Τι είναι καλύτερο: αντίσταση ή χωρητική οθόνη; Τύποι οθόνης αφής. Τι είναι η οθόνη αφής σε ένα smartphone;

Προσθέστε την τιμή σας στη βάση δεδομένων

Ενα σχόλιο

Μόλις πρόσφατα, λίγοι μπορούσαν να πιστέψουν ότι τα τηλέφωνα με γνωστά κουμπιά θα έδιναν τη θέση τους σε συσκευές που ελέγχονταν αγγίζοντας την οθόνη. Όμως οι καιροί αλλάζουν και η ζήτηση για κινητά με κουμπί μειώνεται σταδιακά, ενώ η ζήτηση για smartphone αυξάνεται.

Ο όρος "οθόνη αφής" σχηματίζεται από δύο λέξεις - Touch and Screen, που στα αγγλικά μεταφράζεται ως "οθόνη αφής". Ναι, αυτό είναι σωστό - μια οθόνη αφής είναι μια οθόνη αφής που αγγίζετε όταν χρησιμοποιείτε το smartphone ή το tablet σας. Στην πραγματικότητα, οι οθόνες αφής δεν βρίσκονται μόνο στον κόσμο της κινητής τεχνολογίας. Έτσι, θα μπορούσατε να τα δείτε όταν καταθέτετε χρήματα στον λογαριασμό της κινητής συσκευής σας μέσω τερματικού, σε ΑΤΜ, σε συσκευές εισιτηρίων κ.λπ.

Η οθόνη αφής οφείλει την εμφάνισή της στους δυτικούς επιστήμονες. Τα πρώτα δείγματα γεννήθηκαν στο δεύτερο μισό της δεκαετίας του '60 του περασμένου αιώνα. Με βάση αυτό, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η οθόνη αφής χρησιμοποιείται για περισσότερα από 40 χρόνια. Πριν από τα smartphone, χρησιμοποιούνταν σε ΑΤΜ κ.λπ. Αυτή τη στιγμή, κάθε άτομο που χρησιμοποιεί κυψελοειδείς επικοινωνίες, πλοηγούς αυτοκινήτων, επισκέπτεται τράπεζες και καταστήματα, συναντά αυτήν την τεχνολογία, μερικές φορές χωρίς καν να γνωρίζει πώς λέγεται. Έτσι, καταλάβαμε τι είναι η οθόνη αφής στα τηλέφωνα. Ουσιαστικά, αυτό είναι το ίδιο με μια οθόνη αφής με το δάχτυλο. Χρησιμοποιείται τέλεια αντί για πληκτρολόγιο και χρησιμοποιείται ενεργά στις τεχνολογίες κινητής τηλεφωνίας. Τα πλεονεκτήματα μιας οθόνης αφής περιλαμβάνουν προστασία από τη σκόνη, την υγρασία και άλλους δυσμενείς περιβαλλοντικούς παράγοντες, καθώς και υψηλό βαθμό αξιοπιστίας. Εάν η συσκευή αφής μας δεν ανταποκρίνεται πάντα στην αφή, ή ακόμα και αρνείται να το κάνει, για παράδειγμα, δεν θέλει να αλλάξει τη φωτεινότητα στο iPad, πιθανότατα είναι η οθόνη αφής που έχει αποτύχει. Είναι σχετικά φθηνό (ειδικά αν μας ενδιαφέρει μια ωμική οθόνη) και αντικαθίσταται εύκολα.

Βάση οθόνης αφής

Η βάση οποιασδήποτε οθόνης αφής είναι μια μήτρα υγρών κρυστάλλων, η οποία είναι στην πραγματικότητα ένα μικρότερο αντίγραφο αυτού που βρίσκεται στην οθόνη. Στην πίσω πλευρά υπάρχουν δίοδοι οπίσθιου φωτισμού και στην μπροστινή πλευρά υπάρχουν πολλά στρώματα που καταγράφουν το πάτημα (αντίσταση οθόνης) ή το άγγιγμα (χωρητική οθόνη).

Ένα άτομο που γνωρίζει καλά τι είναι μια οθόνη αφής καταλαβαίνει ότι οι περισσότερες από τις συσκευές που κατασκευάζονται χρησιμοποιούν μια οθόνη αφής με αντίσταση. Αυτό προκύπτει από το χαμηλό κόστος και τη σχετική απλότητα σχεδιασμού. Πολλά κινεζικά «έξυπνα τηλέφωνα» που έχουν κατακλύσει την αγορά έχουν αντίσταση τύπου οθόνης, η τεχνολογία κατασκευής της οποίας, παρεμπιπτόντως, εμφανίστηκε νωρίτερα από την χωρητική.

Τύποι οθονών αφής

Οι οθόνες αφής χωρίζονται σε οθόνες αφής αντίστασης, μήτρας, προβαλλόμενης χωρητικής, επιφανειακής ακουστικής κυματικότητας, υπέρυθρης ακτινοβολίας, οπτικής, μετρητή καταπόνησης, DST και επαγωγής.

Οθόνες αφής με αντίσταση

Χωρίζονται σε τετρασύρματα και πέντε σύρματα.

Ο αισθητήρας οθόνης με αντίσταση αποτελείται από δύο διαφανείς πλαστικές πλάκες με λεπτό αγώγιμο πλέγμα, οι οποίες βρίσκονται στην επιφάνεια μιας συμβατικής οθόνης υγρών κρυστάλλων. Μεταξύ των πλακών υπάρχει ένα διαφανές διηλεκτρικό στρώμα. Το πρόγραμμα εμφανίζει μια γραφική διαδραστική διεπαφή, η οποία, χάρη στα διαφανή υλικά στη μήτρα, είναι καθαρά ορατή. Όταν απαντά σε ένα αίτημα προγράμματος, ο χρήστης κάνει κλικ στο επιθυμητό σημείο διεπαφής (για παράδειγμα, μια εικόνα ενός κουμπιού). - Το πλαστικό διηλεκτρικό αποκλίνει, οι πλαστικές πλάκες έρχονται σε επαφή, τροφοδοτώντας ρεύμα από το ηλεκτρόδιο του ενός στο πλέγμα του άλλου. Η εμφάνιση του ρεύματος καταγράφεται από τον ελεγκτή εγγραφής, ο οποίος, σύμφωνα με το πλέγμα συντεταγμένων, θα καθορίσει το σημείο πίεσης. Οι συντεταγμένες του σημείου εισάγονται στο πρόγραμμα και επεξεργάζονται σύμφωνα με τους καθιερωμένους αλγόριθμους.

Οθόνη τεσσάρων συρμάτων

Η οθόνη αφής με αντίσταση αποτελείται από ένα γυάλινο πάνελ και μια εύκαμπτη πλαστική μεμβράνη. Εφαρμόζεται μια ανθεκτική επίστρωση τόσο στο πάνελ όσο και στη μεμβράνη. Ο χώρος μεταξύ του γυαλιού και της μεμβράνης είναι γεμάτος με μικρομονωτές, οι οποίοι κατανέμονται ομοιόμορφα στην ενεργή περιοχή της οθόνης και απομονώνουν αξιόπιστα τις αγώγιμες επιφάνειες. Όταν πιέζεται η οθόνη, ο πίνακας και η μεμβράνη κλείνουν και ο ελεγκτής, χρησιμοποιώντας έναν μετατροπέα αναλογικού σε ψηφιακό, καταγράφει την αλλαγή στην αντίσταση και τη μετατρέπει σε συντεταγμένες αφής (X και Y). Σε γενικές γραμμές, ο αλγόριθμος ανάγνωσης έχει ως εξής:

Εφαρμόζεται τάση +5V στο επάνω ηλεκτρόδιο και το κάτω γειώνεται. Τα αριστερά και τα δεξιά είναι βραχυκυκλωμένα και ελέγχεται η τάση σε αυτά. Αυτή η τάση αντιστοιχεί στη συντεταγμένη Υ της οθόνης.

Ομοίως, +5V και γείωση παρέχονται στο αριστερό και το δεξί ηλεκτρόδιο και η συντεταγμένη Χ διαβάζεται από πάνω και κάτω.

Υπάρχουν επίσης οθόνες αφής οκτώ καλωδίων. Βελτιώνουν την ακρίβεια παρακολούθησης, αλλά δεν βελτιώνουν την αξιοπιστία.

Οθόνη πέντε καλωδίων

Η σήτα πέντε καλωδίων είναι πιο αξιόπιστη λόγω του γεγονότος ότι η ωμική επίστρωση στη μεμβράνη αντικαθίσταται από μια αγώγιμη (η σήτα 5 καλωδίων συνεχίζει να λειτουργεί ακόμη και με μια μεμβράνη κοπής). Το πίσω γυαλί διαθέτει ωμική επίστρωση με τέσσερα ηλεκτρόδια στις γωνίες.

Αρχικά, και τα τέσσερα ηλεκτρόδια είναι γειωμένα και η μεμβράνη «έλκεται» από μια αντίσταση στα +5V. Το επίπεδο τάσης στη μεμβράνη παρακολουθείται συνεχώς από έναν μετατροπέα αναλογικού σε ψηφιακό. Όταν τίποτα δεν αγγίζει την οθόνη αφής, η τάση είναι 5V.

