Dodirnite uređaje. Kapacitivni ekrani u telefonima

U današnje vrijeme niko ne sumnja da je dodirni ekran na vašem telefonu zgodna stvar. Takvi se prikazi koriste za stvaranje mnogih uređaja - tableta, mobilnih telefona, čitača, uređaja za pomoć i gomile drugih perifernih uređaja. Zaslon osjetljiv na dodir omogućava vam zamjenu brojnih mehaničkih tipki, a to je vrlo zgodno, jer u ovom slučaju kombiniraju i zaslon i visokokvalitetni uređaj za unos. Razina pouzdanosti uređaja značajno se povećava, jer nedostaju mehanički dijelovi. Trenutno su zasloni osjetljivi na dodir obično podijeljeni u nekoliko vrsta: otpornički (postoje četiri-, pet-, osmožični), projekcijsko-kapacitivni, matrično-kapacitivni, optički i tenzometrijski. Pored toga, zasloni se mogu kreirati na osnovu površinskih akustičnih talasa ili infracrvenih zraka. Već je nekoliko desetina patentiranih tehnologija. U današnje vrijeme najčešće se koriste kapacitivni i otpornički zasloni. Mi ćemo ih razmotriti detaljnije.

Otporni ekran.

Najjednostavniji prikaz je četvorožična, koja se sastoji od posebne staklene ploče, kao i plastične membrane. Prostor između stakla i plastične membrane mora biti ispunjen mikro izolatorima, koji mogu pouzdano izolirati vodljive površine jedni od drugih. Na cijeloj površini slojeva ugrađuju se elektrode, to su tanke ploče izrađene od metala. U zadnjem sloju su elektrode u vertikalnom položaju, a u prednjem sloju u vodoravnom položaju, tako da se mogu izračunati koordinate. Ako pritisnete ekran, ploča i membrana se automatski zatvaraju, a posebni senzor će osjetiti pritiskanje, pretvarajući ga u signal. Osmožični zasloni, za koje je karakterističan visok nivo tačnosti, smatraju se najnaprednijim oblikom. Međutim, ove ekrane odlikuje nizak nivo pouzdanosti i krhkosti. Ako je važno da je zaslon pouzdan, morate zaustaviti izbor na njegovom petožičnom obliku.

1 - staklena ploča, 2 - otporni premaz, 3 - mikroinzolatori, 4 - film s provodljivim premazom

Matrični ekrani.

Dizajn je sličan otporničkom displeju, iako je pojednostavljen. Vertikalni provodnici posebno su naneseni na membranu, a vodoravni na staklo. Ako kliknete na ekran, onda se provodnici sigurno dodiruju, zatvaraju se poprečno. Procesor može pratiti koji su provodnici zatvoreni, a to pomaže u otkrivanju koordinata pritiska. Matrični zasloni se ne mogu nazvati visoko preciznim, tako da se već dugo ne koriste.


Kapacitivni ekrani.

Dizajn kapacitivnih zaslona je prilično složen, a temelji se na činjenici da ljudsko tijelo i displej zajedno tvore kondenzator koji provodi izmjeničnu struju. Takvi su zasloni izrađeni u obliku staklene ploče obložene otpornim materijalom kako ne bi došlo do ometanja električnog kontakta. Elektrode su smještene u četiri ugla zaslona i aC napon. Ako dodirnete površinu zaslona, \u200b\u200btada će doći do curenja izmjeničnog napona kroz gore spomenuti \\ "kondenzator \\". To bilježe senzori, nakon čega informacije obrađuje mikroprocesor uređaja. Kapacitivni zasloni mogu izdržati i do 200 milijuna klikova, imaju prosječnu razinu točnosti, ali, nažalost, plaše se bilo kakvog utjecaja tečnosti.

Projekcijsko-kapacitivni ekrani.

Projekcijsko-kapacitivni ekrani mogu, za razliku od prethodnih razmatranih tipova, moći otkriti nekoliko klikova odjednom. U unutrašnjosti je uvijek posebna mreža elektroda, a tijekom kontakta s njima formirat će se kondenzator. IN ovo mjesto promijenit će se kapacitet. Regulator će moći odrediti točku u kojoj su elektrode prešle. Tada se obavljaju proračuni. Ako odmah pritisnete ekran na više mjesta, tada se neće formirati jedan kondenzator, već nekoliko.


Ekran sa mrežom infracrvenih zraka.

Princip rada takvih zaslona je jednostavan, a pomalo je sličan matrici. U tom se slučaju provodnici zamjenjuju posebnim infracrvene zrake. Oko ovog ekrana nalazi se okvir u koji se nalaze ugrađeni odašiljači, kao i prijemnici. Ako kliknete na ekran, neki se zraci preklapaju i ne mogu stići do svog odredišta, odnosno do prijemnika. Kao rezultat toga, kontroler izračunava lokaciju kontakta. Takvi ekrani mogu prenijeti svjetlost, izdržljivi su jer nema osjetljivog premaza pa se mehanički dodir uopće ne javlja. Međutim, takvi zasloni trenutno ne zadovoljavaju visoku tačnost i boje se bilo kakvog zagađenja. Ali vrijeme dijagonale okvira takvog zaslona može doseći 150 inča.


Zasloni na dodir za površinske akustičke talase.

