Waar zijn touchscreens van gemaakt? Hoe u kunt onderscheiden wat kapot is: een touchscreen (glas, aanraakglas) of een display. Voor- en nadelen van draagbare apparaten

De iPhone 2G was de eerste mobiele telefoon die volledig op een touchscreen werkte. Er zijn meer dan tien jaar verstreken sinds de presentatie ervan, maar velen van ons weten nog steeds niet hoe het touchscreen werkt. Maar we komen dit intuïtieve invoerhulpmiddel niet alleen tegen in smartphones, maar ook in geldautomaten, betaalterminals, computers, auto's en vliegtuigen - letterlijk overal.
Vóór touchscreens, de meest gebruikelijke interface voor het invoeren van opdrachten elektronische apparaten waren diverse toetsenborden. Hoewel ze niets gemeen lijken te hebben met touchscreens, kan het verrassend zijn hoe vergelijkbaar een touchscreen is met een toetsenbord. Laten we hun apparaat in detail bekijken.

Het toetsenbord is printplaat, waarop verschillende rijen schakelaars-knoppen zijn geïnstalleerd. Ongeacht hun ontwerp, membraan of mechanisch, wanneer u op elk van de toetsen drukt, gebeurt hetzelfde. Er is kortsluiting op het computerbord onder de knop. electronisch circuit, registreert de computer de stroomdoorgang op deze plaats van het circuit, "begrijpt" welke toets wordt ingedrukt en voert het bijbehorende commando uit. In het geval van een touchscreen gebeurt bijna hetzelfde.

Het zijn er ongeveer een dozijn verschillende types touchscreens, de meeste van deze modellen zijn echter verouderd en worden niet gebruikt, of zijn experimenteel en het is onwaarschijnlijk dat ze ooit zullen verschijnen seriële apparaten. Allereerst zal ik je over het apparaat vertellen huidige technologieën, degenen met wie u voortdurend contact heeft of in ieder geval in het dagelijks leven kunt tegenkomen.

Resistief touchscreen

Resistief aanraakschermen uitgevonden in 1970 en sindsdien weinig veranderd.
Bij beeldschermen met dergelijke sensoren bevinden zich een aantal extra lagen boven de matrix. Ik maak echter een voorbehoud dat de matrix hier helemaal niet nodig is. De eerste resistieve aanraakapparaten waren helemaal geen schermen.

De onderste sensorlaag bestaat uit een glazen basis en wordt de weerstandslaag genoemd. Er wordt een transparante metaalcoating op aangebracht die de stroom van bijvoorbeeld een halfgeleider zoals indiumtinoxide goed doorlaat. De bovenste laag van het touchscreen, waarmee de gebruiker communiceert door op het scherm te drukken, is gemaakt van een flexibel en elastisch membraan. Het wordt de geleidende laag genoemd. In de ruimte tussen de lagen wordt een luchtspleet gelaten, of deze is gelijkmatig bezaaid met microscopisch kleine isolerende deeltjes. Langs de randen zijn vier, vijf of acht elektroden verbonden met de sensorlaag, die deze verbindt met sensoren en een microcontroller. Hoe meer elektroden, hoe hoger de gevoeligheid van het resistieve touchscreen, omdat veranderingen in de spanning erover voortdurend worden gecontroleerd.

Hier is het scherm met resistief touchscreen inbegrepen. Er gebeurt nog niets. Elektrische stroom vloeit vrijelijk door de geleidende laag, maar wanneer de gebruiker het scherm aanraakt, buigt het membraan bovenaan, waardoor de isolerende deeltjes uiteenvallen, en raakt het de onderste laag van het touchscreen aan en komt in contact. Dit wordt gevolgd door een verandering in de spanning in één keer op alle elektroden van het scherm.

De touchscreencontroller detecteert spanningsveranderingen en leest de meetwaarden van de elektroden. Vier, vijf, acht betekenissen en allemaal verschillend. Op basis van het verschil in metingen tussen de rechter- en linkerelektrode berekent de microcontroller de X-coördinaat van de pers, en op basis van de verschillen in spanning op de bovenste en onderste elektroden bepaalt hij de Y-coördinaat en vertelt zo de computer het punt waarop de lagen van de laag van het aanraakscherm elkaar raakten.

Resistieve aanraakschermen hebben een lange lijst met nadelen. Ze zijn dus feitelijk niet in staat om er twee te herkennen gelijktijdige persen, laat staan meer. Ze gedragen zich niet goed in de kou. Vanwege de noodzaak van een laag tussen de sensorlagen verliezen de matrices van dergelijke schermen merkbaar helderheid en contrast, hebben ze de neiging te schitteren in de zon en zien ze er over het algemeen merkbaar slechter uit. Waar de beeldkwaliteit echter van ondergeschikt belang is, worden ze nog steeds gebruikt vanwege hun vlekbestendigheid, hun vermogen om met handschoenen te worden gebruikt en, belangrijker nog, hun lage kosten.

Dergelijke invoermiddelen worden op grote schaal geïnstalleerd in goedkope, in massa geproduceerde apparaten, zoals informatieterminals in op openbare plaatsen en worden nog steeds aangetroffen in verouderde gadgets zoals goedkope mp3-spelers.