Μόλις πατηθεί η οθόνη, ο μικροεπεξεργαστής ανιχνεύει την αλλαγή στην τάση της μεμβράνης και αρχίζει να υπολογίζει τις συντεταγμένες της αφής ως εξής:

Στα δύο δεξιά ηλεκτρόδια εφαρμόζεται τάση +5V, τα αριστερά είναι γειωμένα. Η τάση στην οθόνη αντιστοιχεί στη συντεταγμένη Χ.

Η συντεταγμένη Υ διαβάζεται συνδέοντας και τα δύο άνω ηλεκτρόδια στα +5V και στη γείωση και τα δύο κάτω.

Οι οθόνες αφής με αντίσταση είναι φθηνές και ανθεκτικές στη μόλυνση. Οι οθόνες με αντίσταση ανταποκρίνονται στην αφή με οποιοδήποτε ομαλό, σκληρό αντικείμενο: ένα χέρι (γυμνό ή με γάντια), μια γραφίδα, μια πιστωτική κάρτα, μια επιλογή. Χρησιμοποιούνται οπουδήποτε είναι δυνατοί βανδαλισμοί και χαμηλές θερμοκρασίες: για αυτοματοποίηση βιομηχανικών διεργασιών, στην ιατρική, στον τομέα των υπηρεσιών (τερματικά POS), στα προσωπικά ηλεκτρονικά (PDA). Τα καλύτερα δείγματα παρέχουν ακρίβεια 4096x4096 pixel.

Τα μειονεκτήματα των οθονών με αντίσταση είναι η χαμηλή μετάδοση φωτός (όχι περισσότερο από 85% για τα μοντέλα 5 καλωδίων και ακόμη χαμηλότερη για τα μοντέλα 4 συρμάτων), η χαμηλή αντοχή (όχι περισσότερα από 35 εκατομμύρια κλικ ανά σημείο) και η ανεπαρκής αντοχή σε βανδαλισμούς (η ταινία κόβεται εύκολα).

Οθόνες αφής Matrix

Η σχεδίαση είναι παρόμοια με την αντίσταση, αλλά απλοποιημένη στο όριο. Οριζόντιοι αγωγοί εφαρμόζονται στο γυαλί και κάθετοι αγωγοί εφαρμόζονται στη μεμβράνη.

Όταν αγγίζετε την οθόνη, οι αγωγοί αγγίζουν. Ο ελεγκτής καθορίζει ποιοι αγωγοί είναι βραχυκυκλωμένοι και μεταδίδει τις αντίστοιχες συντεταγμένες στον μικροεπεξεργαστή.

Έχουν πολύ χαμηλή ακρίβεια. Τα στοιχεία διεπαφής πρέπει να είναι ειδικά τοποθετημένα λαμβάνοντας υπόψη τα κελιά της οθόνης μήτρας. Το μόνο πλεονέκτημα είναι η απλότητα, η φθηνότητα και η ανεπιτήδευτη. Συνήθως οι οθόνες μήτρας ερωτώνται σειρά προς σειρά (παρόμοια με μια μήτρα κουμπιών). Αυτό σας επιτρέπει να ρυθμίσετε το multi-touch. Σταδιακά αντικαθίστανται από αντιστασιακά.

Χωρητικές οθόνες αφής

Μια χωρητική (ή χωρητική επιφάνεια) οθόνη εκμεταλλεύεται το γεγονός ότι ένα αντικείμενο μεγάλης χωρητικότητας άγει εναλλασσόμενο ρεύμα.

Μια χωρητική οθόνη αφής είναι ένα γυάλινο πάνελ επικαλυμμένο με ένα διαφανές ανθεκτικό υλικό (συνήθως ένα κράμα οξειδίου του ινδίου και οξειδίου του κασσιτέρου). Τα ηλεκτρόδια που βρίσκονται στις γωνίες της οθόνης εφαρμόζουν μια μικρή εναλλασσόμενη τάση (η ίδια για όλες τις γωνίες) στο αγώγιμο στρώμα. Όταν αγγίζετε την οθόνη με το δάχτυλό σας ή άλλο αγώγιμο αντικείμενο, διαρρέει ρεύμα. Επιπλέον, όσο πιο κοντά βρίσκεται το δάχτυλο στο ηλεκτρόδιο, τόσο χαμηλότερη είναι η αντίσταση της οθόνης, πράγμα που σημαίνει ότι τόσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα. Το ρεύμα και στις τέσσερις γωνίες καταγράφεται από αισθητήρες και μεταδίδεται στον ελεγκτή, ο οποίος υπολογίζει τις συντεταγμένες του σημείου επαφής.

Σε προηγούμενα μοντέλα χωρητικών οθονών, χρησιμοποιήθηκε συνεχές ρεύμα - αυτό απλοποίησε τη σχεδίαση, αλλά εάν ο χρήστης είχε κακή επαφή με το έδαφος, οδήγησε σε αστοχίες.

Οι χωρητικές οθόνες αφής είναι αξιόπιστες, περίπου 200 εκατομμύρια κλικ (περίπου 6μισι χρόνια κλικ με διάστημα ενός δευτερολέπτου), δεν διαρρέουν υγρά και ανέχονται πολύ καλά μη αγώγιμους ρύπους. Διαφάνεια στο 90%. Ωστόσο, η αγώγιμη επίστρωση που βρίσκεται απευθείας στην εξωτερική επιφάνεια είναι ακόμα ευάλωτη. Επομένως, οι χωρητικές οθόνες χρησιμοποιούνται ευρέως σε μηχανήματα που εγκαθίστανται μόνο σε προστατευμένο από τις καιρικές συνθήκες δωμάτιο. Δεν ανταποκρίνονται σε ένα χέρι με γάντι.

Αξίζει να σημειωθεί ότι λόγω διαφορών στην ορολογία, οι οθόνες επιφανειακής και προβαλλόμενης χωρητικής συχνά συγχέονται. Σύμφωνα με την ταξινόμηση που χρησιμοποιείται σε αυτό το άρθρο, η οθόνη, για παράδειγμα, του iPhone προβάλλεται χωρητική και όχι χωρητική.

Προβαλλόμενες χωρητικές οθόνες αφής

Ένα πλέγμα ηλεκτροδίων εφαρμόζεται στο εσωτερικό της οθόνης. Το ηλεκτρόδιο μαζί με το ανθρώπινο σώμα σχηματίζουν έναν πυκνωτή. τα ηλεκτρονικά μετρά την χωρητικότητα αυτού του πυκνωτή (παρέχει έναν παλμό ρεύματος και μετρά την τάση).

Η Samsung κατάφερε να εγκαταστήσει ευαίσθητα ηλεκτρόδια απευθείας ανάμεσα στα υποπίξελ της οθόνης AMOLED, κάτι που απλοποιεί τη σχεδίαση και αυξάνει τη διαφάνεια.

Η διαφάνεια τέτοιων οθονών είναι έως και 90%, το εύρος θερμοκρασίας είναι εξαιρετικά ευρύ. Πολύ ανθεκτικό (το σημείο συμφόρησης είναι τα πολύπλοκα ηλεκτρονικά που επεξεργάζονται τα κλικ). Η PESE μπορεί να χρησιμοποιήσει γυαλί πάχους έως 18 mm, γεγονός που έχει ως αποτέλεσμα την εξαιρετική αντίσταση στους βανδαλισμούς. Δεν αντιδρούν σε μη αγώγιμους ρύπους καταστέλλονται εύκολα χρησιμοποιώντας μεθόδους λογισμικού. Ως εκ τούτου, οι προβαλλόμενες χωρητικές οθόνες αφής χρησιμοποιούνται ευρέως σε προσωπικά ηλεκτρονικά είδη και σε μηχανήματα αυτόματης πώλησης, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που είναι εγκατεστημένα στο δρόμο. Πολλές ποικιλίες υποστηρίζουν multi-touch.

Οθόνες αφής βασισμένες σε επιφανειακά ακουστικά κύματα

Η οθόνη είναι ένα γυάλινο πάνελ με πιεζοηλεκτρικούς μετατροπείς (PET) που βρίσκονται στις γωνίες. Στις άκρες του πάνελ υπάρχουν ανακλαστικοί αισθητήρες και αισθητήρες λήψης. Η αρχή λειτουργίας μιας τέτοιας οθόνης είναι η εξής. Ένας ειδικός ελεγκτής παράγει ένα ηλεκτρικό σήμα υψηλής συχνότητας και το στέλνει στον αισθητήρα. Ο ανιχνευτής μετατρέπει αυτό το σήμα σε επιφανειοδραστικό και οι ανακλαστικοί αισθητήρες το αντανακλούν ανάλογα.

Αυτά τα ανακλώμενα κύματα λαμβάνονται από τους αντίστοιχους αισθητήρες και αποστέλλονται στον ανιχνευτή. Οι ανιχνευτές, με τη σειρά τους, λαμβάνουν τα ανακλώμενα κύματα και τα μετατρέπουν σε ηλεκτρικό σήμα, το οποίο στη συνέχεια αναλύεται από τον ελεγκτή. Όταν αγγίζετε την οθόνη με το δάχτυλό σας, απορροφάται μέρος της ενέργειας από τα ακουστικά κύματα. Οι δέκτες καταγράφουν αυτή την αλλαγή και ο μικροελεγκτής υπολογίζει τη θέση του σημείου επαφής. Αντιδρά στην αφή με ένα αντικείμενο ικανό να απορροφήσει το κύμα (δάχτυλο, χέρι με γάντι, πορώδες λάστιχο).