Ovaj je zaslon uvijek napravljen u obliku staklene ploče u kojoj su postavljeni piezoelektrični pretvarači koji se nalaze pod različitim uglovima. Duž perimetra su i reflektivni, prijemni senzori. Regulator je odgovoran za generiranje signala čija je frekvencija visoka. Nakon toga, signali se uvijek šalju na piezoelektrični pretvarač, koji može pretvoriti primljene signale u akustičke vibracije, koje se nakon toga odražavaju od senzora koji reflektiraju. Tada prijemnici mogu primiti valove, ponovo ih poslati piezoelektričnim pretvaračima, a zatim ih pretvoriti u električni signal. Ako kliknete na ekran, energija akustičnih talasa će se djelomično apsorbirati. Prijemnici su osjetljivi na takve promjene i procesor može izračunati dodirne točke. Glavna prednost je u tome što dodirni ekrani na površinsko-akustičkim talasima prate koordinate točke pritiska, tlaka. Prikazi ovog tipa su izdržljivi, jer mogu izdržati 50 miliona dodira. Najčešće se koriste automati za igresustavi pomoći Treba imati na umu da rad takvog zaslona može biti netačan u uvjetima ambijentalne buke, vibracija i zvučnog zagađenja.

U početku su zasloni osjetljivi na dodir (dodirni ekrani) bili prilično rijetki. Bilo ih je moguće pronaći, samo u nekim PDA uređajima, PDA uređajima (ručnim računarima). Kao što znate, uređaji ove vrste nisu pronašli široku distribuciju, jer su im nedostajali najvažnija, odnosno funkcionalnost. Povijest pametnih telefona izravno je povezana sa ekranima osjetljivim na dodir. Zbog toga se trenutno ne može iznenaditi osoba sa "pametnim telefonom" sa ekranom osetljivim na dodir. Zaslon osjetljiv na dodir široko se koristi ne samo u moderno skupim uređajima, već čak i na relativno jeftinim modelima modernih telefona. Koji su principi rada 3 vrste dodirnih ekrana koje možete pronaći u modernim uređajima.

Vrste zaslona osjetljivih na dodir

Zasloni na dodir više nisu preskupi. Pored toga, zasloni osetljivi na dodir (dodirni ekran) danas su mnogo "odzivniji" - dodir korisnika se jednostavno prepoznaje jednostavno. Upravo je ta karakteristika utrla put velikom broju korisnika širom svijeta. Trenutno postoje tri glavna dizajna zaslona osjetljivih na dodir:

  1. Kapacitivan.
  2. Talas.
  3. Otporni ili jednostavno „otporni“.

Kapacitivni ekran osetljiv na dodir: princip rada

U zaslonima osjetljivim na dodir ove vrste konstrukcije, staklena osnova prekrivena je slojem koji djeluje kao spremnik naboja. Korisnik svojim dodirom u određenom trenutku oslobađa dio električnog naboja. Ovo smanjenje je određeno čipovima koji se nalaze u svakom kutu ekrana. Računalo izračunava razliku u električnim potencijalima koji postoje između različitih dijelova ekrana, dok se pojedinosti o dodiru u detalje odmah prenose u program pokretačkog zaslona osjetljivog na dodir.

Prilično važna prednost kapacitivnih zaslona osjetljivih na dodir je mogućnost ove vrste zaslona da uštede gotovo 90% početne svjetline ekrana. Zbog toga slike na kapacitivnom ekranu izgledaju oštrije nego na ekranima osjetljivim na dodir s otpornim dizajnom.

Video o kapacitivnom ekranu osetljivom na dodir:

Budućnost: displeji talasnih dodira


Na krajevima osi koordinatne mreže zaslona od stakla nalaze se dva pretvarača. Jedna od njih odašilje, druga prima. Na staklenoj podlozi nalaze se reflektori koji „odražavaju“ električni signal koji se prenosi iz jednog pretvarača u drugi.

Pretvarač-prijemnik apsolutno „zna“ da li je došlo do pritiska, kao i u kojoj se konkretnoj točki dogodilo, jer korisnik dodirom prekida akustički val. U isto vrijeme, staklo talasnog displeja nema metalni premaz - ovo pruža mogućnost očuvanja 100% izvorne svjetlosti u potpunosti. U tom pogledu, valni ekran je najbolja opcija za one korisnike koji rade u grafici s finim detaljima, jer otpornički i kapacitivni zasloni osjetljivi na dodir nisu idealni u pogledu jasnoće slike. Njihova prevlaka odlaže svjetlost, što kao rezultat značajno narušava sliku.

Video o principu rada dodirnih ekrana na površinski aktivnim tvarima:

Prošlost: O otpornom ekranu osjetljivom na dodir


Otporni sistem je obično staklo koje je obloženo slojem električnog provodnika, kao i elastični metalni „film“, koji takođe ima provodne kvalitete. Između ta dva sloja uz pomoć posebnih nosača nalazi se prazan prostor. Površina zaslona prekrivena je posebnim materijalom koji joj pruža zaštitu od mehaničkih oštećenja, poput ogrebotina.

Kroz ova dva sloja električni naboj u procesu korisnika koji radi sa zaslonom osjetljivim na dodir prolazi. Kako se to događa? Korisnik dodiruje zaslon u određenoj točki, a elastični gornji sloj je u kontaktu s provodljivim slojem - samo u ovom trenutku. Tada koordinate točke koju je korisnik dodirnuo određuje računalo.

