Призначений насамперед для виведення та введення інформації за рахунок жестикуляції або натискання на дисплей. Зараз існує безліч різновидів, що дозволяють безпосередньо взаємодіяти з пристроєм. Вбудовані сенсори можна побачити у багатьох пристроях: смартфонах, планшетах, плеєрах, відеокамерах та фотоапаратах. Існуючі типи сенсорних екранів мають свої переваги і недоліки. Для того, щоб вирішити, який з них краще, необхідно детальніше вивчити особливості кожного. У нашому випадку ми зупинимося на сенсорних дисплеях, вбудованих у планшети.
Зазначимо, що типи сенсорних поділяються на чотири основні типи:
- Ємнісні.
- Проекційно-ємнісні.
- Дисплеї з поверхнево-акустичними хвилями (ПАР).
- резистивні.
Найбільш поширені ємнісні та резистивні.Їхня головна відмінність полягає в тому, що перші розпізнають торкання, а другі натискання (стилусом або пальцем). Правду кажучи, резистивні рецептори встановлюються в більш дешевих моделях планшетів і є пережитками. Ємнісні широко використовуються в нових моделях мобільних пристроїв.
Чому, власне, вони так називаються? Об'єкт великої ємності проводить електричний пристрій. змінний струм. Поверхня є не що інше, як скляна панель, покрита резистивним прозорим сплавом. Провідний шар має великий рівень напруги і при зіткненні з будь-яким предметом або пальцем відбувається витік струму. Внаслідок цього датчиками фіксується витік струму, внаслідок чого відбувається миттєве обчислення координат точки натискання.
Переваги дисплея
Існують проекційно-ємнісні типи екранів. Вони вважаються більш просунутими і відрізняються підвищеною чутливістю, швидкою реакцією, а головне дозволяють взаємодіяти з пристроєм через рукавички. Дуже важливим фактором є підтримка технології мультитачів.Завдяки їй можна натискати на поверхню двома або навіть трьома пальцями. Це зумовлено тим, що одночасно знаходяться координати кількох точок, на яких спрямована дія.
Головними перевагами передових сенсорних екранів є стійкість до будь-яких забруднень, міцність та надійність.Крім того, можна спокійно здійснювати роботу на проекційно-ємнісних екранах за холодної погоди. Вони відрізняються стійкістю до низьких температур. Швидка реакція є безумовною перевагою перед ємнісним дисплеєм. Достатньо одного легкого дотику для виведення інформації.
Застосування у житті
Слід сказати про те, що ємнісні дисплеї встановлюють не тільки в планшети, але також і в інформаційні кіоски, банкомати і будівлі, що охороняються. Коло використання проекційно-ємнісних дисплеїв набагато ширше. Їх можна зустріти у платіжних терміналах, ноутбуках, електронних кіосках та будь-яких пристроях, що підтримують технологію мультитач. Для взаємодії з проекційно-ємнісними екранами можна використовувати спеціальний струмопровідний стілус, проте його мало хто застосовує. Набагато зручніше робити всі дії в ручному режимі.
Говорити про недоліки ємнісних та проекційно-ємнісних екранів не доводиться. Єдиним мінусом, мабуть, є їхня висока вартість, проте вона повною мірою себе виправдовує. Якщо хочете придбати пристрій із якісним сенсорним типом екрана, доведеться заплатити відповідну суму.
Характеристики резистивних екранів
Пристрій та застосування
Простішою та дешевшою технологією є резистивний сенсор, що складається з пластикової мембрани та провідної підкладки. При натисканні на мембранну частину відбувається легке замикання із підкладкою. Електроніка керування при цьому обчислює опір, що виникає між краями двох частин. В результаті відбувається обчислення координат точки натискання.
Найчастіше резистивні сенсорні екрани використовуються у недорогих моделях планшетівта інших мобільних пристроях, комунікаторах, КПК, медичному обладнанні та промислових управлінських пристроях. До гаджетів із вбудованим резистивним дисплеєм у комплекті йде спеціальний стилус. Незважаючи на це, з таким можна працювати будь-яким іншим тупим предметом. Реагують резистивні дисплеї на пальці, навіть у рукавичках. Щоправда, є один невеликий нюанс. вплив на поверхню не повинен бути дуже сильним, інакше можна пошкодити екран.
Особливості використання
Якщо говорити про недоліки дисплеїв резистивного типу, то вони дуже чутливі до будь-яких механічних пошкоджень. Пристрій з таким екраном у жодному разі не можна носити в кишені з ключами або використовувати замість стілус інший предмет. Інакше на дисплеї залишаться некрасиві подряпини, що може призвести до зниження чутливості. Щоб убезпечити себе від подібних ризиків, необхідно наклеїти захисну плівку на резистивну поверхню. Крім того, за низьких температур він все одно працюватиме погано. Якщо говорити про прозорість, пропускається всього 84% світла, що походить від екрану - це дуже низький показник.