Το κύριο πλεονέκτημα μιας οθόνης επιφανειακών ακουστικών κυμάτων (SAW) είναι η δυνατότητα παρακολούθησης όχι μόνο των συντεταγμένων ενός σημείου, αλλά και της δύναμης πίεσης (εδώ, μάλλον, η δυνατότητα ακριβούς προσδιορισμού της ακτίνας ή της περιοχής πίεσης), λόγω του γεγονότος ότι ο βαθμός απορρόφησης ακουστικών κυμάτων εξαρτάται από την πίεση στο σημείο επαφής (η οθόνη δεν λυγίζει υπό την πίεση των δακτύλων και δεν παραμορφώνεται, επομένως η δύναμη πίεσης δεν συνεπάγεται ποιοτικές αλλαγές στην επεξεργασία δεδομένων από τον ελεγκτή τις συντεταγμένες της κρούσης, που καταγράφει μόνο την περιοχή που επικαλύπτει τη διαδρομή των ακουστικών παλμών).

Αυτή η συσκευή έχει πολύ υψηλή διαφάνεια επειδή το φως από τη συσκευή απεικόνισης περνά μέσα από γυαλί που δεν περιέχει ωμικά ή αγώγιμα επιχρίσματα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, το γυαλί δεν χρησιμοποιείται καθόλου για την καταπολέμηση της αντανάκλασης και οι πομποί, οι δέκτες και οι ανακλαστήρες συνδέονται απευθείας στην οθόνη της συσκευής προβολής. Παρά την πολυπλοκότητα του σχεδιασμού, αυτές οι οθόνες είναι αρκετά ανθεκτικές. Σύμφωνα με, για παράδειγμα, την αμερικανική εταιρεία Tyco Electronics και την ταϊβανέζικη εταιρεία GeneralTouch, μπορούν να αντέξουν έως και 50 εκατομμύρια αγγίγματα σε ένα σημείο, που υπερβαίνει τη διάρκεια ζωής μιας οθόνης με αντίσταση 5 συρμάτων.

Οι οθόνες που βασίζονται σε επιφανειοδραστικά χρησιμοποιούνται κυρίως σε κουλοχέρηδες, ασφαλή συστήματα πληροφοριών και εκπαιδευτικά ιδρύματα. Κατά κανόνα, οι οθόνες επιφανειοδραστικών διακρίνονται σε κανονικές - πάχους 3 mm και ανθεκτικές σε βανδαλισμούς - 6 mm. Ο τελευταίος μπορεί να αντέξει ένα χτύπημα από τη γροθιά ενός μέσου άνδρα ή μια πτώση μιας μεταλλικής μπάλας βάρους 0,5 κιλών από ύψος 1,3 μέτρων (σύμφωνα με την Elo Touch Systems). Η αγορά προσφέρει επιλογές για σύνδεση με υπολογιστή τόσο μέσω της διεπαφής RS232 όσο και μέσω της διασύνδεσης USB. Αυτή τη στιγμή, οι ελεγκτές για οθόνες αφής επιφανειοδραστικών που υποστηρίζουν και τους δύο τύπους σύνδεσης - combo (δεδομένα από την Elo Touch Systems) είναι πιο δημοφιλείς.

Το κύριο μειονέκτημα μιας οθόνης επιφανειοδραστικού είναι οι δυσλειτουργίες παρουσία κραδασμών ή όταν εκτίθεται σε ακουστικό θόρυβο, καθώς και όταν η οθόνη είναι βρώμικη. Οποιοδήποτε ξένο αντικείμενο τοποθετηθεί στην οθόνη (για παράδειγμα, τσίχλα) εμποδίζει εντελώς τη λειτουργία της. Επιπλέον, αυτή η τεχνολογία απαιτεί επαφή με ένα αντικείμενο που αναγκαστικά απορροφά ακουστικά κύματα - δηλαδή, για παράδειγμα, μια πλαστική τραπεζική κάρτα δεν ισχύει σε αυτή την περίπτωση.

Η ακρίβεια αυτών των οθονών είναι υψηλότερη από τις μήτρες, αλλά χαμηλότερη από τις παραδοσιακές χωρητικές. Κατά κανόνα, δεν χρησιμοποιούνται για τη σχεδίαση και την εισαγωγή κειμένου.

Υπέρυθρες οθόνες αφής

Η αρχή λειτουργίας του πίνακα αφής υπερύθρων είναι απλή - το πλέγμα που σχηματίζεται από οριζόντιες και κάθετες υπέρυθρες ακτίνες διακόπτεται όταν οποιοδήποτε αντικείμενο αγγίζει την οθόνη. Ο ελεγκτής καθορίζει τη θέση όπου διακόπηκε η δέσμη.

Οι υπέρυθρες οθόνες αφής είναι ευαίσθητες στη μόλυνση και επομένως χρησιμοποιούνται όπου η ποιότητα της εικόνας είναι σημαντική, για παράδειγμα, σε ηλεκτρονικά βιβλία. Λόγω της απλότητας και της δυνατότητας συντήρησης, το σχέδιο είναι δημοφιλές στον στρατό. Τα πληκτρολόγια ενδοεπικοινωνίας συχνά κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας αυτήν την αρχή. Αυτός ο τύπος οθόνης χρησιμοποιείται σε πολλά τηλέφωνα Neonode.

Οπτικές οθόνες αφής

Το γυάλινο πάνελ είναι εξοπλισμένο με υπέρυθρο φωτισμό. Στη διεπαφή γυαλιού-αέρα, λαμβάνεται συνολική εσωτερική ανάκλαση στη διεπαφή γυαλιού-ξένου αντικειμένου, το φως διαχέεται. Το μόνο που μένει είναι να αποτυπωθεί η εικόνα διασποράς για αυτό υπάρχουν δύο τεχνολογίες:

Στις οθόνες προβολής, μια κάμερα τοποθετείται δίπλα στον προβολέα.

Έτσι λειτουργεί, για παράδειγμα, το Microsoft PixelSense.

Ή το επιπλέον τέταρτο υποπίξελ της οθόνης LCD γίνεται φωτοευαίσθητο.

Σας επιτρέπουν να διακρίνετε τις πρέσες χειρός από τις πρέσες με οποιοδήποτε αντικείμενο, υπάρχει πολλαπλή αφή. Μεγάλες επιφάνειες αφής, μέχρι μαυροπίνακα, είναι δυνατές.

Οθόνες αφής με μετρητή καταπόνησης

Αντιδράστε στην παραμόρφωση της οθόνης. Η ακρίβεια των οθονών μέτρησης καταπόνησης είναι χαμηλή, αλλά είναι εξαιρετικά ανθεκτικά σε βανδαλισμούς. Η κύρια εφαρμογή είναι τα ΑΤΜ, τα μηχανήματα εισιτηρίων και άλλες συσκευές που βρίσκονται στο δρόμο.

Οθόνες αφής DST

Η οθόνη αφής DST (Dispersive Signal Technology) ανιχνεύει το πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο στο γυαλί. Είναι δυνατό να πατήσετε την οθόνη με το χέρι σας ή οποιοδήποτε αντικείμενο.

Χαρακτηριστικό χαρακτηριστικό είναι η υψηλή ταχύτητα αντίδρασης και η ικανότητα εργασίας σε συνθήκες πολύ λερωμένων οθονών. Ωστόσο, το δάκτυλο πρέπει να κινείται.

Οι χρήστες smartphone που δεν μιλούν καλά αγγλικά μπερδεύονται όταν ακούνε το όνομα "οθόνη αφής" - ποιο μέρος του τηλεφώνου είναι αυτό; Αυτό είναι συνήθως το όνομα που δίνεται σε οποιαδήποτε οθόνη αφής, ανεξάρτητα από τη συσκευή στην οποία είναι εγκατεστημένη. Επί του παρόντος, τέτοιες οθόνες χρησιμοποιούνται όχι μόνο για φορητές συσκευές, αλλά είναι επίσης ενσωματωμένες σε διάφορα τερματικά αυτοεξυπηρέτησης.

Τι είναι η οθόνη αφής;

Αυτός ο όρος προέρχεται από τη συγχώνευση δύο αγγλικών λέξεων: touch and screen, που σημαίνει "οθόνη αφής". Αυτή η οθόνη ανταποκρίνεται στην αφή και διευκολύνει τον έλεγχο του εξοπλισμού. Ωστόσο, αξίζει να γίνει διάκριση μεταξύ πολλών τύπων εξοπλισμού, καθώς η αρχή της λειτουργίας τους δεν είναι εντελώς παρόμοια.

Τα σύγχρονα gadget, όπως το iPhone, χρησιμοποιούν χωρητικές και προβαλλόμενες χωρητικές οθόνες. Ο τελευταίος τύπος μπορεί να ονομαστεί πιο προηγμένος, καθώς είναι ικανός να διαβάζει έναν ορισμένο αριθμό πινεμάτων ταυτόχρονα. Αυτές οι ίδιες οι οθόνες αφής είναι γυάλινα πάνελ με ένα στρώμα αντίστασης υλικού και ηλεκτροδίων.