Kad koordinate postanu poznate uređaju, posebni upravljački program prevodi dodire u poznate naredbe operativni sistem. U ovom slučaju možete crtati analoge sa samim upravljačkim programom kompjuterski miš, jer čini potpuno istu stvar: objašnjava operativnom sistemu ono što je korisnik konkretno želio da joj kaže pomicanjem manipulatora ili pritiskom na dugme. Kod zaslona ove vrste u pravilu se koriste posebne stiluse.


Otporni ekrani mogu se naći u relativno starijim uređajima. Upravo takav dodirni ekran opremljen je IBM Simon - najstarijim pametnim telefonom od onih koje je ostvarila naša civilizacija.

Video o principu otpornog dodirnog ekrana:

Značajke različitih vrsta zaslona osjetljivih na dodir

Najjeftiniji dodirni zasloni, ali istovremeno najmanje jasno prenose slike su otporni zasloni osjetljivi na dodir. Pored toga, oni su najosjetljiviji, jer apsolutno svaki oštar predmet može ozbiljno oštetiti prilično osjetljiv otporni „film“.

Sljedeća vrsta, tj. valni zasloni osjetljivi na dodir najskuplji su ove vrste. Istovremeno, otpornički se dizajn najvjerojatnije odnosi na prošlost, kapacitivan - u sadašnjost, a val - u budućnost. Jasno je da je budućnost svima nepoznata i zato u ovom trenutku možemo samo pretpostaviti koja tehnologija ima velike izglede za njezinu upotrebu u budućnosti.

Za otporni sistem, zasloni osjetljivi na dodir nemaju posebno značenje: korisnik je dodirnuo zaslon olovke gumenim vrhom ili samo prstom. Dovoljno je da je došlo do kontakta između dva sloja. U isto vrijeme, kapacitivni ekran prepoznaje dodire samo nekim provodljivim objektima. Često korisnici modernih uređaja rade s njima vlastite prste. Ekrani valne strukture u ovom su pogledu bliži otpornicima. Moguće je dati naredbu s gotovo bilo kojim predmetom - u tom slučaju trebate samo izbjegavati upotrebu teških ili premalih predmeta, na primjer, šipka kemijske olovke nije prikladna za to.

Članak:

Uređaj za prikaz mobilnog telefona (pametnog telefona) i tableta. Uređaj ekran sa tečnim kristalima. Vrste prikaza, njihove razlike.

Predgovor

U ovom ćemo članku analizirati uređaj za prikaz modernih mobilnih telefona, pametnih telefona i tableta. Ekrani velikih uređaja (monitori, televizori itd.), Osim malih nijansi, raspoređeni su na sličan način.

Mi ćemo rastaviti ne samo teoretski, nego i praktično, otvarajući displej "žrtvovanog" telefona.

Razmotrit ćemo kako funkcionira moderan zaslon, poslužit ćemo se primjerom najsloženijeg od njih - displejem s tekućim kristalima (LCD - ekran sa tekućim kristalima). Ponekad ih nazivaju TFT LCD, gde kratica TFT označava „tankoslojni tranzistor“ - tankoslojni tranzistor; pošto se kontrola tečnih kristala vrši zahvaljujući takvim tranzistorima koji se talože na supstrat, zajedno sa tečnim kristalima.

Kao "žrtveni" telefon, čiji će se ekran otvoriti, naći će se jeftina Nokia 105.

Glavne komponente ekrana

Prikazi s tekućim kristalima (TFT LCD i njihove modifikacije - TN, IPS, IGZO itd.) Sastoje se od tri komponente: dodirne površine, uređaja za oblikovanje slike (matrice) i izvora svjetlosti (pozadinskog osvjetljenja). Između dodirne površine i matrice drugi sloj je smješten, pasivan. To je prozirno optičko ljepilo ili samo zračni otvor. Postojanje ovog sloja posljedica je činjenice da su u LCD zaslonima potpuno osjetljivi zaslon i dodirna površina različiti uređajikombinirani čisto mehanički.

Svaka od „aktivnih“ komponenti ima prilično složenu strukturu.

Počnimo s dodirnom površinom (ekran osetljiv na dodir, ekran osetljiv na dodir). Smješten je na najgornjem sloju na displeju (ako ga ima; na primjer, u telefonima s tipkama, nije).
Njegova najčešća vrsta je kapacitivna. Princip rada takvog zaslona osjetljivog na dodir zasnovan je na promjeni električne kapacitivnosti između okomitih i vodoravnih vodiča na dodir prsta korisnika.
U skladu s tim, tako da ovi provodnici ne ometaju gledanje slike, napravljeni su prozirnim od posebnih materijala (za to se obično koristi indijev kašik oksida).

Postoje i osjetne površine koje reagiraju na silu pritiska (tzv. Otporni), ali one već „napuštaju arenu“.
Nedavno su kombinirane dodirne površine koje istovremeno reagiraju na kapacitet prsta i na silu pritiska (3D-touch displeji). Oni su bazirani na kapacitivnom senzoru, dopunjenom senzorom za pritiskanje ekrana.