Чимало користувачів запитують: який тип сенсорного екрана краще? Однозначної відповіді немає. Якщо за ціною, то найдешевшими є дисплеї резистивного типу. За якістю, звісно, випереджають проекційно-ємнісні. Однак є ще один тип сенсорного екрану, про який варто розповісти.
Такі дисплеї працюють наступним чином: п'єзоелементи, розташовані по кутах пристрою, перетворять електросигнал, що приходить, в ультразвукові хвилі. Вони відразу надходять на поверхню дисплея. Вздовж країв дисплея поширені елементи, що відображають, а на протилежній стороні присутні сенсори, які фіксують і передають хвилі ультразвуку. Перетворювач трансформує їх у електросигнал. При торканні він послаблюється, і обчислюються координати торкання. Слід зазначити, що обчислюється і інтенсивність дотику, чого немає в інших типів екранів. Однак, на відміну від своїх конкурентів, цей варіант не повною мірою визначає координати, отже, ви не зможете малювати на таких екранах.
Завдяки сенсорним екранам значно спростився графічний інтерфейс та управління. Доступ до функцій став більш простим. Сенсорні дисплеї дозволяють робити мінімум рухів та отримувати інформацію в повному обсязі. Незважаючи на те, що видів є кілька, всі вони мають свої переваги. Який пристрій вибирати, вирішувати лише користувачеві, відштовхуючись від власних фінансових можливостей та переваг.
Сенсорний екран – це пристрій введення та виведення інформації за допомогою чутливого до натискань та жестів дисплея. Як відомо, екрани сучасних пристроївне лише виводять зображення, а й дозволяють взаємодіяти з пристроєм. Спочатку для подібної взаємодії використовувалися всіма знайомі кнопки, потім з'явився не менш відомий маніпулятор «миша», який значно спростив маніпуляції з інформацією на дисплеї комп'ютера. Однак «миша» для роботи потребує горизонтальної поверхні та для мобільних пристроїв не дуже підходить. Ось тут на допомогу приходить доповнення до звичайного екрану - Touch Screen, який також відомий під назвами Touch Panel, сенсорна панель, сенсорна плівка. Тобто, по суті, сенсорний елемент екраном не є – це додатковий пристрій, що встановлюється поверх дисплея зовні, що захищає його та служить для введення координат торкання екрана пальцем або іншим предметом.
Використання
Сьогодні сенсорні екрани знаходять широке застосування у мобільних електронних пристроях. Спочатку тачскрин застосовувався в конструкції кишенькових. персональних комп'ютерів(КПК, PDA), тепер першість тримають комунікатори, мобільні телефони, плеєри та навіть фото- та відеокамери. Однак технологія керування пальцем через віртуальні кнопки на екрані виявилася настільки зручною, що нею оснащуються майже всі платіжні термінали, багато сучасних банкоматів, електронні довідкові кіоски та інші пристрої, що використовуються в громадських місцях.
Ноутбук із сенсорним екраном
Не можна не відзначити і ноутбуки, деякі моделі яких оснащуються поворотним сенсорним дисплеєм, що додає мобільного комп'ютеране тільки ширшу функціональність, а й більшу гнучкість в управлінні ним на вулиці та на вазі.
На жаль, поки що подібних моделей ноутбуків, які називаються в народі «трансформери», не так багато, але вони є.
В цілому, технологію сенсорного екрану можна охарактеризувати як найбільш зручну у разі, коли необхідний миттєвий доступ до керування пристроєм без попередньої підготовки та з приголомшливою інтерактивністю: елементи управління можуть змінювати один одного залежно від функції, що активується. Той, хто хоч раз працював із сенсорним пристроєм, сказане вище чудово розуміє.
Типи сенсорних екранів
Всього сьогодні відомо кілька типів сенсорних панелей. Природно, що кожна з них має свої переваги та недоліки. Виділимо основні чотири конструкції:
- резистивні
- Ємнісні
- Проекційно-ємнісні
Крім зазначених екранів, застосовуються матричні екрани та інфрачервоні, але з огляду на їх низьку точність їх сфера застосування вкрай обмежена.
резистивні
Резистивні сенсорні панелі відносяться до найпростіших пристроїв. За своєю суттю, така панель складається з провідної підкладки та пластикової мембрани, які мають певний опір. При натисканні на мембрану відбувається її замикання з підкладкою, а керуюча електроніка визначає опір між краями підкладки і мембрани, що виникає при цьому, обчислюючи координати точки натискання.
