Със сигурност всички използвате компютри и мобилни устройства, а само няколко като цяло са в състояние да разкажат как работят техните процесори, операционни системи и други компоненти.
В ерата на мобилните джаджи всеки има сензорен (наричан още интелигентен) екран и почти никой не знае какво е този сензорен дисплей, как работи и какви видове съществуват.
Какво е
Дисплей с тъчскрийн - Това е устройство за визуализиране на цифрова информация с възможност за упражняване на управленско въздействие чрез докосване до повърхността на дисплея.
Въз основа на различни технологии различните дисплеи реагират само на определени фактори.
Някои четат промяната капацитет или съпротивление в областта на контакта, други на температурни променинякои сензори реагират само на специална писалказа да избегнете случайни кликвания.
Ще разгледаме принципа на работа на всички често срещани видове дисплеи, тяхното приложение, силни и слаби страни.
Сред всички съществуващи принципи за управление на устройството с помощта на матрица, чувствителна към всякакви фактори, нека обърнем внимание на следните технологии:
- резистивен (4-5 жици);
- матрица;
- капацитивен и неговите варианти;
- повърхностна акустика;
- оптични и други по-рядко срещани и практични.
По принцип схемата на работа е следната: потребителят докосва областта на екрана, сензорите предават данни на контролера за промяната в която и да е променлива (съпротивление, капацитет), той изчислява точните координати на мястото на контакт и ги изпраща.
Последният въз основа на програмата отговаря съответно на натискането.
Резистивна
Най-простият тъч скрийн - резистивен. Той реагира на промяна в съпротивлението в зоната на контакт на чужд предмет и екрана.
Това е най-примитивната и разпространена технология. Устройството се състои от два основни елемента:
- проводим прозрачен субстрат (панел), изработен от полиестер или друг полимер с дебелина няколко десетки молекули;
- светлопроводима мембрана, изработена от полимерен материал (като правило се използва тънък слой пластмаса).
Резистивният материал се пръска върху двата слоя. Между тях има микроизолатори под формата на топки.
По време на етапа еластичната мембрана се деформира (огъва), контактува със субстратния слой и я затваря.
Контролерът реагира на верига чрез аналогово-цифров преобразувател. Той изчислява разликата между първоначалното и настоящото съпротивление (или проводимост) и координатите на точката или региона, където се извършва.
Практиката бързо разкри недостатъците на подобни устройства и инженерите започнаха да търсят решения, които скоро бяха намерени чрез добавяне на 5-та тел.
Четири жици
Горният електрод е 5V, а долният е заземен.
Ляво и дясно са свързани директно, те са индикатор за промени в напрежението по оста Y.
Тогава горната и долната част са скъсени и 5V се прилага отляво и отдясно, за да се чете X-координатата.
Пет жици
Надеждността се дължи на подмяната на резистивното покритие на мембраната с проводимо.
Панелът е направен от стъкло и остава покрит с резистивен материал., а в ъглите му са поставени електроди.
Първо, всички електроди са заземени и мембраната се захранва, което се следи постоянно от един и същ аналогово-цифров преобразувател.
Когато се докосне, контролерът (микропроцесор) улавя промяната на параметъра и изчислява точката / областта, където напрежението се променя в съответствие с четирижилната верига.
Важно предимство е възможността за нанасяне върху изпъкнали и вдлъбнати повърхности.
На пазара има 8-жични екрани. Точността им е по-висока от разглежданите, но това по никакъв начин не влияе на надеждността и цената е забележимо различна.
заключение
Разгледаните сензори се използват навсякъде поради ниската цена и устойчивостта на фактори на околната среда, като замърсяване и ниски температури (но не по-ниски от нулата).
Те реагират перфектно на допир с почти всеки предмет, но не и остър.
Площта на молив или кибрит обикновено не е достатъчна, за да предизвика реакция на контролер.
Такива дисплеи се поставят върху, използват се в сферата на услугите (офиси, банки, магазини), медицината и образованието.
Навсякъде, където устройствата са изолирани от външната среда и вероятността да се повредят е минимална.
Ниската надеждност (екранът се повреди лесно) се компенсира частично от защитен филм.
Лошото функциониране в студената, слаба светлинна пропускливост (съответно 0,75 и 0,85), ресурс (не повече от 35 милиона кликвания за терминала, които се използват постоянно, много малко) са слабостите на технологията.
матрица
По-опростена резистивна технология, възникнала още преди нея.
Мембраната е покрита на редове. вертикални проводниции субстратът е хоризонтално.
При натискане се изчислява областта, където проводниците са затворени и получените данни се предават на процесора.