Zaslon osjetljiv na dodir može se odvojiti od zaslona zračnim razmakom, a također se njime može zalijepiti (tzv. „Rješenje s jednom čašom“, OGS - jedna čaša).
Ova opcija (OGS) ima značajnu prednost u kvaliteti, jer smanjuje nivo refleksije na zaslonu od vanjskih izvora svjetlosti. To se postiže smanjenjem broja reflektivnih površina.
U "normalnom" zaslonu (sa zračnim zazorom) postoje tri takve površine. To su granice prelaza između medija sa različitim indeksima prelamanja svetlosti: „vazduh-staklo“, zatim „staklo-vazduh“ i, na kraju, ponovo „staklo-vazduh“. Najjači odraz su od prve i posljednje granice.

U verziji sa OGS-om reflektirajuća je površina samo jedna (spoljna), "vazdušno staklo".

Iako je stvarni prikaz korisnika s OGS-om vrlo zgodan i ima dobre karakteristike; on ima i nedostatak koji iskoči ako se ekran pokvari. Ako se u „normalnom“ ekranu (bez OGS-a) na udar probije samo sam ekran osetljiv na dodir (osetljiva površina), kad se ekran s OGS pogodi, ceo se ekran može slomiti. Ali, to se ne događa uvijek, stoga tvrdnja nekih portala koji prikazuju s OGS-om apsolutno nije moguće popraviti nije istinita. Verovatnoća da se srušila samo vanjska površina je prilično velika, iznad 50%. Ali sanacija odvajanjem slojeva i lijepljenjem novog zaslona osjetljivog na dodir moguća je samo u servisnom centru; Popravak „uradi sam“ je izuzetno problematičan.

Ekran

Sada pređite na sljedeći dio - sam ekran.

Sastoji se od matrice sa pratećim slojevima i pozadinskog osvetljenja (takođe višeslojnog!).

Zadatak matrice i njenih slojeva je mijenjati količinu svjetlosti koja prolazi kroz svaki piksel iz pozadinskog osvjetljenja, stvarajući tako sliku; odnosno u ovom se slučaju podešava transparentnost piksela.

Malo detaljnije o ovom procesu.

Podešavanje "prozirnosti" vrši se promjenom smjera polarizacije svjetlosti prilikom prolaska kroz tečne kristale u pikselu pod utjecajem istih električno polje (ili obrnuto, u nedostatku izlaganja). Štaviše, promena polarizacije sama po sebi još uvek ne menja jačinu svetlosti koja prolazi.

Promjena svjetline se događa kada polarizirana svjetlost prođe kroz sljedeći sloj - polarizacijski film s "fiksnim" smjerom polarizacije.

Shematski, struktura i rad matrice u dva stanja ("postoji svjetlost" i "nema svjetla") prikazani su na sljedećoj slici:


(slika sa holandskog odeljka Wikipedije sa prevodom na ruski jezik)

Rotacija polarizacije svetlosti odvija se u sloju tečnih kristala, ovisno o primijenjenom naponu.
Što se više smjerova polarizacije podudaraju u pikselu (na izlazu iz tekućih kristala) i u filmu s fiksnom polarizacijom, više svjetla na kraju prolazi kroz cijeli sustav.

Ako su smjerovi polarizacije okomiti, tada teoretski svjetlost uopće ne bi trebala proći - trebao bi postojati crni ekran.

U praksi, takav „idealan“ raspored polarizacijskih vektora ne može se stvoriti; štoviše, i zbog „ne-idealnosti“ tečnih kristala, a ne zbog idealne geometrije sklopa zaslona. Stoga na TFT ekranu ne može biti apsolutno crne slike. Na najboljim LCD ekranima kontrast bijelo / crno može biti preko 1000; u prosjeku 500 ... 1000, na ostatku - ispod 500.

Upravo je rad matrice izrađen pomoću LCD TN + filmske tehnologije upravo opisan. Tekuće kristalne matrice pomoću drugih tehnologija imaju slične principe rada, ali imaju različitu tehničku primjenu. Najbolji rezultati u reprodukciji boja dobiveni su korištenjem IPS, IGZO i * VA tehnologija (MVA, PVA itd.).

Pozadinsko osvetljenje

Sada prelazimo na samo „dno“ displeja - pozadinsko osvjetljenje. Iako moderno osvjetljenje zapravo ne sadrži svjetiljke.

Uprkos jednostavnom imenu, pozadinsko osvjetljenje ima složenu višeslojnu strukturu.

To je zbog činjenice da pozadinsko osvjetljenje treba biti ravan izvor svjetla, s ujednačenom svjetlošću cijele površine, a takvih izvora svjetlosti u prirodi je vrlo malo. Da, i oni koji nisu baš prikladni za ove svrhe zbog niske učinkovitosti, "lošeg" spektra emisije ili im je potreban "neprikladan" tip i veličina sjajnog napona (na primjer, elektroluminescentne površine, vidi Wikipedija).

U tom smislu sada su najčešći ne samo „ravni“ izvori svetlosti, već „tačkasto“ LED osvetljenje uz upotrebu dodatnih slojeva raspršivanja i reflektiranja.

Razmislite o ovoj vrsti pozadinskog osvjetljenja otvaranjem ekrana Nokia 105 telefona.