Υπάρχουν επίσης οθόνες στις οποίες εφαρμόζεται μια εύκαμπτη μεμβράνη. Ανάμεσα σε αυτό και το γυαλί υπάρχουν μικρομονωτές, το πάτημα στους οποίους προκαλεί αλλαγή αντίστασης. Αποτυπώνεται από τον ελεγκτή και μετατρέπεται σε συντεταγμένες, με αποτέλεσμα τον έλεγχο της συσκευής.

Η κύρια διαφορά μεταξύ αυτών των τύπων τεχνολογιών είναι ότι μια χωρητική οθόνη δεν ανταποκρίνεται στην αφή με οποιοδήποτε αντικείμενο ή ακόμα και μια απλή γραφίδα, κάτι που δεν μπορεί να ειπωθεί για μια οθόνη αφής με αντίσταση. Έτσι, το κλείδωμα ενός smartphone σε αυτό λειτουργεί πολύ καλύτερα από ότι στον ξεπερασμένο «αδελφό» του.

Πώς λειτουργούν οι διαφορετικές οθόνες

Υπάρχουν μόνο 3 τύποι οθόνης αφής, 2 από τους οποίους έχουν ήδη περιγραφεί εν συντομία:

• χωρητικο?
• κύμα;
• αντιστασιακός.

Αξίζει να ξεκινήσετε με την πιο χρησιμοποιούμενη, δηλαδή την χωρητική οθόνη. Πώς λειτουργεί μια τέτοια οθόνη σε ένα τηλέφωνο; Είναι αρκετά απλό. Το ωμικό στρώμα χρησιμεύει ως συσσωρευτής φορτίου από τον οποίο περνούν τα ηλεκτρόδια, ενώ ο χρήστης, με το άγγιγμά του, ωθεί προς τα έξω μέρος της ενέργειας σε ένα ορισμένο σημείο. Αυτό λειτουργεί λόγω του γεγονότος ότι υπάρχει ρεύμα και στο ανθρώπινο σώμα. Όταν το επίπεδο φόρτισης μειώνεται, αυτή η αλλαγή καταγράφεται από τα μικροκυκλώματα και μεταδίδεται στο πρόγραμμα οδήγησης της οθόνης αφής.

Το κύριο πλεονέκτημα τέτοιων οθονών είναι ότι είναι αρκετά ανθεκτικές στη φθορά. Με τον καιρό δεν χάνουν την αρχική τους φωτεινότητα και είναι σε θέση να μεταδώσουν πιο καθαρές εικόνες.

Η αρχή της λειτουργίας μιας ωμικής οθόνης περιγράφηκε παραπάνω. Αν το δούμε πιο αναλυτικά, θα πρέπει να πούμε ότι μια εύκαμπτη μεμβράνη είναι μια ελαστική μεταλλική πλάκα που περνάει ρεύμα. Ανάμεσα σε αυτό και το στρώμα αγωγού υπάρχει κενός χώρος. Όταν αλληλεπιδρά με την οθόνη, ο χρήστης πιέζει ελαφρά την επιφάνειά της, κλείνοντας τη μεμβράνη με τον αγωγό σε αυτό το σημείο. Στη συνέχεια, όλα συμβαίνουν σύμφωνα με το ίδιο σχήμα: το σύστημα διαβάζει τις συντεταγμένες και το πρόγραμμα οδήγησης εκδίδει εντολές στο λειτουργικό σύστημα.

Οι ωμικές οθόνες δεν είναι δημοφιλείς εδώ και πολύ καιρό, καθώς η λειτουργικότητά τους είναι κάπως περιορισμένη σε σύγκριση με τις χωρητικές οθόνες αφής. Τέτοιες οθόνες μπορούν να βρεθούν μόνο σε πολύ ξεπερασμένη τεχνολογία ή σε διάφορα τερματικά, αλλά λιγότερο συχνά.

Τι είναι η οθόνη αφής κυμάτων; Είναι επίσης μια γυάλινη επιφάνεια με πλέγμα συντεταγμένων και μετασχηματιστές. Το ένα εκπέμπει παλμούς, ενώ το άλλο λαμβάνει σήματα που ανακλώνται από τον ανακλαστήρα. Έτσι, το φορτίο «περπατά» μέσα από τους μορφοτροπείς, δημιουργώντας ένα ακουστικό κύμα, το οποίο ο χρήστης διακόπτει πατώντας. Έτσι προσδιορίζεται η θέση της αφής.

Αυτός ο τύπος οθόνης είναι η καλύτερη επιλογή για καλλιτέχνες και γραφίστες επειδή δεν παραμορφώνει την εικόνα λόγω της έλλειψης μεταλλικής επίστρωσης. Είναι και το πιο ακριβό, ενώ πολλοί το αποδίδουν στις τεχνολογίες του μέλλοντος, πιστεύοντας ότι ακόμη και μια χωρητική οθόνη θα πάει στη λήθη, δίνοντας τη θέση της στην τεχνολογία κυμάτων.

Ανασκόπηση βίντεο: τύποι οθόνης αφής

Σήμερα, κανείς δεν αμφιβάλλει ότι η οθόνη αφής στο τηλέφωνό σας είναι ένα βολικό πράγμα. Τέτοιες οθόνες χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία πολλών συσκευών - tablet, κινητά τηλέφωνα, αναγνώστες, συσκευές αναφοράς και ένα σωρό άλλα περιφερειακά. Η οθόνη αφής σάς επιτρέπει να αντικαταστήσετε πολλά μηχανικά κουμπιά και αυτό είναι πολύ βολικό επειδή συνδυάζει τόσο την οθόνη όσο και μια συσκευή εισόδου υψηλής ποιότητας. Το επίπεδο αξιοπιστίας των συσκευών αυξάνεται σημαντικά, επειδή δεν υπάρχουν μηχανικά μέρη. Επί του παρόντος, οι οθόνες αφής χωρίζονται συνήθως σε διάφορους τύπους: αντίσταση (υπάρχουν τεσσάρων, πέντε, οκτώ καλωδίων), χωρητική προβολής, χωρητική μήτρας, οπτικός και μετρητής τάσης. Επιπλέον, μπορούν να δημιουργηθούν οθόνες με βάση τα επιφανειακά ακουστικά κύματα ή τις υπέρυθρες ακτίνες. Υπάρχουν ήδη αρκετές δεκάδες πατενταρισμένες τεχνολογίες. Σήμερα, οι οθόνες χωρητικότητας και αντίστασης χρησιμοποιούνται συχνότερα. Ας τα δούμε πιο αναλυτικά.

Αντιστατική οθόνη.

Ο απλούστερος τύπος είναι ο τετρασύρματος, ο οποίος αποτελείται από ειδικό γυάλινο πάνελ καθώς και πλαστική μεμβράνη. Ο χώρος μεταξύ του γυαλιού και της πλαστικής μεμβράνης πρέπει να γεμίζεται με μικρομονωτές που μπορούν να απομονώσουν αξιόπιστα τις αγώγιμες επιφάνειες μεταξύ τους. Τα ηλεκτρόδια, τα οποία είναι λεπτές πλάκες από μέταλλο, τοποθετούνται σε ολόκληρη την επιφάνεια των στρωμάτων. Στο πίσω στρώμα, τα ηλεκτρόδια βρίσκονται σε κάθετη θέση και στο μπροστινό στρώμα - σε οριζόντια θέση, έτσι ώστε να μπορούν να υπολογιστούν οι συντεταγμένες. Εάν πατήσετε την οθόνη, ο πίνακας και η μεμβράνη θα κλείσουν αυτόματα και ένας ειδικός αισθητήρας θα ανιχνεύσει το πάτημα, μετατρέποντάς το σε σήμα. Οι οθόνες οκτώ καλωδίων, οι οποίες διακρίνονται από υψηλό επίπεδο ακρίβειας, θεωρούνται ο πιο προηγμένος τύπος. Ωστόσο, αυτές οι οθόνες χαρακτηρίζονται από χαμηλό επίπεδο αξιοπιστίας και ευθραυστότητας. Εάν είναι σημαντικό η οθόνη να είναι αξιόπιστη, πρέπει να επιλέξετε έναν τύπο πέντε καλωδίων.

1 - γυάλινο πάνελ, 2 - επίστρωση αντίστασης, 3 - μικρομονωτές, 4 - φιλμ με αγώγιμη επίστρωση

Οθόνες Matrix.

Ο σχεδιασμός είναι παρόμοιος με μια οθόνη αντίστασης, αν και έχει απλοποιηθεί. Κάθετοι αγωγοί εφαρμόστηκαν ειδικά στη μεμβράνη και οριζόντιοι αγωγοί εφαρμόστηκαν στο γυαλί. Εάν κάνετε κλικ στην οθόνη, οι αγωγοί σίγουρα θα ακουμπήσουν και θα κλείσουν σταυρωτά. Ο επεξεργαστής μπορεί να παρακολουθεί ποιοι αγωγοί είναι βραχυκυκλωμένοι και αυτό βοηθά στην ανίχνευση των συντεταγμένων του κλικ. Οι οθόνες Matrix δεν μπορούν να ονομαστούν εξαιρετικά ακριβείς, επομένως δεν έχουν χρησιμοποιηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Χωρητικές οθόνες.