Перевага резистивного екрану в його дешевизні та простоті пристрою. Вони мають відмінну стійкість до забруднень. Основною перевагою резистивної технології є чутливість до будь-яких дотиків: можна працювати рукою (у тому числі в рукавичках), стилусом (пером) та будь-яким іншим твердим тупим предметом (наприклад, верхнім кінцем кулькової ручки або кутом пластикової картки). Однак є й досить серйозні недоліки: резистивні екрани чутливі до механічних пошкоджень, такий екран легко подряпати, тому часто додатково купується спеціальна захисна плівка, що захищає екран. Крім того, резистивні панелі не дуже добре працюють при низьких температурах, а також мають невисоку прозорість - пропускають не більше 85% світлового потоку дисплея.
Використання пера із сенсорним екраном
Застосування
- Комунікатори
- Стільникові телефони
- POS-термінали
- Tablet PC
- Промисловість (пристрої керування)
- Медичне обладнання
Комунікатор
Ємнісні
Технологія ємнісного сенсорного екрану ґрунтується на принципі того, що предмет великої ємності (в даному випадку людина) здатний проводити електричний струм. Суть роботи ємнісної технології полягає у нанесенні на скло електропровідного шару, при цьому на кожен із чотирьох кутів екрану подається слабкий змінний струм. Якщо торкнутися екрана заземленим предметом великої ємності (пальцем), витік струму. Чим ближче точка дотику (а отже, і витоку) до електродів у кутах екрану, тим більше сила струму витоку, яка і реєструється електронікою, що управляє, обчислює координати точки дотику.
Ємнісні екрани дуже надійні та довговічні, їхній ресурс становить сотні мільйонів натискань, вони відмінно протистоять забрудненням, але тільки тим, які не проводять електричний струм. У порівнянні з резистивними вони прозоріші. Однак недоліками є все ж таки можливість пошкодження електропровідного покриття і нечутливість до дотиків непровідними предметами, навіть руками в рукавичках.
Інформаційний кіоск
Застосування
- В приміщеннях, що охороняються
- Інформаційні кіоски
- Деякі банкомати
Проекційно-ємнісні
Проекційно-ємнісні екрани засновані на вимірюванні ємності конденсатора, що утворюється між тілом людини та прозорим електродом на поверхні скла, яке і є в даному випадку діелектриком. Внаслідок того, що електроди нанесені на внутрішній поверхні екрана, такий екран вкрай стійкий до механічних пошкоджень, а з урахуванням можливості застосування товстого скла проекційно-ємнісні екрани можна застосовувати в громадських місцях і на вулиці без особливих обмежень. До того ж, цей тип екрана розпізнає натискання пальцем у рукавичці.
Платіжний термінал
Дані екрани досить чутливі і відрізняють натискання пальцем і пером, що проводить, а деякі моделі можуть розпізнавати кілька натискань (мультитач). Особливостями проекційно-ємного екрану є висока прозорість, довговічність, несприйнятливість до більшості забруднень. Мінусом такого екрану є не дуже висока точність, а також складність електроніки, яка обробляє координати натискання.
Застосування
- Електронні кіоски на вулицях
- Платіжні термінали
- Банкомати
- Тачпеди ноутбуків
- iPhone
З визначенням поверхнево-акустичних хвиль
Суть роботи сенсорної панелі з визначенням поверхнево-акустичних хвиль полягає у наявності ультразвукових коливань у товщі екрана. При дотику до вібруючого скла, хвилі поглинаються, при цьому точка дотику реєструється датчиками екрану. Плюсами технології можна назвати високу надійність та розпізнавання натискання (на відміну від ємнісних екранів). Мінуси полягають у слабкій захищеності від факторів навколишнього середовища, тому екрани з поверхнево-акустичними хвилями не можна застосовувати на вулиці, а крім того, такі екрани бояться будь-яких забруднень, які блокують їхню роботу. Застосовуються рідко.
Інші, рідкісні типи сенсорних екранів
- Оптичні екрани. Інфрачервоним світлом підсвічують скло, в результаті дотику такого скла відбувається розсіювання світла, яке виявляється датчиком.
- Індукційні екрани. Усередині екрану розташована котушка і сітка чутливих проводів, що реагують на дотик активним пером, що живиться від електромагнітного резонансу. Логічно, що такі екрани реагують на натискання лише спеціальним пером. Застосовуються у дорогих графічних планшетах.
- Тензометричні – реагують на деформацію екрану. Такі екрани мають малу точність, проте дуже міцні.
- Сітка інфрачервоних променів – одна з перших технологій, що дозволяють розпізнавати дотики до екрану. Сітка складається з безлічі світловипромінювачів та приймачів, розташованих по сторонах екрану. Реагує на блокування відповідних променів предметами, виходячи з чого визначає координати натискання.