Rastavili sistem pozadinskog osvetljenja displeja do srednjeg sloja, videćemo u donjem levom uglu jedan bijeli LED koji usmjerava svoje zračenje u gotovo prozirnu ploču kroz ravno lice na unutrašnjem „krišku“ ugla:

Objašnjenja za sliku. U sredini okvira je slojeviti displej mobilnog telefona. U sredini u prvom planu ispod nalazi se napukla matrica (oštećena tokom demontaže). U prvom planu je srednji dio sistema pozadinskog osvjetljenja (preostali slojevi se privremeno uklanjaju kako bi se osigurala vidljivost emitirajuće bijele LED i prozirne ploče "svjetlosni vodič").
Vidljivo na stražnjoj strani ekrana matična ploča telefon (zelena) i tastatura (dno sa okruglim rupama za prenošenje pritiska na tastere sa tastera).

Ova prozirna ploča je ujedno i svjetlosni vodič (zbog unutarnjih refleksija) i prvi element raspršivanja (zbog „prištića“ koji stvaraju prepreke za prolazak svjetlosti). U uvećanom prikazu izgledaju ovako:


Na dnu slike s lijeve strane vidljiv je svijetli bijeli LED pozadinsko osvjetljenje.

Oblik LED bijelog pozadinskog osvjetljenja bolje je vidljiv na slici s smanjenom svjetlošću njegovog sjaja:

Dno i vrh ove ploče postavljeni su obični bijeli mat plastični listovi koji ravnomjerno raspoređuju svjetlosni tok po površini:

Uslovno se može nazvati „list sa prozirnim ogledalom i dvospolnom“. Sjetite se, na satovima fizike govorili su nam o islandskoj lopatici, prilikom prolaska kroz koju se svjetlost bifurkirala? Ovako izgleda, samo još malo sa svojstvima zrcala.

Ovako izgledaju obični satovi ako dio njih pokrivate ovim listom:

Vjerovatna svrha ovog lista je prethodno filtriranje svjetla polarizacijom (spremite željeno, odbacite nepotrebno). Ali moguće je da i u pogledu smjera svjetlosnog toka prema matrici, ovaj film ima neku ulogu.

Tako je postavljeno "jednostavno" pozadinsko osvjetljenje u tečnim kristalnim ekranima i monitorima.

Što se tiče "velikih" ekrana, njihov je uređaj sličan, ali ima više LED-ova kod pozadinskog osvjetljenja.

U starijim LCD monitorima umjesto lED pozadinsko osvetljenje rabljene plinske cijevi s hladnom katodom (CCFL, fluorescentna svjetiljka sa hladnom katodom).

AMOLED struktura ekrana

Sada nekoliko riječi o uređaju nove i progresivne vrste zaslona - AMOLED (aktivna matrična organska svetleća dioda).

Uređaj takvih displeja je mnogo jednostavniji, jer nema pozadinskog osvjetljenja.

Ovi prikazi formirani su nizom LED dioda i svaki piksel tamo postoji. Prednosti AMOLED ekrana su „beskonačni“ kontrast, odlični uglovi gledanja i visoka energetska efikasnost; i nedostaci - smanjeni „vijek trajanja piksela“ plavih piksela i tehnološke poteškoće u proizvodnji veliki ekrani.

Također treba napomenuti da su, unatoč jednostavnijoj strukturi, troškovi izrade AMOLED zaslona i dalje viši od TFT LCD zaslona.

Ako niste korisnik pametnih tehnologija i uskoro ćete imati mogućnost odabira mobilnog telefona ili pametnog telefona s dodirnim ekranom, vjerovatno čitajući specifikacije mobilni uređaji Naići ćete na pojmove kao što su "kapacitivni ekran" ili "otpornički ekran". A onda će vam pasti logično pitanje - koje je bolje: otporno ili kapacitivno? Otkrijmo u čemu su razlike dodirni displejikoji su njihovi tipovi i koje su njihove prednosti i nedostaci.

OTPORNI Ekrani

Govoreći običnim jezikom, izbjegavajući mudre tehničke izraze, otporni dodirni zaslon je fleksibilna prozirna membrana na koju se nanosi provodljivi (drugim riječima, otpornički) premaz. Ispod membrane je staklo, takođe prekriveno provodljivim slojem. Princip otpornog zaslona je da se, kada prstom ili šiljkom pritisnete ekran, čaša u određenoj tački zatvori membranom. Mikroprocesor bilježi promjenu napona membrane i izračunava koordinate kontakta. Što je klik precizniji, procesoru je lakše izračunati točne koordinate. Stoga je s otpornim ekranima mnogo lakše raditi sa olovkom.

Glavne prednosti otporničkih zaslona su što su relativno jeftini za proizvodnju, a također i to ovaj tip Ekran reaguje na pritiskanje bilo kojeg objekta. To je vrlo korisno za prezentacije, posebno jer cijene projektora danas svakodnevno padaju.

Nedostaci otpornih zaslona su sljedeći: mala čvrstoća; niska trajnost (oko 35 miliona klikova po točki); nemogućnost implementacije; veliki broj grešaka u obradi pokreta kao što su klizanje, prevrtanje.

Pa koji je ekran bolji: otpornički ili kapacitivni?