Вече генерира контролен сигнал и устройството реагира по определен начин, например изпълнява действието, възложено на бутона).
Характеристика:
- много ниска точност (броят на проводниците е много ограничен);
- повечето ниска цена сред всички;
- изпълнение на функцията за мултитъч поради проследяване на екрана линия по ред.
Те се използват само в остаряла електроника и почти не се използват поради наличието на иновативни решения.
Капацитивен
Принципът се основава на способността на обектите висок капацитет стават проводници на променлив електрически ток.
Екранът е направен под формата на стъклен панел с тънък слой от напръскано резистивно вещество.
Електродите в ъглите на дисплея подават малко променливо напрежение към проводящия слой.
В момента на контакт възниква теч на токако елементът има по-голям електрически капацитет от екрана.
Токът се записва в ъглите на екрана, а информация от сензорите се изпраща на контролера за обработка. Въз основа на тях се изчислява контактната площ.
В първите прототипи е използвано постояннотоково напрежение. Решението направи дизайна по-опростен, но често се срива, когато потребителят не докосне земята.
Тези устройства са много надеждни, ресурсът им надвишава резистивен ~ 60 пъти (около 200 милиона кликвания), устойчив на влага и толерира замърсяване, което не провежда електрически ток.
Прозрачността е на ниво от 0,9, което е малко по-високо от резистивното, и работи при температури до -15 0 С.
Недостатъци:
- не реагира на ръкавицата и повечето чужди предмети;
- проводимото покритие е разположено в горния слой и е много уязвимо от механични повреди.
Използва се в същите банкомати и терминали под затворено небе.
Прожекционен капацитет
Във вътрешната повърхност се полага електродна решетка, която образува кондензатор (кондензатор) с човешкото тяло. Електрониката (микроконтролер и сензори) работят върху изчисляването на координатите при и изпраща изчисленията на централния процесор.
Те имат всички характеристики на капацитивен.
В допълнение, те могат да бъдат оборудвани с плътен филм до 1,8 см, което увеличава защитата срещу механично натоварване.
Провеждането на замърсяване, където е трудно или невъзможно да се елиминира, може да се почисти без проблеми чрез софтуерен метод.
Най-често те се инсталират в лични електронни устройства, банкомати и различно оборудване, инсталирано практически на открито (под капака). Apple също така предпочита фасилно-капацитивните дисплеи.
Повърхностна акустична вълна
Той е направен под формата на стъклен панел, оборудван с пиезоелектрически датчици, разположени под противоположни ъгли и приемници.
Те също са двойка и са разположени под противоположни ъгли.
Генераторът изпраща RF електрически сигнал към сондата, която превръща серия от импулси в SAW, а отражателите го разпространяват.
Отразените вълни се улавят от сензорите и се подават към сондата, която ги преобразува обратно в електричество.
Сигналът се изпраща до контролера, който го анализира.
При докосване параметрите на вълната се променят, по-специално част от нейната енергия се абсорбира на определено място. Въз основа на тази информация се изчислява контактната площ и нейната сила.
Много висока прозрачност (над 95%) поради липсата на проводими / резистивни повърхности.
Понякога, за да премахнете отблясъците, светлинни отражатели с приемници монтиран директно на екрана.
Сложността на дизайна по никакъв начин не влияе върху работата на устройството с такъв екран, а броят докосвания в една точка е 50 милиона пъти, което малко надвишава ресурса на резистивната технология (общо 65 милиона пъти).
Предлага се с тънък филм от порядъка на 3 мм и уплътнен - \u200b\u200b6 мм. Благодарение на тази защита дисплеят може да издържи лек удар.
Слабости:
- лоша работа в условия на вибрации и треперене (в транспорт, при ходене);
- липса на устойчивост на замърсяване - всеки чужд предмет влияе върху функционирането на дисплея;
- намеса в присъствието на звуков шум с определена конфигурация;
- точността е малко по-ниска, отколкото в капацитивната, поради което те са неподходящи за рисуване.
За управление модерни джаджи няма нужда да натискате бутоните, просто докоснете екрана. Това стана възможно благодарение на тъчскрийна (наричан сред специалистите просто „докосване“ или „сензорен панел“), който се превърна в неразделна част от смартфоните и таблетите, включително iPhone и iPad. Не е изненадващо, че поради честа употреба често се проваля и става главоболие за собственика на устройството. Ако разберете какво представлява този компонент и по какви принципи той работи, тогава можете бързо да откриете неизправност и да избегнете неловки ситуации, когато се свържете със сервизен център.