- Зрушити два пальці разом – зменшення зображення (тексту)
- Розсунути два пальці у сторони – збільшення (Zoom)
- Рух кількома пальцями одночасно – прокручування тексту, сторінки у браузері
- Обертання двома пальцями на екрані – поворот зображення (екрана)
Про користь та недоліки сенсорних екранів
У кишенькових пристроях сенсорні екрани з'явилися давно. Причин цьому кілька:
- Можливість робити мінімальну кількість органів управління
- Простота графічного інтерфейсу
- Легкість керування
- Оперативність доступу до функцій пристрою
- Розширення мультимедійних можливостей
Однак і недоліків хоч греблю гати:
- Відсутність тактильного зворотного зв'язку
- Часта необхідність у використанні пера (стилусу)
- Можливість пошкодження екрану
- Поява відбитків пальців та інших забруднень на екрані
- Високе споживання енергії
В результаті, повністю позбавитися клавіатури не завжди виходить, адже набагато зручніше набирати текст за допомогою звичних клавіш. Натомість сенсорний екран інтерактивніший, завдяки більш оперативному доступу до елементів меню та налаштувань сучасних гаджетів.
Сподіваємось, що цей матеріал допоможе вам при виборі пристрою із сенсорним екраном.
Обговорити на форумі
Сенсорний дисплей, як пристрій введення-виведення інформації, з'явився досить давно. Ще в 90-х роках минулого століття можна було зустріти у продажу КПК та інші портативні девайси, оснащені тачскріном. З розвитком технологій сенсорні смартфони вдосконалювалися, до них висувалися нові вимоги, тому за останнє десятиліття сенсорні екрани серйозно змінилися.
Резистивні сенсори
Найпростіші та доступні сенсори для смартфонів. Вони складаються з двох шарів, на які нанесена сітка з прозорого струмопровідного матеріалу. Нижній виконаний зі скла (мінерального чи органічного), а верхній – пластиковий. Між ними розташований тонкий повітряний прошарок. У момент дотику відбувається замикання ланцюга між сітками різних шарів, і контролер визначає координати місця натискання.
Перевагами резистивних екранів є чутливість до натискання будь-яким предметом, дешевизна, простота конструкції та точність. Головний недолік - крихкість: пластиковий верхній шар легко порізати або проколоти, після чого контакт порушиться і сенсор не працюватиме.
Ще резистивні сенсори мають відносно низьку прозорість (до 80%), тому, починаючи з 2010-го року, вони виходять із вживання на смартфонах. Сьогодні такий тачскрін можна зустріти лише у дешевих телефонах китайського виробництва.
Ємнісні сенсори
Ємнісні сенсори смартфонів складаються із скляної панелі, покритої прозорим струмопровідним шаром, та чотирьох кутових датчиків. На неї подається слабкий змінний струм, виток якого при торканні реєструють сенсори, обчислюючи координати натискання. Крім того, що реагують такі тачскрини лише на торкання предмета з електричною провідністю, вони мають малу точність і не здатні одночасно сприймати кілька натискань.
Ємнісно-проекційні сенсори
Найпоширеніший на сучасних смартфонах вид сенсорів. Є розвитоком попереднього типу. Замість струмопровідного шару на панель наноситься сітка електродів, які також перебувають під напругою. У момент торкання пальця, що виступає в ролі конденсатора, відбувається витік струму, розташування якого обчислюється контролером. Така конструкція уможливлює відстеження кількох дотиків (на даний момент до 10, більше – не має сенсу) одночасно.
Принципова конструкція таких тачскрінів виробниками мобільних пристроїв модифікується. На сучасних дисплеях OGS смартфонів чутливі електроди можуть монтуватися прямо між кристалами (або діодами) матриці, а для стійкості до пошкоджень екран покривають загартованим склом.
Раніше також практикувався поділ захисного склата сенсорного шару: електроди наносилися на прозору плівку, яка зверху покривалася склом. Такий підхід дозволяв зберігати працездатність сенсора навіть за наявності серйозних ушкоджень (тріщини, сколи).
20.07.2016 14.10.2016 by Чомучка
Історія створення сенсорного дисплея.
Сьогодні сенсорним дисплеєм, а точніше екраном з можливістю введення інформації за допомогою торкання, нікого не здивуєш. Практично всі сучасні смартфони, планшетні ПК, деякі електронні книгита інші сучасні гаджети оснащені такими пристроями. Яка ж історія цього чудового пристрою введення інформації?
Вважається, що батьком першого у світі сенсорного пристрою є американський викладач університету Кентуккі, Семуель Херст. У 1970 році він зіткнувся з проблемою зчитування інформації з величезної кількості стрічок самописців. Його ідея автоматизації цього процесу стала поштовхом до створення першої у світі компанії із виробництва сенсорних екранів – Elotouch. Перша розробка Херста та його однодумців мала назву Elograph. Вона побачила світ у 1971 році і використала чотирьох провідний резистивний метод визначення координат точки дотику.