Ο σχεδιασμός των χωρητικών οθονών είναι αρκετά περίπλοκος και βασίζεται στο γεγονός ότι το ανθρώπινο σώμα και η οθόνη μαζί σχηματίζουν έναν πυκνωτή που μεταφέρει εναλλασσόμενο ρεύμα. Τέτοιες οθόνες κατασκευάζονται με τη μορφή γυάλινου πάνελ, το οποίο καλύπτεται με ανθεκτικό υλικό ώστε να μην παρεμποδίζεται η ηλεκτρική επαφή. Τα ηλεκτρόδια βρίσκονται στις τέσσερις γωνίες της οθόνης και τροφοδοτούνται με εναλλασσόμενη τάση. Εάν αγγίξετε την επιφάνεια της οθόνης, τότε θα προκύψει διαρροή AC μέσω του προαναφερθέντος «πυκνωτή». Αυτό καταγράφεται από αισθητήρες και στη συνέχεια οι πληροφορίες επεξεργάζονται από τον μικροεπεξεργαστή της συσκευής. Οι χωρητικές οθόνες μπορούν να αντέξουν έως και 200 ​​εκατομμύρια κλικ, έχουν ένα μέσο επίπεδο ακρίβειας, αλλά, δυστυχώς, φοβούνται οποιαδήποτε επίδραση υγρών.

Προβολικές χωρητικές οθόνες.

Οι προβαλλόμενες χωρητικές οθόνες μπορούν, σε αντίθεση με τους προηγούμενους τύπους που συζητήθηκαν, να είναι σε θέση να ανιχνεύσουν πολλά κλικ ταυτόχρονα. Υπάρχει πάντα ένα ειδικό πλέγμα ηλεκτροδίων στο εσωτερικό και κατά την επαφή μαζί τους σίγουρα θα σχηματιστεί ένας πυκνωτής. Σε αυτή τη θέση η ηλεκτρική χωρητικότητα θα αλλάξει. Ο ελεγκτής θα μπορεί να προσδιορίσει το σημείο όπου διέσχισαν τα ηλεκτρόδια. Στη συνέχεια γίνονται οι υπολογισμοί. Εάν πατήσετε την οθόνη σε πολλά σημεία ταυτόχρονα, δεν θα σχηματιστεί ένας πυκνωτής, αλλά πολλοί.

Οθόνη με πλέγμα υπέρυθρων ακτίνων.

Η αρχή λειτουργίας τέτοιων οθονών είναι απλή και σε κάποιο βαθμό είναι παρόμοια με μια μήτρα. Σε αυτή την περίπτωση, οι αγωγοί αντικαθίστανται με ειδικές υπέρυθρες ακτίνες. Γύρω από αυτή την οθόνη υπάρχει ένα πλαίσιο στο οποίο υπάρχουν ενσωματωμένοι πομποί, καθώς και δέκτες. Εάν αγγίξετε την οθόνη, ορισμένες δέσμες θα επικαλύπτονται και δεν μπορούν να φτάσουν στον προορισμό τους, δηλαδή στον δέκτη. Ως αποτέλεσμα, ο ελεγκτής υπολογίζει τη θέση επαφής. Τέτοιες οθόνες μπορούν να μεταδώσουν φως, είναι ανθεκτικές, αφού δεν υπάρχει ευαίσθητη επίστρωση και δεν υπάρχει καθόλου μηχανική αφή. Ωστόσο, τέτοιες οθόνες επί του παρόντος δεν πληρούν υψηλή ακρίβεια και φοβούνται τυχόν μόλυνση. Αλλά η διαγώνιος του πλαισίου μιας τέτοιας οθόνης μπορεί να φτάσει τις 150 ίντσες.

Οθόνες αφής βασισμένες σε επιφανειακά ακουστικά κύματα.

Αυτή η οθόνη κατασκευάζεται πάντα με τη μορφή γυάλινου πάνελ, μέσα στο οποίο είναι ενσωματωμένοι πιεζοηλεκτρικοί μετατροπείς, που βρίσκονται σε διαφορετικές γωνίες. Υπάρχουν επίσης ανακλαστικοί αισθητήρες και αισθητήρες λήψης περιμετρικά. Ο ελεγκτής είναι υπεύθυνος για την παραγωγή σημάτων των οποίων η συχνότητα είναι υψηλή. Μετά από αυτό, τα σήματα αποστέλλονται πάντα σε πιεζοηλεκτρικούς μετατροπείς, οι οποίοι μπορούν να μετατρέψουν τα εισερχόμενα σήματα σε ακουστικές δονήσεις, οι οποίες στη συνέχεια αντανακλώνται από τους ανακλαστικούς αισθητήρες. Τα κύματα μπορούν στη συνέχεια να ληφθούν από τους δέκτες, να σταλούν πίσω σε πιεζοηλεκτρικούς μετατροπείς και στη συνέχεια να μετατραπούν σε ηλεκτρικό σήμα. Εάν πατήσετε την οθόνη, η ενέργεια των ακουστικών κυμάτων θα απορροφηθεί μερικώς. Οι δέκτες είναι ευαίσθητοι σε τέτοιες αλλαγές και ο επεξεργαστής μπορεί να υπολογίσει τα σημεία επαφής. Το κύριο πλεονέκτημα είναι ότι οι οθόνες αφής που βασίζονται σε επιφανειακά ακουστικά κύματα παρακολουθούν τις συντεταγμένες του σημείου πίεσης και τη δύναμη της πίεσης. Οι οθόνες αυτού του τύπου είναι ανθεκτικές, γιατί αντέχουν 50 εκατομμύρια πινελιές. Τις περισσότερες φορές χρησιμοποιούνται για κουλοχέρηδες και συστήματα βοήθειας. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η λειτουργία μιας τέτοιας οθόνης ενδέχεται να μην είναι ακριβής παρουσία θορύβου περιβάλλοντος, κραδασμών ή ακουστικής ρύπανσης.

Η οθόνη αφής είναι μια συσκευή εισαγωγής και εξαγωγής πληροφοριών μέσω μιας οθόνης αφής και χειρονομίας. Όπως γνωρίζετε, οι οθόνες των σύγχρονων συσκευών όχι μόνο εμφανίζουν εικόνες, αλλά σας επιτρέπουν επίσης να αλληλεπιδράτε με τη συσκευή. Αρχικά, χρησιμοποιήθηκαν γνωστά κουμπιά για μια τέτοια αλληλεπίδραση, στη συνέχεια εμφανίστηκε ο εξίσου διάσημος χειριστής "ποντικιού", ο οποίος απλοποίησε σημαντικά τον χειρισμό των πληροφοριών στην οθόνη του υπολογιστή. Ωστόσο, το "ποντίκι" απαιτεί μια οριζόντια επιφάνεια για να λειτουργήσει και δεν είναι πολύ κατάλληλο για φορητές συσκευές. Αυτό είναι όπου μια προσθήκη σε μια κανονική οθόνη έρχεται στη διάσωση - Οθόνη αφής, η οποία είναι επίσης γνωστή ως Πίνακας αφής, οθόνη αφής, φιλμ αφής. Δηλαδή, στην πραγματικότητα, το στοιχείο αφής δεν είναι οθόνη - είναι μια πρόσθετη συσκευή εγκατεστημένη στο επάνω μέρος της οθόνης από έξω, προστατεύοντάς την και χρησιμεύει για την εισαγωγή των συντεταγμένων του αγγίγματος της οθόνης με ένα δάχτυλο ή άλλο αντικείμενο.

Χρήση

Σήμερα, οι οθόνες αφής χρησιμοποιούνται ευρέως σε κινητές ηλεκτρονικές συσκευές. Αρχικά, η οθόνη αφής χρησιμοποιήθηκε στη σχεδίαση προσωπικών υπολογιστών τσέπης (PDA, PDA), πλέον οι συσκευές επικοινωνίας, τα κινητά τηλέφωνα, οι συσκευές αναπαραγωγής, ακόμη και οι κάμερες φωτογραφιών και βίντεο κατέχουν το προβάδισμα. Ωστόσο, η τεχνολογία ελέγχου των δακτύλων μέσω εικονικών κουμπιών στην οθόνη έχει αποδειχθεί τόσο βολική που σχεδόν όλα τα τερματικά πληρωμών, πολλά σύγχρονα ΑΤΜ, ηλεκτρονικά περίπτερα πληροφοριών και άλλες συσκευές που χρησιμοποιούνται σε δημόσιους χώρους είναι εξοπλισμένα με αυτήν.

Φορητός υπολογιστής με οθόνη αφής

Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι οι φορητοί υπολογιστές, ορισμένα μοντέλα των οποίων είναι εξοπλισμένα με περιστρεφόμενη οθόνη αφής, η οποία δίνει στον φορητό υπολογιστή όχι μόνο ευρύτερη λειτουργικότητα, αλλά και μεγαλύτερη ευελιξία στον έλεγχο του στο δρόμο και στο βάρος.