Какво е сензорен екран
Този термин е формиран от две английски думи - touch и screen, което буквално се превежда като „сензорен екран“. Историята на появата му е дълга и протича на няколко етапа. Първият в света дисплей, управляван с пръсти, е изобретен и описан в него научни трудове Американецът Е. А. Джонсън през 1965г. Пет години по-късно д-р Самюъл Хърст се развива съпротивителен сензорен екран, а самото физическо производство на продукта започва едва през 1973 г.
В момента жителите на града се занимават с тъч панели почти ежедневно: с тях са оборудвани не само смартфони и таблети, но и банкомати, информационни терминали и пунктове за приемане на плащания. Тъч скрийн се свързва за показване и реагира чувствително на всяко докосване. Може да се опише като устройство за въвеждане на информация, което служи за замяна на клавиатурата.
Важно е да знаете, че сензорният екран е само част от цялостния дизайн, отговорен само за сензора. За да прехвърлите изображение използва се дисплей, който представлява течнокристална матрица. Единството на тези два елемента се нарича модул на дисплея, който е почти основният компонент на всяко високотехнологично устройство.
Принципът на работа на сензорния панел
Принципът на работа на сензорния екран е прост - всяко докосване до него предизвиква някаква функция или води до определени действия. Физическите особености на работата му пряко зависят от вида тъчпада, Има седем от тях, но най-често срещаните днес са три от тях.
Най-евтиният в производството, устойчив на замърсяване и температурни крайности. Състои се от стъклен панел и пластмасова мембранамежду които са разположени изолатори. Всяко натискане води до факта, че стъклото се изтласква през микроизолатора, а мембраната с панела се затваря. След това специален контролер чете промените и ги преобразува в координати за контакт. Слабите страни на този модел са неговата ниска пропускливост, кратък живот и висок риск от повреда при изпускане. 
Капацитивен дисплей
По-надеждни и издръжливи, но уязвими от атмосферни влияния, вода и замърсяване. Използва специално стъкло на допир, покрито с резистивен материал. Минава през него променлив токкоято се доставя от електроди, разположени в ъглите на екрана. Тоест, когато докоснете сензорния екран, специален датчик се открива ток на изтичане. Те се регистрират за тези промени и ги предават на контролера.
Повърхностен акустичен сензор
Един от най-сложните екрани. Особеността на работата му е, че в дебелината на стъклото ултразвукови вибрации, Когато щракнете върху сензорния екран, вълните се абсорбират и превръщат в електрически сигнал, който след това се предава на контролера. Предимството на тази технология е дълъг експлоатационен живот от поне 45 милиона докосвания. Основният недостатък е, че екранът е изключително чувствителен към замърсявания и електромагнитни смущения.
В допълнение към това могат да бъдат разграничени няколко други типа сензорни панели. Те включват:
- Проективен капацитет, От вътрешната страна на такива екрани има решетка от електроди, когато се натисне, образувайки кондензатор, чийто капацитет се измерва чрез сензори на електрониката.
- Инфрачервен, В краищата им са излъчватели на светлина и приемници в инфрачервения диапазон, когато докоснете екрана, част от светлината е блокирана и по този начин се определя мястото на натискане.
- Tanzometric, Те се основават на проста фиксация на деформацията на екрана, устойчиви са на повреди и често се инсталират на открито.
- индукция, Вътре в тях има индуктор и проводници, когато докоснете такъв екран със специален инструмент, напрежението на съществуващото магнитно поле се променя.
Как да проверите сензорния екран
Сензорният панел може да не работи правилно, сякаш е физически повреден мобилно устройство, така че без видима причина. Следните фактори показват, че проблемът е в сензора:
Причините за тази неизправност могат да бъдат няколко:
- Показване на замърсяване, Ако не избършете навреме сензора със специални средства, тогава по време на работа той ще бъде обилно покрит с пръстови отпечатъци и мазни следи, което може да намали чувствителността му.
- нарушение температурно състояние , Прекалено високите или ниските температури, както и екстремната им температурна разлика, са честа причина за неизправност в сензорния екран.
- Повреда на примката, Той може да се отлепи от стъкло поради механични повреди, като по този начин наруши връзката на последното с докосване.
- влага, Ако вътре в приспособлението има течност, може да възникне контактно окисление. Понякога проблем може да бъде решен със сешоар.
- Катастрофа софтуер. В този случай трябва да промените отново устройството, за това ви е необходим USB кабел и самият софтуер.