Ako pažljivo pročitate ovaj članak, onda bez ikakvih problema možete sami zaključiti. Mogu samo reći da je spor osuđen na neuspjeh. Neki korisnici vole raditi sa olovkom i ne prihvaćaju kapacitivne zaslone. Ali ipak je većini pogodnije upravljati uređajem koji ima kapacitivni ekran - ovo je praktičnije, a funkcija multi-touch puno rješava. Uostalom, ne rade svi moderni pametni telefoni i tableti sa operativnim sistemom Androidimaju kapacitivne prikaze.

Povezani članci:

Mnogo je situacija u kojima morate brzo i efikasno očistiti memoriju telefona. Ali kako to učiniti. Pogledajmo postupak čišćenja ...

Jučer je Grigorij e-mailom poslao zahtjev da dobije upute za prijem root root za pametni telefon LG Optimus L7. Google je generalno dobar ...

iPhone 2G je bio prvi mobilni telefončije se upravljanje u potpunosti temeljilo na interakciji sa dodirnim ekranom. Prošlo je više od deset godina od njegovog predstavljanja, ali mnogi od nas još uvijek ne znaju kako zaslon osjetljiv na dodir. Ali suočeni smo sa ovim intuitivnim alatom za unos ne samo u pametnim telefonima, već i u bankomatima, platnim terminalima, računarima, automobilima i avionima - doslovno svugdje.
Prije zaslona osjetljivog na dodir, razne su tipkovnice najčešće interfejs za unošenje naredbi u elektroničke uređaje. Iako se čini da oni nemaju nikakve veze sa ekranima osetljivim na dodir, u stvari, koliko je dodirni ekran po principima rada sličan tastaturi, može iznenaditi. Pogledajmo detaljno njihov uređaj.

Tastatura je štampana pločica na kojoj je instalirano nekoliko redaka prekidača s gumbima. Bez obzira na njihov dizajn, membranu ili mehaniku, ista se stvar događa kad pritisnete svaku od tipki. Električni krug je zatvoren ispod gumba na ploči računara, računalo registrira prolazak struje u ovoj točki kruga, "razumije" koja tipka je pritisnuta i izvršava odgovarajuću naredbu. U slučaju zaslona osjetljivog na dodir, događa se gotovo ista stvar.

Postoji desetak različitih vrsta dodirnih ekrana, ali većina je ovih modela zastarjela i ne koristi se davno, ili su eksperimentalna i vjerojatno se neće pojaviti na masovnim proizvodima. Prije svega, govorit ću o uređaju relevantnih tehnologija, s kojima stalno komunicirate ili se barem možete susresti u svakodnevnom životu.

Otporni ekran osetljiv na dodir

Otporni ekrani osetljivi na dodir izumljeni su 1970. godine i od tada se nisu mnogo promenili.
Na ekranima s takvim senzorima, par dodatnih slojeva nalazi se iznad matrice. Međutim, rezervisat ću, matrica ovdje nije obavezna. Prvi otporni dodirni uređaji uopće nisu bili zasloni.

Donji senzorski sloj sastoji se od staklene baze i naziva se otporničkim slojem. Na njega se nanosi prozirni metalni premaz koji struju dobro prenosi, na primjer, iz poluvodiča poput indijevog oksida olova. Gornji sloj dodirnog ekrana s kojim korisnik dodiruje dodirom na zaslon napravljen je od fleksibilne i elastične membrane. Naziva se provodnim slojem. Zračni otvor je ostavljen u prostoru između slojeva ili je ravnomjerno prepun mikroskopskih izolacijskih čestica. Četiri, pet ili osam elektroda su povezane duž sloja senzora duž ivica, povezujući ga sa senzorima i mikrokontrolerom. Što je više elektroda veća, to je veća osjetljivost otporničkog zaslona osjetljivog na dodir s obzirom da se promjena napona na njima stalno nadgleda.


Evo otpornog zaslona osjetljivog na dodir. Još se ništa ne događa. Električna struja slobodno teče kroz provodni sloj, ali kad korisnik dodirne ekran, membrana se savija odozgo, izolirajuće čestice, te dodiruje donji sloj dodirnog ekrana, stvara kontakt. Nakon toga slijedi promjena napona odjednom na svim elektrodama ekrana.

Regulator dodirnog ekrana otkriva promjene napona i čita očitanja s elektroda. Četiri, pet, osam značenja i sva su različita. Mikrokontroler će izračunati X-koordinatom pritiska razlikom očitanja između desne i lijeve elektrode, a razlikama napona na gornjoj i donjoj elektrodi odredit će Y-koordinat i na taj način reći računalu mjesto na kojem su slojevi dodirnog sloja zaslona u kontaktu.

Otporni zasloni osjetljivi na dodir imaju dugačak popis nedostataka. Dakle, u principu nisu u stanju prepoznati dva istovremeno klika, a da ne spominjemo veći broj. Loše se ponašaju na hladnoći. Zbog potrebe za slojem između senzorskih slojeva, matrice takvih ekrana primjetno gube svjetlinu i kontrast, sklonije su blještanju na suncu i uglavnom izgledaju znatno lošije. Ipak, tamo gdje kvaliteta slike igra sekundarnu ulogu, oni se i dalje koriste zbog otpornosti na zagađenje, mogućnosti korištenja rukavica i, što je najvažnije, niskih troškova.

Takvi se alati za unos univerzalno ugrađuju u niskobudžetne uređaje kao što su informacijski terminali na javnim mjestima i još uvijek se nalaze u zastarjelim uređajima, poput jeftinih MP3 playera.