Δυστυχώς, δεν υπάρχουν πολλά παρόμοια μοντέλα φορητών υπολογιστών, που ονομάζονται ευρέως "μετασχηματιστές", αλλά υπάρχουν.

Γενικά, η τεχνολογία οθόνης αφής μπορεί να περιγραφεί ως η πιο βολική όταν χρειάζεστε άμεση πρόσβαση για τον έλεγχο της συσκευής χωρίς προηγούμενη προετοιμασία και με εκπληκτική διαδραστικότητα: τα χειριστήρια μπορούν να αλλάξουν το ένα το άλλο ανάλογα με την ενεργοποιημένη λειτουργία. Όποιος έχει δουλέψει ποτέ με συσκευή αφής καταλαβαίνει πολύ καλά τα παραπάνω.

Τύποι οθονών αφής

Υπάρχουν διάφοροι τύποι πάνελ αφής γνωστοί σήμερα. Φυσικά, καθένα από αυτά έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Ας επισημάνουμε τέσσερις κύριες δομές:

• Αντιστασιακός
• Χωρητικός
• Προβαλλόμενη χωρητική

Εκτός από τις υποδεικνυόμενες οθόνες, χρησιμοποιούνται οθόνες matrix και υπέρυθρες, αλλά λόγω της χαμηλής τους ακρίβειας, το πεδίο εφαρμογής τους είναι εξαιρετικά περιορισμένο.

Αντιστασιακός

Τα πάνελ αφής με αντίσταση είναι από τις πιο απλές συσκευές. Στον πυρήνα του, ένα τέτοιο πάνελ αποτελείται από ένα αγώγιμο υπόστρωμα και μια πλαστική μεμβράνη που έχουν μια ορισμένη αντίσταση. Όταν πιέζετε τη μεμβράνη, κλείνει με το υπόστρωμα και τα ηλεκτρονικά ελέγχου καθορίζουν την αντίσταση που προκύπτει μεταξύ των άκρων του υποστρώματος και της μεμβράνης, υπολογίζοντας τις συντεταγμένες του σημείου πίεσης.

Το πλεονέκτημα μιας οθόνης με αντίσταση είναι το χαμηλό κόστος και η απλότητα σχεδιασμού. Έχουν εξαιρετική αντοχή στους λεκέδες. Το κύριο πλεονέκτημα της τεχνολογίας αντίστασης είναι η ευαισθησία σε οποιοδήποτε άγγιγμα: μπορείτε να εργαστείτε με το χέρι σας (συμπεριλαμβανομένων των γαντιών), μια γραφίδα (στυλό) και οποιοδήποτε άλλο σκληρό, αμβλύ αντικείμενο (για παράδειγμα, το πάνω άκρο ενός στυλό ή τη γωνία του μια πλαστική κάρτα). Ωστόσο, υπάρχουν επίσης αρκετά σοβαρά μειονεκτήματα: οι ωμικές οθόνες είναι ευαίσθητες σε μηχανικές βλάβες, μια τέτοια οθόνη είναι εύκολο να γρατσουνιστεί, επομένως συχνά αγοράζεται επιπλέον μια ειδική προστατευτική μεμβράνη για την προστασία της οθόνης. Επιπλέον, τα πάνελ αντίστασης δεν λειτουργούν πολύ καλά σε χαμηλές θερμοκρασίες και έχουν επίσης χαμηλή διαφάνεια - δεν μεταδίδουν περισσότερο από το 85% της φωτεινής ροής της οθόνης.

Χρησιμοποιώντας στυλό αφής

Εφαρμογή

• Επικοινωνιακοί
• Κινητά τηλέφωνα
• Τερματικά POS
• Το Tablet PC
• Βιομηχανία (συσκευές ελέγχου)
• Ιατρικός εξοπλισμός

Μεταδίδων

Χωρητικός

Η τεχνολογία χωρητικής οθόνης αφής βασίζεται στην αρχή ότι ένα μεγάλο χωρητικό αντικείμενο (στην περίπτωση αυτή ένα άτομο) είναι ικανό να μεταφέρει ηλεκτρικό ρεύμα. Η ουσία της χωρητικής τεχνολογίας είναι η εφαρμογή ενός ηλεκτρικά αγώγιμου στρώματος στο γυαλί, ενώ ένα ασθενές εναλλασσόμενο ρεύμα παρέχεται σε κάθε μία από τις τέσσερις γωνίες της οθόνης. Εάν αγγίξετε την οθόνη με ένα γειωμένο αντικείμενο μεγάλης χωρητικότητας (δάχτυλο), θα διαρρεύσει ρεύμα. Όσο πιο κοντά είναι το σημείο επαφής (και επομένως η διαρροή) στα ηλεκτρόδια στις γωνίες της οθόνης, τόσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς του ρεύματος διαρροής, το οποίο καταγράφεται από το ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου, το οποίο υπολογίζει τις συντεταγμένες του σημείου επαφής.

Οι χωρητικές οθόνες είναι πολύ αξιόπιστες και ανθεκτικές, η διάρκεια ζωής τους είναι εκατοντάδες εκατομμύρια κλικ, αντιστέκονται τέλεια στη ρύπανση, αλλά μόνο εκείνες που δεν μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα. Σε σύγκριση με τα αντιστασιακά, είναι πιο διαφανή. Ωστόσο, τα μειονεκτήματα εξακολουθούν να είναι η πιθανότητα βλάβης στην ηλεκτρικά αγώγιμη επίστρωση και η έλλειψη ευαισθησίας στην επαφή με μη αγώγιμα αντικείμενα, ακόμη και με χέρια με γάντια.

Περίπτερο πληροφοριών

Εφαρμογή

• Σε φυλασσόμενους χώρους
• Περίπτερα πληροφοριών
• Μερικά ΑΤΜ

Προβαλλόμενη χωρητική

Οι προβολικές-χωρητικές οθόνες βασίζονται στη μέτρηση της χωρητικότητας ενός πυκνωτή που σχηματίζεται μεταξύ του ανθρώπινου σώματος και ενός διαφανούς ηλεκτροδίου στην επιφάνεια του γυαλιού, το οποίο στην περίπτωση αυτή είναι ένα διηλεκτρικό. Λόγω του γεγονότος ότι τα ηλεκτρόδια εφαρμόζονται στην εσωτερική επιφάνεια της οθόνης, μια τέτοια οθόνη είναι εξαιρετικά ανθεκτική σε μηχανικές βλάβες και λαμβάνοντας υπόψη τη δυνατότητα χρήσης παχύ γυαλιού, μπορούν να χρησιμοποιηθούν προβολικές χωρητικές οθόνες σε δημόσιους χώρους και σε δρόμο χωρίς ιδιαίτερους περιορισμούς. Επιπλέον, αυτός ο τύπος οθόνης αναγνωρίζει το πάτημα με ένα δάχτυλο με γάντι.

Τερματικό πληρωμής

Αυτές οι οθόνες είναι αρκετά ευαίσθητες και κάνουν διάκριση μεταξύ πιέσεων με δάχτυλο και αγώγιμου στυλό και ορισμένα μοντέλα μπορούν να αναγνωρίσουν πολλαπλές πιέσεις (πολλαπλής αφής). Τα χαρακτηριστικά μιας προβολικής χωρητικής οθόνης είναι η υψηλή διαφάνεια, η ανθεκτικότητα και η ανοσία στους περισσότερους ρύπους. Το μειονέκτημα μιας τέτοιας οθόνης είναι η όχι πολύ υψηλή ακρίβειά της, καθώς και η πολυπλοκότητα των ηλεκτρονικών που επεξεργάζονται τις συντεταγμένες του πιεστηρίου.

Εφαρμογή

• Ηλεκτρονικά περίπτερα στους δρόμους
• Τερματικά πληρωμής
• ΑΤΜ
• Επιφάνειες αφής για φορητούς υπολογιστές
• iPhone

Με προσδιορισμό επιφανειακών ακουστικών κυμάτων

Η ουσία της λειτουργίας του πάνελ αφής με τον προσδιορισμό των επιφανειακών ακουστικών κυμάτων είναι η παρουσία υπερηχητικών δονήσεων στο πάχος της οθόνης. Όταν αγγίζετε το δονούμενο γυαλί, τα κύματα απορροφώνται και το σημείο επαφής καταγράφεται από τους αισθητήρες οθόνης. Τα πλεονεκτήματα της τεχνολογίας περιλαμβάνουν την υψηλή αξιοπιστία και την αναγνώριση αφής (σε αντίθεση με τις χωρητικές οθόνες). Τα μειονεκτήματα είναι η κακή προστασία από περιβαλλοντικούς παράγοντες, επομένως οθόνες με επιφανειακά ακουστικά κύματα δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε εξωτερικούς χώρους και επιπλέον, τέτοιες οθόνες φοβούνται τυχόν μόλυνση που εμποδίζει τη λειτουργία τους. Σπάνια χρησιμοποιούμενο.