Как сами да смените сензорния екран на телефона
Преди да премахнете сензорния екран, изключете смартфона, извадете батерията и сим картата. Важно е да запомните последователността на разглобяване, за да можете по-късно да сглобите устройството обратно и да не повредите вътрешните елементи. Някои модели може да изискват пълен анализ на случая, което изисква специални познания. За да направите подмяната на сензорния екран на телефона със собствените си ръце, трябва предварително да подготвите специално оборудване, а именно:
Процесът на подмяна на сензорния екран е както следва:
- Махам от себе си, събличам заден капак на телефона;
- отвертка развийте всички болтове по периметъра на тялото;
- внимателно поставете шпатула между стойката на тялото и шпионката;
- Сешоар топло лепилосвързване на сензора с матрицата до максимална температура 80 ° C;
- Прикачи за показване вендуза, което ще ви позволи да отделите сензорния екран от матрицата;
- Приложи тънък слой лепило и инсталирайте нов тъчпад;
- внимателно натискам я и премахнете остатъците от лепило;
- Сглобете устройството в обратен ред.
Каква е разликата между тъчскрийн и дисплей
Дисплеят е онази част от смартфона, на която се показва изображението. Именно той е водещият на визуалната информация и я прави достъпна за човешкото око. Сензорният екран е сензорно стъкло, чиято основна цел е да извика една или друга функция. Тоест, той е само инструмент за въвеждане на информацияно няма изход. 
Ако телефонът се срине и на него се появи паяжина, но екранът продължава да работи и можете ясно да видите снимката, тогава трябва да се смени само сензорът. Когато устройството изкриви изображението и покаже петна, ще трябва да промените дисплея, което е по-отнемаща време и скъпа процедура.
Принципът на работа на сензорните екрани 31 декември 2016 г.
В началото сензорните екрани (сензорни екрани) бяха изключително редки. Те могат да бъдат открити главно само в някои преносими компютри (PDA, PDA). Както знаете, тези устройства не са получили широко разпространение, тъй като им липсваше най-важното: функционалността на телефона. Историята на смартфоните е тясно свързана с сензорните екрани. Ето защо не можете да изненадате модерен човек с „умен телефон“ в джоба си с сензорен екран. Сензорният екран намери широко приложение в модерните скъпи устройства и дори в сравнително евтини телефони. Но отново няма да обсъждаме предимствата и недостатъците на определени модели телефони. По този въпрос всеки потребител може да реши сам.
Нека да поговорим за принципите на трите типа сензорни екрани, които можете да намерите в модерно устройство.
Така че, сензорните екрани вече не са твърде скъпи. Освен това сензорните екрани станаха много по-отзивчиви и докосването на потребителите сега се разпознава перфектно. Това им проправи широк път към множеството потребители. В момента има три основни дизайна на сензорни екрани:
1. Резистивен или просто "еластичен" (резистивен)
2. Капацитивен
3.Wave (повърхностна акустична вълна)
За съпротивителния сензорен екран. Близкото минало
Резистивната система е обикновено стъкло, покрито със слой от електрически проводник и еластичен метален "филм", което също има проводими свойства. Между тези два слоя с помощта на специални подпори оставят празно място. А повърхността на екрана е покрита с материал, който го предпазва от драскотини.
Докато потребителят работи с тъчскрийн, през двата слоя преминава електрически заряд. Как се случва всичко? Потребителят докосва екрана в определена точка и еластичният горен слой влиза в контакт с проводниковия слой. И това е в този момент. Тогава компютърът определя координатите на точката, до която се докосва потребителят.
Когато координатите вече са известни на устройството, специален драйвер превежда докосването в познато операционна система отбори. Тук е подходяща аналогията с обичайния драйвер. компютърна мишка, Той прави същото: той обяснява на операционната система какво точно е искал потребителят да й каже, като натисне бутон или премести манипулатора. При екрани от този тип най-често се използват специални стилуси.
Съпротивителните екрани могат да бъдат намерени в сравнително по-стари устройства. Именно такъв сензорен екран беше оборудван IBM Simon, най-старият смартфон, който нашата цивилизация разпозна.
Капацитивно екранно устройство. Дигитален подарък
В сензорните екрани на този дизайн стъклената основа е покрита със слой, играещ ролята на контейнер за съхранение на електрически заряд. С докосването си потребителят освобождава част от електрическия заряд в определен момент. Това намаление се определя от микросхемите, разположени във всеки от ъглите на екрана. Компютърът изчислява разликата в електрическите потенциали между различните части на екрана, а информацията за допир във всички подробности незабавно се прехвърля в драйверната програма на сензорния екран.