Infracrveni dodirni ekran

Sljedeća, daleko rjeđa, ali bez obzira na to, relevantna verzija dodirnog ekrana je infracrveni zaslon osjetljiv na dodir. Nema nikakve veze sa otpornim senzorom, iako obavlja slične funkcije.

Infracrveni zaslon osjetljiv na dodir izgrađen je od niza LED-ova i fotoosjetljivih fotoćelija smještenih na suprotnim stranama ekrana. LED-ovi osvjetljavaju površinu ekrana nevidljivom infracrvenom svjetlošću, tvoreći na njemu nešto poput mreže ili koordinatne mreže. To liči na protuprovalni sustav, koji je prikazan u špijunskim akcijskim filmovima ili računarskim igrama.

Kad nešto dodirne ekran, nije važno da li su to prst, rukavica u rukavici, šljokica ili olovka dvije ili više zraka. Fotocelice bilježe ovaj događaj, kontroler na dodirnom zaslonu otkriva koji od njih primaju infracrveno svjetlo i prema svom položaju izračunava površinu ekrana u kojoj se prepreka nalazi. Ostalo je usporediti dodir s kojim se element sučelja nalazi na ekranu na ovom mjestu - softverski zadatak.

Danas se infracrveni zasloni osjetljivi na dodir mogu pronaći u onim uređajima čiji ekrani imaju nestandardni dizajn, gdje je dodavanje dodatnih slojeva dodira tehnički teško ili nepraktično - u e-knjigama na temelju zaslona E-veze, na primjer, Amazon Kindle Touch i Sony Ebook. Uz to su uređaji sa sličnim senzorima zbog jednostavnosti i održavanja privukli vojsku.

Kapacitivan dodirni ekran

Ako računalo registrira promjenu vodljivosti nakon što dodirne ekran direktno između slojeva senzora u otpornim zaslonima osjetljivim na dodir, tada kapacitivni senzori snimaju dodir izravno.

Ljudsko tijelo, koža su dobri provodnici električne energije i imaju električni naboj. Obično to primijetite hodajući po vunenom tepihu ili skidajući omiljeni džemper, a zatim dodirnete nešto metalno. Svi smo upoznati sa statičkim elektricitetom, iskusili smo njegove efekte na sebi i videli smo sitne iskre koje nam iz mraka puknu iz prstiju. Stalno se događa slabija, neprimetna razmjena elektrona između ljudskog tijela i različitih vodljivih površina i upravo to kapacitivni zasloni fiksiraju.

Prvi takvi zasloni osjetljivi na dodir nazvani su površinski kapacitivni i bili su logičan razvoj otporničkih senzora. Imaju samo jedan provodljivi sloj, sličan onom koji je ranije korišten, instaliran direktno na vrh ekrana. Na njega su bile priključene i osjetljive elektrode, ovaj put u uglovima. touch pad. Senzori koji prate napon na elektrodama i njihovi softver bile su uočljivo osjetljivije i sada su mogle uočiti i najmanje promjene u protoku električne struje preko ekrana. Kada prst (drugi objekt koji vodi struju, na primjer, stilus) dodirne površinu površinski kapacitivnim dodirnim zaslonom, provodljivi sloj odmah počinje s njim razmjenjivati \u200b\u200belektrone, a mikrokontroler to primjećuje.

Pojava površinski kapacitivnih dodirnih ekrana bio je proboj, ali zbog činjenice da se provodljivi sloj nanesen direktno na staklo lako oštećuje, nisu bili prikladni za uređaje nove generacije.


Za izradu prvog iPhone-a bili su potrebni projekcijski kapacitivni senzori. Ova vrsta zaslona osjetljivog na dodir brzo je postala najčešća u modernoj potrošačkoj elektronici: pametnim telefonima, tabletima, prijenosnim računalima, višenamjenskim uređajima i drugim kućanskim uređajima.

Gornji sloj ekrana s ekranom osetljivim na dodir ove vrste ima zaštitnu funkciju i može biti izrađen od kaljenog stakla, na primjer, čuvenog Gorilla Glassa. Ispod su najfiniji elektrodi koji čine mrežu. U početku su se međusobno nalagali jedan na drugi u dva sloja, a zatim su počeli da se postavljaju na istu razinu da bi se smanjila debljina ekrana.

Napravljene od poluvodičkih materijala, uključujući već spomenuti indijin oksid kositra, ove provodljive dlake stvaraju elektrostatičko polje na njihovim presecima.


Kad prst dodirne čašu, zbog elektro provodljivih svojstava kože, ona iskrivljuje lokalno električno polje na najbližim sjecištima elektroda. Ovo izobličenje se može mjeriti kao promjena kapaciteta u jednoj tački mreže.

Budući da je niz elektroda napravljen dovoljno malim i gustim, takav sustav može pratiti dodir vrlo precizno i \u200b\u200bbez problema bilježiti nekoliko dodira odjednom. Pored toga, odsustvo dodatnih slojeva i međuslojeva u sendviču matrice, senzora i sigurnosno staklo pozitivno utiče na kvalitetu slike. Međutim, iz istog razloga, polomljeni ekrani u pravilu se potpuno zamenjuju. Jednom kada se spoje, ekran s senzorom koji pruža projekciju je izuzetno teško popraviti.