Άλλοι, σπάνιοι τύποι οθονών αφής

• Οπτικές οθόνες. Το γυαλί φωτίζεται με υπέρυθρο φως ως αποτέλεσμα της επαφής τέτοιων υαλοπινάκων, το οποίο ανιχνεύεται από έναν αισθητήρα.
• Επαγωγικές οθόνες. Μέσα στην οθόνη υπάρχει ένα πηνίο και ένα πλέγμα από ευαίσθητα καλώδια που ανταποκρίνονται στην αφή με ένα ενεργό στυλό που τροφοδοτείται από ηλεκτρομαγνητικό συντονισμό. Είναι λογικό τέτοιες οθόνες να ανταποκρίνονται στα αγγίγματα μόνο με ειδικό στυλό. Χρησιμοποιείται σε ακριβά tablet γραφικών.
• Μετρητές καταπόνησης – αντιδρούν στην παραμόρφωση της οθόνης. Τέτοιες οθόνες έχουν χαμηλή ακρίβεια, αλλά είναι πολύ ανθεκτικές.
• Το πλέγμα υπέρυθρων ακτίνων είναι μια από τις πρώτες τεχνολογίες που σας επιτρέπει να αναγνωρίζετε πινελιές στην οθόνη. Το πλέγμα αποτελείται από πολλούς πομπούς φωτός και δέκτες που βρίσκονται στα πλαϊνά της οθόνης. Αντιδρά στο μπλοκάρισμα των αντίστοιχων ακτίνων από αντικείμενα, βάσει των οποίων καθορίζει τις συντεταγμένες του πιεστηρίου.

• Μετακινήστε δύο δάχτυλα μαζί – σμίκρυνση της εικόνας (κείμενο)
• Απλώστε δύο δάχτυλα στα πλάγια - αυξήστε (Ζουμ)
• Κίνηση πολλών δακτύλων ταυτόχρονα - κύλιση κειμένου, σελίδες στο πρόγραμμα περιήγησης
• Περιστρέψτε με δύο δάχτυλα στην οθόνη – περιστρέψτε την εικόνα (οθόνη)

Σχετικά με τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των οθονών αφής

Οι οθόνες αφής υπάρχουν εδώ και πολύ καιρό στις φορητές συσκευές. Υπάρχουν διάφοροι λόγοι για αυτό:

• Δυνατότητα πραγματοποίησης ελάχιστου αριθμού ελέγχων
• Η απλότητα της γραφικής διεπαφής
• Ευκολία ελέγχου
• Ευκολία πρόσβασης στις λειτουργίες της συσκευής
• Επέκταση των δυνατοτήτων πολυμέσων

Ωστόσο, υπάρχουν περισσότερα από αρκετά μειονεκτήματα:

• Έλλειψη απτικής ανάδρασης
• Συχνή ανάγκη χρήσης στυλό (γραφίδα)
• Πιθανότητα φθοράς οθόνης
• Η εμφάνιση δακτυλικών αποτυπωμάτων και άλλων ρύπων στην οθόνη
• Υψηλότερη κατανάλωση ενέργειας

Ως αποτέλεσμα, δεν είναι πάντα δυνατό να απαλλαγείτε εντελώς από το πληκτρολόγιο, επειδή είναι πολύ πιο βολικό να πληκτρολογείτε κείμενο χρησιμοποιώντας γνωστά πλήκτρα. Αλλά η οθόνη αφής είναι πιο διαδραστική, χάρη στην ταχύτερη πρόσβαση στα στοιχεία μενού και τις ρυθμίσεις των σύγχρονων gadget.

Ελπίζουμε ότι αυτό το υλικό θα σας βοηθήσει όταν επιλέγετε μια συσκευή με οθόνη αφής.

Συζήτηση στο φόρουμ

Οι οθόνες των σύγχρονων συσκευών μπορούν όχι μόνο να εμφανίζουν εικόνες, αλλά και να σας επιτρέπουν να αλληλεπιδράτε με τη συσκευή μέσω αισθητήρων.

Αρχικά, οι οθόνες αφής χρησιμοποιούνταν σε ορισμένους υπολογιστές τσέπης και σήμερα οι οθόνες αφής χρησιμοποιούνται ευρέως σε φορητές συσκευές, συσκευές αναπαραγωγής, φωτογραφικές μηχανές και βιντεοκάμερες, περίπτερα πληροφοριών κ.λπ. Επιπλέον, κάθε μία από τις αναφερόμενες συσκευές μπορεί να χρησιμοποιεί έναν ή άλλο τύπο οθόνης αφής. Επί του παρόντος, έχουν αναπτυχθεί διάφοροι τύποι πάνελ αφής και, κατά συνέπεια, καθένας από αυτούς έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Σε αυτό το άρθρο θα δούμε ποιοι τύποι οθονών αφής υπάρχουν, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους και ποιος τύπος οθόνης αφής είναι καλύτερος.

Υπάρχουν τέσσερις κύριοι τύποι οθονών αφής: ωμικό, χωρητικό, με ανίχνευση επιφανειακών ακουστικών κυμάτων και υπέρυθρων . Στις κινητές συσκευές, μόνο δύο είναι πιο διαδεδομένα: ωμική και χωρητική . Η κύρια διαφορά τους είναι το γεγονός ότι οι οθόνες αντίστασης αναγνωρίζουν την πίεση, ενώ οι χωρητικές οθόνες αναγνωρίζουν την αφή.

Οθόνες αφής με αντίσταση

Αυτή η τεχνολογία είναι πιο διαδεδομένη μεταξύ των φορητών συσκευών, γεγονός που εξηγείται από την απλότητα της τεχνολογίας και το χαμηλό κόστος παραγωγής. Μια ωμική οθόνη είναι μια οθόνη LCD στην οποία τοποθετούνται δύο διαφανείς πλάκες, που χωρίζονται από ένα διηλεκτρικό στρώμα. Η επάνω πλάκα είναι εύκαμπτη, καθώς ο χρήστης την πιέζει, ενώ η κάτω πλάκα στερεώνεται άκαμπτα στην οθόνη. Οι αγωγοί εφαρμόζονται σε επιφάνειες που βρίσκονται ο ένας απέναντι από τον άλλο.

Αντιστατική οθόνη αφής

Ο μικροελεγκτής παρέχει τάση σε σειρά στα ηλεκτρόδια της επάνω και κάτω πλάκας. Όταν πιέζεται η οθόνη, το εύκαμπτο επάνω στρώμα κάμπτεται και η εσωτερική του αγώγιμη επιφάνεια αγγίζει το κάτω αγώγιμο στρώμα, αλλάζοντας έτσι την αντίσταση ολόκληρου του συστήματος. Η μεταβολή της αντίστασης καταγράφεται από τον μικροελεγκτή και έτσι καθορίζονται οι συντεταγμένες του σημείου επαφής.

Τα πλεονεκτήματα των οθονών με αντίσταση περιλαμβάνουν την απλότητα και το χαμηλό κόστος, την καλή ευαισθησία και τη δυνατότητα να πιέζετε την οθόνη είτε με το δάχτυλο είτε με οποιοδήποτε αντικείμενο. Μεταξύ των μειονεκτημάτων, είναι απαραίτητο να σημειωθεί κακή μετάδοση φωτός (ως αποτέλεσμα, πρέπει να χρησιμοποιήσετε πιο φωτεινό οπίσθιο φωτισμό), κακή υποστήριξη για πολλαπλά κλικ (πολλαπλό άγγιγμα), δεν μπορούν να καθορίσουν τη δύναμη πίεσης, καθώς και αρκετά γρήγορη μηχανική φθορά, αν και σε σύγκριση με τη διάρκεια ζωής του τηλεφώνου, αυτό το μειονέκτημα δεν είναι τόσο σημαντικό, καθώς το τηλέφωνο συνήθως αποτυγχάνει πιο γρήγορα από την οθόνη αφής.

Εφαρμογή: κινητά τηλέφωνα, PDA, smartphone, συσκευές επικοινωνίας, τερματικά POS, TabletPC, ιατρικός εξοπλισμός.

Χωρητικές οθόνες αφής

Οι χωρητικές οθόνες αφής χωρίζονται σε δύο τύπους: επιφανειακά-χωρητική και προβαλλόμενη-χωρητική . Επιφανειακές χωρητικές οθόνες αφής Είναι γυαλί στην επιφάνεια του οποίου εφαρμόζεται μια λεπτή διαφανής αγώγιμη επίστρωση, στην κορυφή της οποίας εφαρμόζεται προστατευτική επίστρωση. Κατά μήκος των άκρων του γυαλιού υπάρχουν τυπωμένα ηλεκτρόδια που εφαρμόζουν εναλλασσόμενη τάση χαμηλής τάσης στην αγώγιμη επίστρωση.

Επιφανειακή χωρητική οθόνη αφής

Όταν αγγίζετε την οθόνη, δημιουργείται ένας παλμός ρεύματος στο σημείο επαφής, το μέγεθος του οποίου είναι ανάλογο με την απόσταση από κάθε γωνία της οθόνης έως το σημείο επαφής, επομένως είναι πολύ απλό για τον ελεγκτή να υπολογίσει το συντεταγμένες του σημείου επαφής και συγκρίνετε αυτά τα ρεύματα. Τα πλεονεκτήματα των χωρητικών οθονών επιφάνειας περιλαμβάνουν: καλή μετάδοση φωτός, σύντομο χρόνο απόκρισης και μεγάλη διάρκεια αφής. Μεταξύ των μειονεκτημάτων: τα ηλεκτρόδια που τοποθετούνται στα πλάγια δεν είναι κατάλληλα για φορητές συσκευές, είναι απαιτητικά σε εξωτερική θερμοκρασία, δεν υποστηρίζουν multi-touch, μπορείτε να τα αγγίξετε με τα δάχτυλά σας ή μια ειδική γραφίδα και δεν μπορούν να καθορίσουν το πάτημα δύναμη.