Важно предимство на капацитивните сензорни екрани е способността на този тип екран да поддържа почти 90% от първоначалната яркост на дисплея. В резистивните екрани се задържа само около 75% от оригиналната светлина. Поради тази причина изображенията на капацитивния екран изглеждат много по-остри, отколкото на сензорните екрани на резистивния дизайн.
Вълнови докосвания. Светло бъдеще
В краищата на осите X и Y координатната решетка на стъкления екран е разположена по дължината на преобразувателя. Единият от тях предава, а вторият - приема. Рефлекторите също са разположени върху стъклена основа, които отразяват електрическия сигнал, предаван от един преобразувател в друг.
Преобразувателят-приемник „знае“ точно дали е извършено натискането и в кой момент е станало, защото с докосването си потребителят въвежда прекъсване в акустичната вълна. Стъклото на дисплея на вълната е лишено от метално покритие, което ви позволява да спестите всички 100% от оригиналната светлина. Поради своята толкова хубава функция, вълновият екран е най-добър избор за потребители, работещи с фини детайлни графики. В крайна сметка както резистивните, така и капацитивните сензорни екрани не са идеални по отношение на яснотата на изображението. Покритието забавя светлината и изкривява изображението.
Някои функции на различни сензорни екрани
Най-евтините и най-малко ясно предаващите се сензорни екрани на изображението са резистивни. Освен това те са най-уязвимите. Всеки остър предмет може да повреди деликатния резистивен филм. Вълновите сензорни екрани са най-скъпите по рода си. Резистивното строителство е по-вероятно да се свърже с миналото, вълновото - към бъдещето, а ефикасното - с настоящето. Въпреки че бъдещето не е известно на никого и можем само да предположим, че тази или онази технология има известни перспективи.
За резистивната система няма голямо значение, потребителят докосва екрана с гумен връх за стилус или пръст. Достатъчно е двата слоя да влязат в контакт. Капацитивният екран разпознава докосвания само от проводими обекти. Най-често потребителите работят с тях с пръсти. В това отношение екраните на вълновата структура са по-близки до резистивните. Можете да й дадете команда с почти всеки предмет, като същевременно избягвате тежки и твърде малки предмети. Тоест, химикалката не се побира.
И сега, ако читателите все още не са се отегчили от технически детайли и инженерни детайли, ако имат желание и свободно време, те могат да отидат да посетят създателите на Xbox One - игрова конзола, с която създателите на Windows успяха да изненадат света.
Въз основа на материали от computer.howstuffworks.com
Напомням ви и за такова „фантастично“ нещо. И повече подробности и със сигурност
iPhone 2G беше първият мобилен телефон, чието управление изцяло се основава на взаимодействие с сензорния екран. Изминаха повече от десет години от представянето му, но много от нас все още не знаят как работи сензорният екран. Но ние сме изправени пред този интуитивен инструмент за въвеждане не само в смартфоните, но и в банкомати, платежни терминали, компютри, автомобили и самолети - буквално навсякъде.
Преди сензорни екрани различни клавиатури бяха най-често срещаният интерфейс за въвеждане на команди в електронни устройства. Въпреки че изглежда, че те нямат нищо общо със сензорните екрани, всъщност колко докосването на екрана е подобно на клавиатурата по принципите на работа, може да изненада. Нека разгледаме подробно тяхното устройство.
Клавиатурата е печатна платка, на която са инсталирани няколко реда бутони. Независимо от техния дизайн, мембрана или механичност, същото се случва, когато натиснете всеки от клавишите. Електрическа верига се затваря под бутон на компютърна платка, компютърът регистрира преминаването на ток в този момент от веригата, "разбира" кой клавиш е натиснат и изпълнява съответната команда. В случая със сензорния екран се случва почти същото.
Има около дузина различни видове сензорни екрани, но повечето от тези модели са или остарели и не се използват отдавна, или са експериментални и е малко вероятно някога да се появят в серийни устройства. На първо място ще говоря за устройството на съответните технологии, тези, с които постоянно взаимодействате или поне може да се сблъскате в ежедневието.
Резистивен сензорен екран
Резистивните сензорни екрани са изобретени още през 1970 г. и оттогава не са се променили много.
В дисплеи с такива сензори чифт допълнителни слоеве е разположен над матрицата. Аз обаче ще направя резервация, матрицата тук не е задължителна. Първите резистивни сензорни устройства изобщо не бяха екрани.