Sada prednosti projektivno-kapacitivnih zaslona osjetljivih na dodir ne djeluju kao nešto iznenađujuće, no u vrijeme predstavljanja iPhonea pružili su ogroman uspjeh, uprkos objektivnim nedostacima - osjetljivosti na zagađenje i vlagu.

Zasloni osjetljivi na pritisak - 3D Touch

Originalni prethodnik dodirnih ekrana osjetljivih na pritisak bila je Appleova vlasnička tehnologija nazvana Force Touch koja se koristila u pametnim satovima tvrtke, MacBook, MackBook Pro i Magic Trackpad 2.

Isprobavši rješenja sučelja i različite scenarije upotrebe prepoznavanja sile na ovim uređajima, Apple je počeo uvoditi slično rješenje u svoje pametne telefone. U modelima iPhone 6s i 6s Plus prepoznavanje i mjerenje tlaka postali su jedna od funkcija zaslona osjetljivog na dodir i dobili su komercijalno ime 3D Touch.


Iako Apple to nije krio nova tehnologija on je samo modificirao nama poznate kapacitivne senzore i čak prikazao dijagram koji je općenito izložio princip njegovog djelovanja, detalji o rasporedu dodirnih ekrana s 3D Touch-om pojavili su se tek nakon prvog iPhone novi generacije su pokupile entuzijaste.

Kako bi naučili kapacitivni dodirni ekran da prepoznaje pritiske i razlikovali nekoliko stupnjeva pritiska, Cupertino inženjeri su trebali obnoviti sendvič zaslona osjetljivog na dodir. Izmijenili su njegove pojedinačne dijelove i dodali još jedan kapacitivnom, novi sloj. I zanimljivo je da su se pri tome očito nadahnuli zastarjelim otpornim ekranima.


Rešetka kapacitivnih senzora ostala je nepromijenjena, ali je pomaknuta natrag bliže matrici. Integrirani između skupa električnih kontakata koji nadziru mjesto dodira zaslona i zaštitnog stakla dodatni niz od 96 pojedinačnih senzora.


Njegov zadatak nije bio da pronađe prst iPhone ekran. Kapacitivni ekran osetljiv na dodir ipak je odradio odličan posao sa ovim. Ove su ploče potrebne za otkrivanje i mjerenje stupnja savijanja zaštitnog stakla. Apple je specijalno za iPhone naručio Gorilla Glassu da dizajnira i proizvede zaštitni premaz koji bi zadržao svoju nekadašnju čvrstoću i, ujedno, bio dovoljno fleksibilan da zaslon može reagirati na pritisak.

O tom je razvoju bilo moguće dovršiti materijal koji govori o dodirnim ekranima, ako ne i o nekoj drugoj tehnologiji, koja je prije nekoliko godina imala sjajnu budućnost.

Talasni dodirni ekrani

Neočekivano, ali oni ne koriste struju i nemaju nikakve veze sa svjetlom. Tehnologija površinskih akustičnih talasa koristi površinske akustične talase koji se šire duž površine ekrana za određivanje tačke kontakta. Ultrazvuk koji stvaraju piezoelektrični elementi u uglovima je previsok da bi ga ljudski sluh mogao uhvatiti. Šire se naprijed i nazad, opetovano se odražavaju od ivica ekrana. Zvuk se analizira zbog nepravilnosti koje stvaraju objekti koji dodiruju ekran.

Nema mnogo nedostataka u valnim ekranima osjetljivim na dodir. Počinju raditi pogreške nakon jakog onečišćenja stakla i u uvjetima jake buke, ali istovremeno, na ekranima s takvim senzorom nema dodatnih slojeva koji povećavaju debljinu i utječu na kvalitetu slike. Sve komponente senzora su skrivene ispod okvira ekrana. Osim toga, valni senzori mogu precizno izračunati površinu dodira zaslona prstom ili drugim predmetom i neizravno izračunati silu pritiska ekrana s ovog područja.

Vjerojatno se nećemo susresti s ovom tehnologijom na pametnim telefonima zbog trenutne mode za okvire bez okvira, no prije nekoliko godina Samsung je u monoblokovima eksperimentirao sa Surface Acoustic Wave sustavom, a ploče s akustičnim zaslonima osjetljivim na dodir prodaju se kao dodaci za igraće strojeve i reklamne terminale. sad

Umjesto zaključka

U vrlo kratkom vremenu dodirni ekrani pokorili su svet elektronike. Uprkos nedostatku taktilnog odgovora i ostalim njegovim nedostacima, dodirni ekrani postali su vrlo intuitivna, razumljiva i prikladna metoda za unošenje informacija u računare. I posljednje, ali ne najmanje bitno, svoj uspjeh duguju raznim tehničkim implementacijama. Svaka ima svoje prednosti i mane, pogodna za svoju klasu uređaja. Otporni zasloni za najjeftinije i najpopularnije uređaje, kapacitivni ekrani za pametne telefone i tablete i desktop računare s kojima svakodnevno komuniciramo, te infracrveni zasloni osjetljivi na dodir za one slučajeve u kojima dizajn zaslona treba ostati netaknut. Zaključno, ostaje nam samo reći da su zasloni osjetljivi na dodir dugo vremena s nama, da se u skoroj budućnosti ne očekuje nikakva zamjena.
Podijeli ovo