display di questa categoria sono disponibili con uno spessore del film di 3 o 6 millimetri, che consente di resistere a un leggero colpo di mano senza conseguenze.
Difetti:
- violazione del lavoro in condizioni di vibrazione e scuotimento;
- instabilità a qualsiasi inquinamento;
- interferenza dovuta a segnali acustici di una certa configurazione;
- la bassa precisione li rende inutilizzabili per il disegno.
Altre specie
Il dispositivo e il principio di funzionamento dei touch screen, che vengono utilizzati più spesso, sono discussi sopra. Di seguito è riportato un elenco di visualizzazioni di configurazioni impopolari:
- Monitor ottici: supportano il multi-touch, inclusi i footprint di grandi dimensioni.
- Modelli a infrarossi: ricoperti da coppie di LED a fotodiodo, reagiscono al tocco tramite un microcontrollore.
- Opzioni a induzione: dotate di una bobina speciale e di una rete di conduttori sensibili, utilizzate su tablet costosi.
Come puoi vedere, ci sono diverse opzioni per i touch screen. La scelta spetta sempre al consumatore.