Долният сензорен слой се състои от стъклена основа и се нарича резистивен слой. Върху него се нанася прозрачно метално покритие, което пренася тока добре, например от полупроводник, като например оксид на индиев калай. Горният слой на сензорния екран, с който потребителят взаимодейства чрез докосване на екрана, е направен от гъвкава и еластична мембрана. Нарича се проводящ слой. В пространството между слоевете се оставя въздушна междина или тя е равномерно обсипана с микроскопични изолационни частици. Четири, пет или осем електрода са свързани към сензорния слой по ръбовете, свързвайки го със сензори и микроконтролер. Колкото повече електроди, толкова по-висока е чувствителността на резистивния сензорен екран, тъй като промяната на напрежението върху тях се следи постоянно.
Ето резистивен сензорен екран на. Все още нищо не се случва. Електрически ток протича свободно през проводящия слой, но когато потребителят докосне екрана, мембраната се огъва отгоре, изолиращите частици част и докосват долния слой на сензорния екран. Това е последвано от промяна на напрежението наведнъж на всички електроди на екрана.
Контролерът на сензорен екран открива промени в напрежението и чете показанията от електродите. Четири, пет, осем значения и всички са различни. Микроконтролерът ще изчисли X-координатата на натискане чрез разликата в показанията между десния и левия електрод, а от разликите в напрежението на горния и долния електрод ще определи Y-координатата и по този начин ще каже на компютъра точката, в която слоевете на допирния слой на екрана са в контакт.
Резистивните сензорни екрани се гордеят с дълъг списък от недостатъци. Така че по принцип те не са в състояние да разпознаят две едновременни кликвания, да не говорим за по-голям брой. Те се държат зле в студа. Поради необходимостта от слой между сензорните слоеве, матриците на такива екрани забележимо губят яркост и контраст, склонни са да отблягат на слънце и като цяло изглеждат забележимо по-зле. Въпреки това, когато качеството на изображението играе второстепенна роля, те продължават да се използват поради тяхната устойчивост на замърсяване, способността да се използват ръкавици и най-важното - ниската цена.
Такива инструменти за въвеждане са универсално монтирани в устройства с ниска цена, като информационни терминали на обществени места, и все още се намират в остарели джаджи, като например евтини MP3 плейъри.
Инфрачервен сензорен екран
Следващата, далеч по-рядко срещана, но въпреки това подходяща версия на сензорния екран е инфрачервен сензорен екран. Това няма нищо общо с резистивен сензор, въпреки че изпълнява подобни функции.
Инфрачервеният сензорен екран е изграден от масиви от светодиоди и фоточувствителни фотоклетки, разположени от противоположните страни на екрана. Светодиодите осветяват повърхността на екрана с невидима инфрачервена светлина, образувайки върху него нещо като мрежа или координатна мрежа. Това прилича на алармена система, която се показва в шпионски екшън филми или компютърни игри.
Когато нещо докосне екрана, няма значение дали това е пръст, ръкавица, стилус или молив, два или повече лъча са прекъснати. Фотоклетките записват това събитие, контролерът с тъчскрийн открива кои от тях получават инфрачервена светлина и въз основа на позицията си изчислява площта на екрана, в която възниква препятствието. Останалото е да сравните докосването с кой интерфейсен елемент е на екрана на това място - софтуерната задача.
Днес инфрачервените сензорни екрани могат да се намерят в онези джаджи, чиито екрани имат нестандартен дизайн, където добавянето на допълнителни слоеве с докосване е технически трудно или непрактично - в електронни книги, базирани на дисплеи на E-link, например Amazon Kindle Touch и Sony Ebook. В допълнение, устройства с подобни сензори заради простотата и поддръжността привличаха военните.
Капацитивен сензорен екран
Ако компютърът регистрира промяната на проводимостта след докосване на екрана директно между слоевете на сензора в резистивни сензорни екрани, тогава капацитивните сензори записват докосването директно.
Човешкото тяло, кожата са добри проводници на електричество и притежават електрически заряд, Обикновено забелязвате това, като ходите по вълнен килим или сваляте любимия си пуловер и след това докосвате нещо метално. Всички сме запознати със статичното електричество, изпитахме неговото въздействие върху себе си и видяхме малки искри, които избухват от пръстите ни в тъмното. По-слаб, незабележим обмен на електрони между човешкото тяло и различни проводими повърхности се случва постоянно и именно това се фиксира с капацитивни екрани.