Першою ж комп'ютеризованим пристроєм із сенсорним дисплеєм була система PLATO IV, що з'явилася на світ у 1972 році завдяки дослідженням, що проходили в рамках комп'ютерного навчанняв США. Вона мала сенсорну панель, Що складається з 256 блоків (16×16), та працює за допомогою сітки інфрачервоних променів.
У 1974 році знову дав про себе знати Семюель Херст. Утворена ним компанія Elographics випустила прозору сенсорну панель, а ще через три роки в 1977 році ними була розроблена п'яти провідна резистивна панель. Через кілька років компанія об'єднується з найбільшим виробником електроніки Siemens, і в 1982 році вони спільно випускають перший у світі телевізор, обладнаний сенсорним екраном.
У 1983 році виробник комп'ютерної технікиКомпанія Hewlett-Packard випускає комп'ютер HP-150, обладнаний сенсорним дисплеєм, що працює за принципом інфрачервоної сітки.
Першим мобільним телефономіз сенсорним пристроєм для введення інформації була модель Alcatel One Touch COM, випущена 1998 року. Саме вона стала прообразом сучасних смартфонів, хоч і мала за сьогоднішніми мірками вельми скромні можливості – невеликий монохромний дисплей. Ще однією спробою смартфона із сенсорним екраном стала модель Ericsson R380. Вона також мала монохромний дисплей і була обмежена у своїх можливостях.
Сенсорний екран сучасному виглядіпостав у 2002 році в моделі Qtek 1010/02 XDA, випущеної компанією HTC. Це був повнокольоровий дисплей з досить гарною роздільною здатністю, що підтримує 4096 кольорів. Він використовував резистивну технологію визначення координат торкання. На вищий рівень сенсорні екрани вивела компанія Apple. Саме завдяки її IPhone, пристрої з сенсорними дисплеями набули неймовірної популярності, а їх розробка Multitouch (визначення торкання двома пальцями) істотно спрощувала введення інформації.
Однак поява сенсорних екранів стала не тільки зручним нововведенням, а й спричинила деякі незручності. Електронні пристрої, оснащені сенсором, чутливіші до неакуратного поводження, тому й ламаються частіше. Ламаються навіть екрани у Iphone. Добре, що замінити їх може навіть некваліфікований фахівець.
Як улаштований сенсорний екран.
Така дивина як сенсорний екран - дисплей з можливістю введення інформації простим натисканням на його поверхню за допомогою спеціального стілус або просто пальця, давно вже перестав викликати здивування у користувачів сучасних електронних гаджетів. Давайте спробуємо розібратися, як він працює.
Насправді видів сенсорних екранів існує достатньо велика кількість. Один від одного вони відрізняються принципами, закладеними у їхній роботі. Зараз на ринку сучасної високотехнологічної електроніки використовуються в основному резистивні та ємнісні сенсори. Однак існують також матричні, проекційно-ємнісні, що використовують поверхнево-акустичні хвилі, інфрачервоні та оптичні. Особливість двох перших, найпоширеніших в тому, що сам сенсор відокремлений від дисплея, тому при поломці його з легкістю може замінити навіть електромайстер-початківець. Вам залишиться лише купити тачскрин для стільникового чи будь-якого іншого електронного пристрою.
Резистивний сенсорний екран складається з гнучкої пластикової мембрани, на яку власне ми натискаємо пальцем, і скляної панелі. На внутрішні поверхні двох панелей нанесений резистивний матеріал, по суті є провідником. Між мембраною та склом рівномірно розташований мікроізолятор. Коли ми натискаємо на одну з областей сенсора, в цьому місці замикаються провідні шари мембрани та скляної панелі та відбувається електричний контакт. Електронна схема-контролер сенсора перетворює сигнал від натискання в конкретні координати на ділянці дисплея і передає їх у схему управління самим електронним пристроєм. Визначення координат, а вірніше її алгоритм, дуже складний і ґрунтується на послідовному обчисленні спочатку вертикальної, а потім горизонтальної координати контакту.
Резистивні сенсорні екрани досить надійні, оскільки функціонують нормально навіть при забрудненні активної верхньої панелі. До того ж вони, зважаючи на свою простоту, дешевші у виробництві. Однак у них є недоліки. Одним із основних є низька світлопропускна здатність сенсора. Тобто оскільки сенсор наклеєний на дисплей, зображення виходить не таким яскравим та контрастним.
Ємний сенсорний екран. В основу його роботи закладено той факт, що будь-який предмет, що має електричну ємність, у цьому випадку палець користувача, проводить змінний електричний струм. Сам сенсор є скляною панеллю, покритою прозорою резистивною речовиною, яка утворює провідний шар. На цей шар за допомогою електродів подається змінний струм. Як тільки палець або стілус стосується однієї з областей сенсора, в цьому місці відбувається витік струму. Його сила залежить від того, наскільки близько до краю сенсора зроблено контакт. Спеціальний контролер вимірює струм витоку та за його значенням обчислює координати контакту.
