Πολλοί άνθρωποι, ειδικά μεσήλικες και νέοι, χρησιμοποιούν ενεργά smartphone, tablet και άλλα έξυπνα gadget οθόνης. Ωστόσο, λίγοι από αυτούς σκέφτηκαν την αρχή λειτουργίας της οθόνης αφής και τις ποικιλίες τους. Ας προσπαθήσουμε να το καταλάβουμε αυτό με περισσότερες λεπτομέρειες.
Invention Story
Για πρώτη φορά στον κόσμο, μια πρωτότυπη συσκευή αφής χρησιμοποιήθηκε από τον Sam Hurst, δάσκαλο από τις ΗΠΑ. Ανέπτυξε την ιδέα το 1970 να διαβάζει δεδομένα από μεγάλο αριθμό καταγραφέων strip chart. Ο αυτοματισμός αυτής της διαδικασίας έχει γίνει ένα είδος εφαλτηρίου για τη δημιουργία οθονών αφής, γνωστών ως Elotouch. Η ανάπτυξη μιας ομάδας συναδέλφων Hurst δημοσιεύθηκε το 1971, η οποία περιελάμβανε μια τεχνολογία αντίστασης τεσσάρων συρμάτων για τον προσδιορισμό σημείων επαφής.
Το σύστημα PLATO IV θεωρείται ο πρώτος αισθητήρας υπολογιστή. Κυκλοφόρησε και στις ΗΠΑ, ως αποτέλεσμα ειδικών μελετών που σχετίζονται με τη μηχανογράφηση της εκπαίδευσης. Αποτελούνταν από ένα μπλοκ πάνελ (256 τεμάχια), λειτουργούσε σύμφωνα μεη αρχή της χρήσης ενός πλέγματος υπέρυθρων ροών.
Περιγραφή
Η οθόνη αφής είναι ένα ηλεκτρονικό στοιχείο που οπτικοποιεί τις ψηφιακές πληροφορίες αγγίζοντας την επιφάνεια της οθόνης. Διαφορετικοί τύποι αυτών των δομών αντιδρούν σε πολλές στιγμές ή σε έναν συγκεκριμένο παράγοντα (αλλαγή χωρητικότητας και αντίστασης, θερμική διαφορά, ειδικός δείκτης).
Σύμφωνα με την αρχή λειτουργίας, οι οθόνες αφής χωρίζονται ως εξής:
- Εκδόσεις αντίστασης.
- Μοντέλα Matrix.
- Χωρητικές επιλογές.
- Επιφανειακές-ακουστικές τροποποιήσεις.
- Οπτικοί αισθητήρες και οι ποικιλίες τους.
Ας εξετάσουμε τα κοινά μοντέλα οθόνης αυτής της κατηγορίας, το εύρος, τα χαρακτηριστικά και τα οφέλη.
Πώς λειτουργούν οι οθόνες αφής με αντίσταση
Αυτός είναι ο απλούστερος τύπος οθόνης. Αντιδρά στον μετασχηματισμό της δύναμης αντίστασης στην περιοχή επαφής ενός συγκεκριμένου αντικειμένου και της επιφάνειας οθόνης. Η πιο κοινή και στοιχειώδης τεχνολογία περιλαμβάνει δύο βασικά στοιχεία στο σχεδιασμό της:
- Πάνελ-υπόστρωμα από πολυεστέρα ή παρόμοιο πολυμερές, το πάχος του οποίου δεν ξεπερνά μερικές δεκάδες μόρια. Το διαφανές μέρος χρησιμεύει για την αγωγή των σωματιδίων ρεύματος.
- Λεπτή πλαστική μεμβράνη που διαπερνά το φως.
Και οι δύο στρώσεις επικαλύπτονται με ειδική ανθεκτική επίστρωση. Ανάμεσά τους υπάρχουν μικροσκοπικοί μονωτές σε σχήμα μπάλας.
Κατά τη λειτουργία, η μεμβράνη κάμπτεται σε επαφή μευπόστρωμα, με αποτέλεσμα το κύκλωμα να είναι κλειστό. Ο ελεγκτής με μετατροπέα αναλογικού σε ψηφιακό αντιδρά στη λειτουργία, υπολογίζοντας την τιμή της αρχικής και τρέχουσας αντίστασης, καθώς και τις συντεταγμένες του σημείου επαφής. Τέτοιες συσκευές έδειξαν γρήγορα τις αρνητικές τους πλευρές, με αποτέλεσμα οι μηχανικοί να βελτίωσαν τη σχεδίαση προσθέτοντας ένα πέμπτο καλώδιο.