Първите такива сензорни екрани бяха наречени повърхностно-капацитивни и представляват логична разработка на резистивни сензори. Те имат само един проводящ слой, подобен на използвания по-рано, инсталиран директно отгоре на екрана. Към него също бяха прикрепени чувствителни електроди, този път около ъглите на сензорния панел. Сензори, които наблюдават напрежението на електродите и техните софтуер бяха забележимо по-чувствителни и сега можеха да открият най-малките промени в потока на електрическия ток през екрана. Когато пръст (друг обект, провеждащ ток, например стилус) докосне повърхност с повърхностно-капацитивен сензорен екран, проводимият слой веднага започва да обменя електрони с него и микроконтролерът забелязва това.
Появата на повърхностно-капацитивни сензорни екрани беше пробив, но поради факта, че проводимият слой, нанесен директно върху стъклото, лесно се повреди, те не бяха подходящи за устройства от ново поколение.
За да създадете първия iPhone, бяха необходими прожекционно-капацитивни сензори. Този тип сензорен екран бързо се превърна в най-разпространеният в съвременния потребителска електроника: смартфони, таблети, лаптопи, многофункционални устройства и други домакински устройства.
Най-горният слой на екрана с тъчскрийн от този тип има защитна функция и може да бъде направен от закалено стъкло, например, известното Gorilla Glass. По-долу са фините електроди, които образуват решетка. Отначало те бяха положени един върху друг на два слоя, след което започнаха да се поставят на едно и също ниво, за да се намали дебелината на екрана.
Изработени от полупроводникови материали, включително споменатия вече индиев калаен оксид, тези проводими косми създават електростатично поле в техните пресечни точки.
Когато пръстът докосне стъклото, поради електропроводимите свойства на кожата, той изкривява локалното електрическо поле в най-близките кръстовища на електродите. Това изкривяване може да бъде измерено като промяна в капацитета в една точка на мрежата.
Тъй като масивът от електроди е направен достатъчно малък и плътен, такава система е в състояние да проследява докосването много точно и без проблеми улавя няколко докосвания наведнъж. В допълнение, липсата на допълнителни слоеве и междинни слоеве в сандвич, направен от матрица, сензор и защитно стъкло, влияе положително на качеството на изображението. По същата причина обаче счупените екрани като правило се подменят напълно. Веднъж сглобени заедно, екран с прожекционно-капацитивен сензор е изключително трудно да се поправи.
Сега предимствата на проективно-капацитивните сензорни екрани не звучат като нещо изненадващо, но в момента на представянето на iPhone те осигуриха огромен успех, въпреки обективните недостатъци - чувствителност към замърсяване и влажност.
Чувствителни за натискане екрани - 3D Touch
Оригиналният предшественик на сензорни екрани, чувствителни към натиск, беше собствената технология на Apple, наречена Force Touch, която беше използвана през умен часовник компании, MacBook, MackBook Pro и Magic Trackpad 2.
След като изпробва интерфейсни решения и различни сценарии за използване на разпознаване на сила на тези устройства, Apple започна да въвежда подобно решение в своите смартфони. В iPhone 6s и 6s Plus разпознаването и измерването на налягане се превърна в една от функциите на сензорния екран и получи търговското име 3D Touch.
Въпреки че Apple не скри това нова технология той само модифицира познатите ни капацитивни сензори и дори показа диаграма, която очертава принципа на неговото действие в общи линии, подробности за подредбата на сензорните екрани с 3D Touch се появяват едва след първото iPhone нов поколения бяха подбрани от ентусиасти.
За да научат капацитивния сензорен екран да разпознава налягането и да прави разлика между няколко степени на налягане, инженерите от Купертино трябваше да възстановят сандвича със сензорния екран. Те направиха промени в отделните му части и добавиха още една към капацитивната, нов слой, И интересното е, че когато правят това, те бяха ясно вдъхновени от остарели резистивни екрани.
Мрежата от капацитивни сензори остана непроменена, но тя беше преместена обратно по-близо до матрицата. Между набор от електрически контакти, които проследяват докосването на дисплея, и предпазно стъкло е интегрирана допълнителен масив от 96 индивидуални сензора.
Неговата задача не беше да намери пръст върху iPhone екран, Капацитивният сензорен екран все пак се справи чудесно с това. Тези плочи са необходими за откриване и измерване на степента на огъване на защитното стъкло. Apple специално за iPhone поръча на Gorilla Glass да проектира и произведе защитно покритие, което да запази предишната си здравина и в същото време да бъде достатъчно гъвкаво, за да позволи на екрана да реагира на натиска.
На това развитие беше възможно да се довърши материалът, разказващ за сензорни екрани, ако не и за друга технология, която преди няколко години имаше голямо бъдеще.