Ємнісний сенсор також як і резистивний не боїться забруднень, до того ж йому не страшна рідина. Однак у порівнянні з попереднім він має більшу прозорість, що робить зображення на дисплеї чіткішим і яскравішим. Нестача ємнісного сенсора походить з його конструктивних особливостей. Справа в тому, що активна частина сенсора, по суті, знаходиться на самій поверхні, тому схильна до зносу і пошкоджень.
Тепер поговоримо про принципи роботи менш популярних на сьогодні сенсорів.
Матричні сенсори працюють за принципом резистивних, проте відрізняються від перших максимально спрощеною конструкцією. На мембрану наносяться вертикальні смуги, що проводять, на скло - горизонтальні. Або навпаки. При тиску на певну область замикаються дві провідні смуги і контролеру досить легко обчислити координати контакту.
Недолік такої технології видно неозброєним оком – дуже низька точність, а отже, і неможливість забезпечити високу дискретність сенсора. Через це деякі елементи зображення можуть не збігатися з розташуванням смуг провідника, а отже натискання на цю область може викликати неправильне виконання потрібної функції або взагалі не спрацювати. Єдиною перевагою цього типу сенсорів є їхня дешевизна, яка власне кажучи, і випливає з простоти. Крім цього матричні рецептори не вибагливі у використанні.
Проекційно-ємнісні сенсорні екрани є хіба що різновидом ємнісних, проте працюють трохи інакше. На внутрішній бік екрану наноситься сітка електродів. При торканні пальцем між відповідним електродом та тілом людини виникає електрична система – еквівалент конденсатора. Контролер сенсора подає імпульс мікроструму і вимірює ємність конденсатора, що утворився. Внаслідок того, що в момент торкання одночасно задіяні кілька електродів, контролеру досить просто обчислити точне місце торкання (за найбільшою ємністю).
Основні переваги проекційно-ємнісних сенсорів – це велика прозорість всього дисплея (до 90%), надзвичайно широкий діапазон робочих температур та довговічність. При використанні такого типу сенсора скло, що несе, може досягати товщини 18 мм, що дає можливість робити удароміцні дисплеї. До того ж, сенсор стійкий до непровідного забруднення.
Сенсори на поверхнево-акустичних хвилях – хвилях, що розповсюджуються на поверхні твердого тіла. Сенсор є скляною панеллю, по кутах якої розташовані п'єзоелектричні перетворювачі. Суть роботи такого сенсора у наступному. П'єзоелектричні датчики генерують та приймають акустичні хвилі, які поширюються між датчиками на поверхні дисплея. Якщо дотику немає – електричний сигнал перетворюється на хвилі, а потім назад на електричний сигнал. Якщо торкається частина енергії акустичної хвилі поглинеться пальцем, а отже не дійде до датчика. Контролер проаналізує отриманий сигнал і алгоритмом обчислить місце дотику.
Переваги таких сенсорів у тому, що, використовуючи спеціальний алгоритм, можна визначати не тільки координати торкання, а й силу натискання – додаткова інформаційна складова. До того ж кінцевий пристрій відображення (дисплей) має дуже високу прозорість, оскільки на шляху світла немає напівпрозорих електродів, що проводять. Однак сенсори мають і низку недоліків. По-перше, це дуже складна конструкція, а по-друге – точності визначення координат дуже заважають вібрації.
Інфрачервоні сенсорні екрани. Принцип роботи заснований на використанні координатної сітки з інфрачервоних променів (випромінювачі і приймачі світла). Приблизно також, що й у банківських сховищах із художніх фільмів про шпигунів та грабіжників. При дотику до певної точки сенсора переривається частина променів, а контролер за даними оптичних приймачів визначає координати контакту.
Основний недолік таких сенсорів – дуже критичне ставлення до чистоти поверхні. Будь-яке забруднення може призвести до повної його непрацездатності. Хоча через простоту конструкції цей тип сенсора використовується у військових цілях, і навіть деяких мобільних телефонах.
Оптичні сенсорні екрани є логічним продовженням попередніх. Інфрачервоне світло використовується як інформаційне підсвічування. Якщо на поверхні немає сторонніх предметів – світло відбивається та потрапляє у фотоприймач. Якщо відбулося торкання – частина променів поглинається, а контролер визначає координати контакту.
Недоліком технології є складність конструкції через необхідність використання додаткового світлочутливого шару дисплея. До переваг можна віднести можливість досить точного визначення матеріалу, за допомогою якого здійснено дотик.