Χρήση
Λόγω της απλής αρχής λειτουργίας της οθόνης αφής με διάταξη αντίστασης, χρησιμοποιείται παντού. Χαρακτηριστικά σχεδίασης:
- χαμηλό κόστος;
- αντοχή στις περιβαλλοντικές επιρροές, εκτός από τις αρνητικές θερμοκρασίες;
- καλή αντίδραση στην επαφή με οποιοδήποτε μη αιχμηρό κατάλληλο αντικείμενο.
Τέτοιες οθόνες τοποθετούνται σε τερματικά ανεφοδιασμού και μεταφοράς χρημάτων, ΑΤΜ και άλλες συσκευές που είναι απομονωμένες από το περιβάλλον. Η ασθενής προστασία της οθόνης από ζημιές αντισταθμίζεται από την παρουσία προστατευτικής επίστρωσης μεμβράνης.
Πώς λειτουργούν οι χωρητικές οθόνες αφής
Αυτός ο τύπος οθόνης λειτουργεί λαμβάνοντας υπόψη την ικανότητα αντικειμένων αυξημένης χωρητικότητας να μετατρέπονται σε αγωγούς εναλλασσόμενου ηλεκτρικού ρεύματος. Η συσκευή είναι ένα γυάλινο πάνελ με επίστρωση αντίστασης. Τα ηλεκτρόδια που τοποθετούνται στις γωνίες εφαρμόζουν ασθενή τάση στο αγώγιμο στρώμα. Κατά την επαφή, παρατηρείται διαρροή ρεύματος εάν το αντικείμενο έχει μεγαλύτερη ηλεκτρική χωρητικότητα από την οθόνη. Το ρεύμα είναι σταθερό στα γωνιακά μέρη και οι πληροφορίες απόοι ενδείξεις πηγαίνουν στον ελεγκτή για επεξεργασία, ο οποίος υπολογίζει την περιοχή αφής.
Τα πρώτα μοντέλα χρησιμοποιούσαν συνεχές ρεύμα. Αυτό απλοποίησε τη σχεδίαση, ωστόσο, απέτυχε εάν ο χρήστης δεν είχε επαφή με το έδαφος. Όσον αφορά την αξιοπιστία, αυτές οι συσκευές υπερβαίνουν τις αντίστοιχες αντίστασης κατά περίπου 60 φορές (σχεδιασμένες για 200 εκατομμύρια κλικ). Επίπεδο διαφάνειας - 0, 9, ελάχιστη θερμοκρασία λειτουργίας - έως -15 °C.
Μειονεκτήματα:
- έλλειψη αντίδρασης στο χέρι με γάντια και στα περισσότερα ξένα αντικείμενα;
- η επίστρωση με αγωγό βρίσκεται στην επάνω στρώση, η οποία προκαλεί ευαισθησία σε μηχανικές καταπονήσεις.
- είναι κατάλληλα για εσωτερικά τερματικά.
Εκδόσεις χωρητικής προβολής
Η αρχή λειτουργίας της οθόνης αφής των smartphone ορισμένων διαμορφώσεων βασίζεται σε αυτόν τον τύπο. Στην εσωτερική επιφάνεια της συσκευής εφαρμόζεται ένα πλέγμα ηλεκτροδίων, το οποίο, όταν έρχεται σε επαφή με το ανθρώπινο σώμα, σχηματίζει μια χωρητικότητα πυκνωτή. Αφού αγγίξετε την οθόνη με το δάχτυλο, οι αισθητήρες και ο μικροελεγκτής επεξεργάζονται τις πληροφορίες, οι υπολογισμοί αποστέλλονται στον κύριο επεξεργαστή.
Χαρακτηριστικά:
- αυτά τα σχέδια έχουν όλες τις δυνατότητες των χωρητικών αισθητήρων.
- μπορούν να εξοπλιστούν με επίστρωση μεμβράνης πάχους έως 18 χιλιοστών, η οποία παρέχει πρόσθετη προστασία από μηχανικές κρούσεις.
- ρυπαντές σε δυσπρόσιτα αγώγιμα μέρη αφαιρούνται με τη μέθοδο λογισμικού.
Οι καθορισμένες διαμορφώσεις είναι τοποθετημένες σε πολλές προσωπικές συσκευές και τερματικά που λειτουργούν υπό κάλυψη σε εξωτερικούς χώρους. Αξίζει να σημειωθεί ότι η Apple ευνοεί επίσης τις προβαλλόμενες χωρητικές οθόνες.