Εφαρμογή: Περίπτερα πληροφοριών σε ασφαλείς χώρους, σε ορισμένα ΑΤΜ.

Προβαλλόμενες χωρητικές οθόνες αφής Είναι γυαλί με οριζόντιες κορυφαίες γραμμές αγώγιμου υλικού και κάθετες καθοριστικές γραμμές αγώγιμου υλικού που εφαρμόζονται σε αυτό, που χωρίζονται από ένα στρώμα διηλεκτρικού.

Προβαλλόμενη χωρητική οθόνη αφής

Μια τέτοια οθόνη λειτουργεί ως εξής: ένας μικροελεγκτής εφαρμόζει διαδοχικά τάση σε καθένα από τα ηλεκτρόδια του αγώγιμου υλικού και μετρά το πλάτος του παλμού ρεύματος που προκύπτει. Καθώς το δάχτυλο πλησιάζει την οθόνη, η χωρητικότητα των ηλεκτροδίων που βρίσκονται κάτω από το δάκτυλο αλλάζει και έτσι ο ελεγκτής καθορίζει τη θέση της αφής, δηλαδή οι συντεταγμένες της αφής είναι τεμνόμενα ηλεκτρόδια με αυξημένη χωρητικότητα.

Το πλεονέκτημα των προβαλλόμενων χωρητικών οθονών αφής είναι η γρήγορη ταχύτητα απόκρισης αφής, η υποστήριξη πολλαπλής αφής, ο ακριβέστερος προσδιορισμός συντεταγμένων σε σύγκριση με τις οθόνες αντίστασης και η ανίχνευση πίεσης. Επομένως, αυτές οι οθόνες χρησιμοποιούνται σε μεγαλύτερο βαθμό σε συσκευές όπως το iPhone και το iPad. Αξίζει επίσης να σημειωθεί η μεγαλύτερη αξιοπιστία αυτών των οθονών και, ως εκ τούτου, η μεγαλύτερη διάρκεια ζωής. Μεταξύ των μειονεκτημάτων, μπορεί να σημειωθεί ότι σε τέτοιες οθόνες μπορείτε να αγγίζετε μόνο με τα δάχτυλά σας (το σχέδιο ή το γράψιμο με το χέρι με τα δάχτυλά σας είναι πολύ άβολο) ή με μια ειδική γραφίδα.

Εφαρμογή: τερματικά πληρωμών, ΑΤΜ, ηλεκτρονικά περίπτερα στους δρόμους, touchpad φορητών υπολογιστών, iPhone, iPad, συσκευές επικοινωνίας και ούτω καθεξής.

Οθόνες αφής SAW (επιφανειακά ακουστικά κύματα)

Η σύνθεση και η αρχή λειτουργίας αυτού του τύπου οθόνης είναι η εξής: πιεζοηλεκτρικά στοιχεία τοποθετούνται στις γωνίες της οθόνης, τα οποία μετατρέπουν το ηλεκτρικό σήμα που τους παρέχεται σε υπερηχητικά κύματα και κατευθύνουν αυτά τα κύματα κατά μήκος της επιφάνειας της οθόνης. Οι ανακλαστήρες κατανέμονται κατά μήκος των άκρων μιας πλευράς της οθόνης, οι οποίοι διανέμουν τα υπερηχητικά κύματα σε ολόκληρη την οθόνη. Στα απέναντι άκρα της οθόνης από τους ανακλαστήρες υπάρχουν αισθητήρες που εστιάζουν τα υπερηχητικά κύματα και τα μεταδίδουν περαιτέρω στον μορφοτροπέα, ο οποίος με τη σειρά του μετατρέπει το υπερηχητικό κύμα ξανά σε ηλεκτρικό σήμα. Έτσι, για τον ελεγκτή, η οθόνη αναπαρίσταται ως ψηφιακός πίνακας, κάθε τιμή του οποίου αντιστοιχεί σε ένα συγκεκριμένο σημείο στην επιφάνεια της οθόνης. Όταν ένα δάχτυλο αγγίζει την οθόνη σε οποιοδήποτε σημείο, τα κύματα απορροφώνται και ως αποτέλεσμα, το συνολικό μοτίβο διάδοσης των κυμάτων υπερήχων αλλάζει και ως αποτέλεσμα, ο μορφοτροπέας παράγει ένα ασθενέστερο ηλεκτρικό σήμα, το οποίο συγκρίνεται με την ψηφιακή μήτρα του οθόνη που αποθηκεύεται στη μνήμη, και έτσι υπολογίζονται οι συντεταγμένες του αγγίγματος της οθόνης.

SAW οθόνη αφής

Τα πλεονεκτήματα περιλαμβάνουν υψηλή διαφάνεια, καθώς η οθόνη δεν περιέχει αγώγιμες επιφάνειες, ανθεκτικότητα (έως 50 εκατομμύρια πινελιές) και οι οθόνες αφής επιφανειοδραστικού σάς επιτρέπουν να προσδιορίζετε όχι μόνο τις συντεταγμένες πίεσης, αλλά και τη δύναμη πίεσης.

Μεταξύ των μειονεκτημάτων, μπορούμε να σημειώσουμε τη χαμηλότερη ακρίβεια του προσδιορισμού των συντεταγμένων από τις χωρητικές, δηλαδή δεν θα μπορείτε να σχεδιάσετε σε τέτοιες οθόνες. Ένα μεγάλο μειονέκτημα είναι οι δυσλειτουργίες όταν εκτίθενται σε ακουστικό θόρυβο, κραδασμούς ή όταν η οθόνη είναι βρώμικη, π.χ. Οποιαδήποτε βρωμιά στην οθόνη θα εμποδίσει τη λειτουργία της. Επίσης, αυτές οι οθόνες λειτουργούν σωστά μόνο με αντικείμενα που απορροφούν ακουστικά κύματα.

Εφαρμογή: Οι οθόνες αφής SAW βρίσκονται κυρίως σε ασφαλή περίπτερα πληροφοριών, εκπαιδευτικά ιδρύματα, μηχανές τυχερών παιχνιδιών και ούτω καθεξής.

Υπέρυθρες οθόνες αφής

Ο σχεδιασμός και η αρχή λειτουργίας των οθονών αφής υπερύθρων είναι αρκετά απλή. Κατά μήκος των δύο παρακείμενων πλευρών της οθόνης αφής υπάρχουν LED που εκπέμπουν υπέρυθρες ακτίνες. Και στην απέναντι πλευρά της οθόνης υπάρχουν φωτοτρανζίστορ που δέχονται υπέρυθρες ακτίνες. Έτσι, ολόκληρη η οθόνη καλύπτεται με ένα αόρατο πλέγμα τεμνόμενων υπέρυθρων ακτίνων, και αν αγγίξετε την οθόνη με το δάχτυλό σας, οι ακτίνες επικαλύπτονται και δεν χτυπούν τα φωτοτρανζίστορ, τα οποία καταγράφονται αμέσως από τον ελεγκτή, και επομένως οι συντεταγμένες του το άγγιγμα καθορίζεται.

Υπέρυθρη οθόνη αφής

Εφαρμογή: Οι υπέρυθρες οθόνες αφής χρησιμοποιούνται κυρίως σε περίπτερα πληροφοριών, μηχανήματα αυτόματης πώλησης, ιατρικό εξοπλισμό κ.λπ.

Μεταξύ των πλεονεκτημάτων μπορούμε να σημειώσουμε την υψηλή διαφάνεια της οθόνης, την αντοχή, την απλότητα και τη συντηρησιμότητα του κυκλώματος. Μεταξύ των μειονεκτημάτων: φοβούνται τη βρωμιά (επομένως χρησιμοποιούνται μόνο σε εσωτερικούς χώρους), δεν μπορούν να καθορίσουν τη δύναμη της πίεσης, μέση ακρίβεια στον προσδιορισμό των συντεταγμένων.

ΥΣΤΕΡΟΓΡΑΦΟ. Έτσι, εξετάσαμε τους κύριους τύπους των πιο κοινών τεχνολογιών αισθητήρων (αν και υπάρχουν και λιγότερο συνηθισμένοι, όπως οπτικός, μετρητής τάσης, επαγωγή κ.λπ.). Από όλες αυτές τις τεχνολογίες, οι ωμικές και οι χωρητικές χρησιμοποιούνται ευρύτερα σε φορητές συσκευές, καθώς έχουν υψηλή ακρίβεια στον προσδιορισμό του σημείου επαφής. Από αυτές, οι προβαλλόμενες χωρητικές οθόνες αφής έχουν τα καλύτερα χαρακτηριστικά.

Το κείμενο ετοιμάστηκε με βάση υλικά από ανοιχτές πηγές από τους Τεχνολόγους μεθοδολόγους Karabin A.S., L.V. Gavrik, S.V. Ουσάτσεφ