Тензометричні та сенсорні екрани DST працюють за принципом деформації поверхневого шару. Їхня точність досить низька, але вони чудово витримують механічні впливи, тому застосовуються в банкоматах, квиткових автоматах та інших публічних електронних пристроях.
Індукційні екрани ґрунтуються на принципі формування електромагнітного поля під верхньою частиною сенсора. При торканні спеціальним пером змінюється характеристика поля, а контролер у свою чергу обчислює точні координати контакту. Застосовуються в мистецьких планшетних ПК найвищого класу, оскільки забезпечують більшу точність визначення координат.
Перед тим як розглянути ємнісний або резистивний екран, потрібно визначитися з тим, що являє собою сенсорна технологія взагалі. Тут усе зрозуміло: це екран, що визначає координати натискання. Якщо виражатися науково, то тут мається на увазі метод управління інтерфейсом, за допомогою якого користувач може натискати безпосередньо на місце, що цікавить. На даний момент є кілька методів реалізації сенсорних екранів. Варто розглянути кожен окремо.
резистивна технологія
Щоб визначити, який тип екрану, ємнісний чи резистивний, вам більше підходить, необхідно розглянути їх. Другий варіант передбачає використання певної виробничої технології. Знизу розміщена панель зі скла, поверх якої знаходиться прозора гнучка мембрана. На панелі та мембрані є струмопровідне покриття, тобто резистивне. При натисканні на екран відбувається замикання у певній точці. Якщо знати напругу на електродах з одного боку і виміряти його на мембрані, то виходить відстежити одну координату. Дві координати вимагають відключити одну групу електродів, щоб увімкнути іншу. Це все в автоматичному режимі робить мікропроцесор, коли відбувається зміна напруги на мембрані. Резивні екрани не дозволяють реалізувати мультитач.
Особливості резистивної технології
Як і будь-якого іншого типу реалізованих пристроїв, тут є певні риси, які є позитивними чи негативними залежно від ситуації. Як переваги зазвичай відзначається дешеве виробництво, а також можливість натискати чим завгодно, тому що потрібно тільки продавити мембрану. Точність позиціонування підвищується за рахунок застосування стілусів.
Негативні моменти
Основними недоліками можна назвати низький рівень пропускання світла, високу швидкість появи подряпин на поверхні, можливість натискань в одну точку не більше 35 мільйонів разів, неможливість реалізувати мультитач. Якщо ви не можете вирішити, ємнісний або резистивний екран вибрати, важливо відзначити ще й неможливість використання жестів типу ковзання, так як потрібно натиснути пальцем на екран і вести його не відпускаючи. У пристроях з такими елементами управління краще використовувати софт, що вимагає мінімального використання жестів, що «гортають».
Розбираючись в особливостях цієї технології, слід зазначити, що вона може бути реалізована кількома способами, що мають певні відмінності. Ємнісний сенсорний екран може бути просто ємнісним та проекційно-ємнісним. Перший варіант передбачає використання певних елементів. Поверх скляної панелі розміщується резистивний прозорий матеріал, наприклад, сплав оксиду олова або індія. По кутах розміщені електроди, які подають невелику змінну напругу на провідний шар. Якщо до екрану торкаються струмопровідним предметом, виникає витік, і що цей предмет ближче до електрода, то нижче опір екрана, тобто сила струму помітно збільшується. А називається це все ємнісний екран, тому що змінний струм проводиться предметом більшої ємності. Найчастіше йдеться про пальець.
Особливості ємнісних екранів
Як і інші види технологій, у цьому випадку йдеться про сукупність переваг та недоліків. Як переваги перед іншими можна назвати високу світлопропускну здатність, значний ресурс натискань, простоту і зручність роботи методом «гортання». Недоліки тут теж є: потрібно використовувати лише пальці або спеціалізовані стілус. Звичайний ємнісний екран не підтримує технологію мультитачів. Часто бувають випадкові натискання. Наприклад, система може розпізнавати жест як «гортання» навіть у тому випадку, коли він не передбачається, тому що складно утримати палець суворо одному місці після натискання.
Проекційно-ємнісний сенсорний екран
У разі пристрій відрізняється від попередніх досить сильно. Внутрішня сторона екрану є сіткою електродів. Якщо відбувається дотик предметом більшої ємності до електрода, то утворюється конденсатор, що має постійну ємність. Такі екрани використовуються на вулиці, оскільки дозволяють встановлювати скло, товщина якого досягає 18 мм, при цьому вдається отримати не тільки максимально тверду поверхню, але й забезпечити стійкість до вандалів.
Особливості проекційно-ємнісних сенсорів
В даному випадку, як і у всіх інших, є певні переваги та недоліки, про які слід знати. Як переваги можна назвати можливість реалізації мультитач, реагування на натискання в рукавичці, високий ступінь пропускання світла, а також довговічність самого екрану. Такі екрани здатні реагувати на наближення пальців без натискання. Поріг, коли відбувається завершення торкання, зазвичай настроюється програмно. Крайня точка – це зазвичай сам екран, тому що продавлювати його абсолютно марно.