Вълнови сензорни екрани
Неочаквано, но те не използват електричество и дори нямат нищо общо със светлината. Технологията Surface Acoustic Wave System използва повърхностни акустични вълни, които се разпространяват по повърхността на екрана, за да се определи точката на контакт. Ултразвукът, генериран от пиезоелектричните елементи в ъглите, е прекалено висок, за да улови човешкия слух. Тя се разпространява напред-назад, многократно се отразява от краищата на екрана. Звукът се анализира за аномалии, създадени от обекти, докосващи екрана.
Няма много недостатъци в вълновите сензорни екрани. Те започват да правят грешки след силно замърсяване на стъклото и в условия на силен шум, но в същото време в екраните с такъв сензор няма допълнителни слоеве, които увеличават дебелината и влияят върху качеството на изображението. Всички компоненти на сензора са скрити под рамката на дисплея. В допълнение, вълновите сензори могат точно да изчислят зоната на контакт на екрана с пръст или друг предмет и косвено да изчислят силата на натискане на екрана от тази област.
Малко вероятно е да срещнем тази технология при смартфони поради съвременната мода за безрамкови дисплеи, но преди няколко години Samsung експериментира със системата Surface Acoustic Wave в моноблокове и като аксесоари за игрални автомати и рекламни терминали, панели с акустични сензорни екрани вече се продават
Вместо заключение
За много кратко време сензорните екрани завладяха света на електрониката. Въпреки липсата на тактилна реакция и другите й недостатъци, сензорните екрани са се превърнали в много интуитивен, разбираем и удобен метод за въвеждане на информация в компютрите. Не на последно място, те дължат успеха си на различни технически реализации. Всеки със своите предимства и недостатъци, подходящ за своя клас устройства. Резистивни екрани за най-евтините и най-популярните джаджи, капацитивни екрани за смартфони и таблети и настолни компютри, с които ежедневно си взаимодействаме, и инфрачервени сензорни екрани за онези случаи, при които дизайнът на екрана трябва да бъде оставен непокътнат. В заключение остава само да заявим, че сензорните екрани са с нас дълго време, не се очаква подмяна в близко бъдеще.Често по време на небрежно боравене с допирни телефони или таблети, пукнатини или така наречените "паяжини" се появяват на предния панел на устройството след нежелан контакт с асфалт или други твърди предмети. Тук ще се опитаме да обясним какво да правим и как да разберем какво се е счупило.
1. Пукнатини се появиха отпред. Може ли да бъде заменен?
Често се заблуждаваме, като мислим, че предната част на устройството и сензорът са две различни части. Това не е истина. Предният край на тъч телефоните е самото сензорно стъкло (сензорен екран). Има случаи, когато след падането сензорният екран продължи да работи, въпреки че имаше видими повреди. Но като правило с времето се появяват спонтанни кликвания, неправилна реакция на допир или пълна неработоспособност. Ако предната ви част се срине (нарича се още защитно стъкло, за да не се бърка със защитно стъкло, което е залепено вместо филм), тогава трябва да смените сензорния екран (сензор),.
2. Сензорът е счупен, но дисплеят работи. Може ли да се промени само сензорът?
Има модели с модул, където сензорният екран е „залепен“ към дисплея. Зависи от модела на вашето устройство.
3. И там сменят сензора на модула!
Има моменти, когато човек, дошъл в Работилницата и чул цената на подмяната на модула, се възмути, че всичко се променя отделно в някой Работилница. Смяната на сензорния екран отделно от дисплея, когато модулът е инсталиран към вас, е напълно възможна и практикувана, но никой майстор няма да даде 100% гаранция, че процедурата за премахване на старото ви, счупено, тъч стъкло ще бъде успешна, често се повреди в процеса на „отлепване“ и спукване подмяната на дисплея и модула не може да се избегне напълно И крайната цена на ремонта за подмяна на сензорното стъкло в модула не е значително по-различна от подмяната на целия модул.
Накратко за основното:
1. Разбивайки предния панел на телефона с докосване, счупихте самия сензор (сензорен екран). Следователно, той или дисплейният модул се променя като цяло (в зависимост от модела на устройството).
2. Ако след падане и на сензора се появят пукнатини, той продължава да работи - не забравяйте, че това е временно. Най-малката допълнителна повреда може да го деактивира. Така че, препоръчително е да го замените в близко бъдеще, докато телефонът работи. Или поне премахнете от това устройство цялата необходима информация (снимки, видеоклипове, контакти), ако ремонтите не се планират в бъдеще.
3. При модели, при които има проблеми с модула (сензора с дисплея), е по-добре незабавно да замените модула.
4. Ако спестите от качеството на частите веднъж, рискувате скоро да платите отново, с повече.