Τροποποιήσεις Matrix
Πρόκειται για απλοποιημένες εκδόσεις της τεχνολογίας αντίστασης. Η μεμβράνη είναι εξοπλισμένη με έναν αριθμό κατακόρυφων αγωγών, το υπόστρωμα - με οριζόντια ανάλογα. Η αρχή λειτουργίας της οθόνης αφής: όταν αγγίζεται, υπολογίζεται το σημείο στο οποίο σημειώθηκε η επαφή των αγωγών, οι πληροφορίες που λαμβάνονται αποστέλλονται στον επεξεργαστή. Αυτό, με τη σειρά του, καθορίζει το σήμα ελέγχου, μετά το οποίο η συσκευή αντιδρά με συγκεκριμένο τρόπο, για παράδειγμα, εκτελεί μια ενέργεια που έχει εκχωρηθεί σε ένα συγκεκριμένο κουμπί.
Χαρακτηριστικά:
- λόγω του περιορισμένου αριθμού αγωγών, υπάρχει χαμηλό ποσοστό ακρίβειας;
- τιμή είναι η χαμηλότερη μεταξύ όλων των αισθητήρων;
- η λειτουργία πολλαπλής αφής υλοποιείται μετρώντας την οθόνη σημείο προς σημείο.
Το υποδεικνυόμενο μοντέλο χρησιμοποιείται αποκλειστικά σε απαρχαιωμένες συσκευές, πρακτικά δεν χρησιμοποιείται στη σύγχρονη εποχή λόγω της εμφάνισης καινοτόμων λύσεων.
Επιφανειακά ακουστικά σήματα
Πώς η οθόνη αφής των πρώτων τηλεφώνων ήταν εξοπλισμένη με παρόμοια τεχνολογία. Η οθόνη είναι ένα γυάλινο πάνελ στο οποίο είναι ενσωματωμένοι δέκτες (δύο τεμάχια) και οι πιεζοηλεκτρικοί μετασχηματιστές τοποθετούνται σε απέναντι γωνίες.
Από τη γεννήτρια, παρέχεται ηλεκτρικό σήμα συχνότητας στους μετατροπείς, από όπου μια σειρά απόΟι παλμοί διαδίδονται μέσω ανακλαστήρων. Τα κύματα συλλαμβάνονται από αισθητήρες, επιστρέφουν στο PET, όπου μετατρέπονται ξανά σε ηλεκτρικό ρεύμα. Επιπλέον, οι πληροφορίες πηγαίνουν στον ελεγκτή, στον οποίο αναλύονται.
Όταν αγγίζετε την οθόνη, τα χαρακτηριστικά του κύματος αλλάζουν με την απορρόφηση μέρους της ενέργειας σε ένα συγκεκριμένο μέρος. Με βάση αυτές τις πληροφορίες, υπολογίζεται το σημείο και η δύναμη επαφής. Διατίθενται οθόνες σε αυτήν την κατηγορία με πάχος φιλμ 3 ή 6 χιλιοστών, το οποίο σας επιτρέπει να αντέχετε ένα ελαφρύ χτύπημα από το χέρι σας χωρίς συνέπειες.
Ελαττώματα:
- παραβίαση εργασίας σε συνθήκες κραδασμών και δονήσεων;
- αστάθεια σε οποιαδήποτε ρύπανση;
- παρεμβολές λόγω ακουστικών σημάτων συγκεκριμένης διαμόρφωσης;
- η χαμηλή ακρίβεια τα καθιστά άχρηστα για σχέδιο.
Άλλα είδη
Η συσκευή και η αρχή λειτουργίας των οθονών αφής, που χρησιμοποιούνται συχνότερα, συζητούνται παραπάνω. Ακολουθεί μια λίστα εμφανίσεων μη δημοφιλών διαμορφώσεων:
- Οπτικές οθόνες - υποστήριξη πολλαπλής αφής, συμπεριλαμβανομένων μεγάλων αποτυπωμάτων.
- Μοντέλα υπερύθρων - καλυμμένα με ζεύγη φωτοδιόδων LED, αντιδρούν στην αφή μέσω μικροελεγκτή.
- Επιλογές επαγωγής - εξοπλισμένες με ειδικό πηνίο και δίκτυο ευαίσθητων αγωγών, που χρησιμοποιούνται σε ακριβά tablet.
Όπως μπορείτε να δείτε, υπάρχουν πολλές επιλογές για οθόνες αφής. Η επιλογή εξαρτάται πάντα από τον καταναλωτή.