Якщо розглядати проекційно-ємнісний екран, то він має і певні недоліки, як яких прийнято називати складну і досить дорогу електроніку, неможливість використання звичайного стілусу, ймовірність випадкових натискань.
Мультитач технологія
Неможливо визначити відповідний тип сенсорного екрану, ємнісний або резистивний, не вирішивши питання щодо реалізації даної технології. Мультитач – це можливість множинних дотиків. Дана реалізація передбачає відстеження координат кількох натискань одночасно. Якщо в смартфоні або планшеті реалізовано таку технологію, то за його допомогою можна імітувати гру на музичному інструменті, наприклад, гітарі. Потрібно розібратися з цим докладніше.
Можна взяти звичайний ємнісний чи резистивний екран. Якщо натиснути спочатку, наприклад, у верхній лівий кут, а потім, не відриваючи палець, іншим натиснути в правий нижній, то електронікою в якості координат буде визначено центр екрана, тобто середина відрізка між парою цих дотиків. Це буде видно, якщо запустити спеціальну програму, яка відстежує координати натискання. Однак виникає питання про те, а як же реалізовано масштабування картинок, якщо все одно розпізнається тільки одне натискання?
Тут усе просто. Це звичайнісінький програмний трюк. Ви натиснули на ємнісний екран – електроніка це визначила. Це буде точка "А". Тепер, не відпускаючи пальця, ви натискаєте в інше місце, яке буде точкою "В", виходить, що в цей момент точка натискання перемістилася миттєво убік, утворивши "С". Саме в цей момент, коли фактично відпускання пальця не було, а точка натискання миттєво перемістилася, програмно обробляється як мультитач. Далі, якщо точка «С» стає ближчою до «А», то визначається зсув пальців, тобто у випадку із зображенням, картинку треба зменшити, і навпаки. Ще один момент: якщо точка "С" описує дугу навколо однієї з точок, то програма визначає це як обертання одного пальця навколо іншого, що викликає необхідність повороту картинки у відповідний бік.
Використання резистивного та ємнісного екранів
Професійними розробниками традиційно використовується перший тип, оскільки він дозволяє керувати будь-яким предметом за різних погодних умов. При реалізації резистивної технології використовується більша кількість датчиків на квадратний сантиметр порівняно з ємнісною, тому на дисплеї можна відображати значки, на які допускається натискати голкою. Наприклад, операційна система Windows Mobile розроблялася з урахуванням такої особливості, тому добре працює із резистивними екранами. Такі дисплеї майже нечутливі до випадкового натискання. Однак багато розробників зараз націлені створювати додатки, орієнтовані на ємнісний сенсорний екран. Це вже стає проблемою для пристроїв, виконаних із застосуванням резистивної технології.
Ступінь захищеності
Важливо розуміти, що для планшетних комп'ютерів та комунікаторів дисплей є найуразливішою частиною. Ємнісний екран є кращим варіантом у плані надійності. Його продуктивність у будь-яких умовах помітно вища, а резистивні моделі можуть відмовити, наприклад, якщо нести їх униз склом. Ємнісний екран - це стійкий до відмов. Навіть якщо він зламаний, то й далі виконуватиме свої функції. Якщо вирішувати, ємнісний або резистивний екран вибрати, варто зазначити, що в польових умовах перший буде оптимальним варіантом.
Висновки
Якщо підбивати підсумки, то можна відзначити, що обидва варіанти реалізації дисплеїв мають свої переваги та недоліки. При тому, що ємнісний екран - це ціла сукупність можливостей, резистивний орієнтований на використання у певних ситуаціях. Зазвичай все залежить від інтерфейсу, який використовується в гаджеті. зручний у використанні, площа його натискання помітно менша, ніж у пальця, проте при гарній чуйності поверхні зручно обходитися і без цього пристосування. Постійне вдосконалення резистивних дисплеїв призвело до того, що з'явилися моделі цілком тверді, тобто стійкі до подряпин, але при цьому і чуйні. Такі варіанти стали дуже зручними в експлуатації.
Необхідність використовувати спеціальний стілус для ємнісних екранів іноді завдає чималої незручності, оскільки він зазвичай не йде в комплекті з пристроєм. А резистивна технологія передбачає і супровід спеціальним пристроєм, і натискання будь-яким твердим предметом. Одна з причин, через яку багато хто вибирає ємнісний сенсорний екран - мультитач, проте варто зазначити, що найчастіше це програмна реалізація, як уже було описано, і при належному підході вона може бути застосована і для резистивного. Проекційно-ємнісна технологія поки що не стала настільки доступною, як цього хотілося б.