Infrarood touchscreen

De volgende, veel minder gebruikelijke, maar toch relevante optie voor een touchscreen is een infrarood touchscreen. Het heeft niets gemeen met een resistieve sensor, hoewel het vergelijkbare functies vervult.

Het infrarood touchscreen is opgebouwd uit reeksen LED's en lichtgevoelige fotocellen aan weerszijden van het scherm. LED's verlichten het oppervlak van het scherm met onzichtbaar infrarood licht en vormen er zoiets als een spinnenweb of coördinatenraster op. Dit doet denken aan een beveiligingsalarm, zoals te zien is in spionagefilms of computerspellen.

Wanneer iets het scherm aanraakt, of het nu een vinger, een gehandschoende hand, een stylus of een potlood is, worden twee of meer stralen onderbroken. Fotocellen registreren deze gebeurtenis, de touchscreencontroller zoekt uit wie van hen niet voldoende infraroodlicht ontvangt en berekent op basis van hun positie in welk gebied van het scherm een ​​obstakel is ontstaan. De rest is het matchen van de aanraking met welk interface-element zich op die locatie op het scherm bevindt: de taak software.

Tegenwoordig zijn infrarood-aanraakschermen te vinden in gadgets waarvan de schermen een niet-standaard ontwerp hebben, waarbij het toevoegen van extra aanraaklagen technisch moeilijk of onpraktisch is - in e-boeken gebaseerd op bijvoorbeeld E-link-displays, Amazon Kindle Touch en Sony e-boek. Bovendien trokken apparaten met vergelijkbare sensoren, vanwege hun eenvoud en onderhoudbaarheid, de aandacht van het leger.

Capacitief touchscreen

Als bij resistieve aanraakschermen de computer de verandering in geleidbaarheid registreert die volgt op een druk op het scherm rechtstreeks tussen de lagen van de sensor, dan registreren capacitieve sensoren de aanraking rechtstreeks.

Menselijk lichaam, huid - goede gidsen elektriciteit en hebben elektrische lading. Meestal merk je dit door over een wollen tapijt te lopen of je favoriete trui uit te trekken en dan iets van metaal aan te raken. We zijn er allemaal bekend mee statische elektriciteit, ervoer het effect ervan op onszelf en zag in het donker kleine vonkjes uit onze vingers vliegen. Er vindt voortdurend een zwakkere, onmerkbare uitwisseling van elektronen plaats tussen het menselijk lichaam en verschillende geleidende oppervlakken, en dit is wat capacitieve schermen registreren.

De eerste dergelijke touchscreens werden oppervlaktecapacitief genoemd en waren een logische ontwikkeling van resistieve sensoren. Daarin werd slechts één geleidende laag, vergelijkbaar met de eerder gebruikte laag, direct bovenop het scherm geïnstalleerd. Er werden ook gevoelige elektroden aan bevestigd, dit keer op de hoeken van het touchpad. De sensoren die de spanning op de elektroden monitoren en hun software zijn merkbaar gevoeliger gemaakt en kunnen nu de kleinste veranderingen in de stroom van elektrische stroom over het scherm detecteren. Wanneer een vinger (een ander geleidend object, zoals een stylus) het oppervlak aanraakt met een capacitief touchscreen, begint de geleidende laag er onmiddellijk elektronen mee uit te wisselen, en de microcontroller merkt dit op.

De komst van oppervlaktecapacitieve touchscreens was een doorbraak, maar omdat de geleidende laag die direct op het glas werd aangebracht gemakkelijk beschadigd raakte, waren ze niet geschikt voor de nieuwe generatie toestellen.

Om de eerste iPhone te maken waren geprojecteerde capacitieve sensoren nodig. Dit type touchscreen is snel het meest gebruikelijk geworden in de moderne tijd consumentenelektronica: smartphones, tablets, laptops, monoblocks en andere huishoudelijke apparaten.

De toplaag van dit type touchscreen scherm heeft een beschermende functie en kan gemaakt zijn van gehard glas, zoals het bekende Gorilla Glass. Hieronder staan ​​de dunste elektroden die een rooster vormen. Aanvankelijk werden ze in twee lagen op elkaar geplaatst, en om de dikte van het scherm te verminderen, werden ze op hetzelfde niveau geplaatst.

Deze geleidende haren zijn gemaakt van halfgeleidermaterialen, waaronder het eerder genoemde indiumtinoxide, en creëren een elektrostatisch veld waar ze elkaar kruisen.

Wanneer een vinger het glas aanraakt, vervormt het, vanwege de elektrisch geleidende eigenschappen van de huid, het lokale elektrische veld op de punten waar de elektroden het dichtst bij elkaar komen. Deze vervorming kan worden gemeten als de verandering in capaciteit op een enkel roosterpunt.

Omdat de elektrode-array vrij klein en compact is gemaakt, kan een dergelijk systeem aanrakingen zeer nauwkeurig volgen en gemakkelijk meerdere aanrakingen tegelijk oppikken. Bovendien heeft de afwezigheid van extra lagen en tussenlagen in de sandwich van de matrix, sensor en beschermglas een positief effect op de beeldkwaliteit. Dat is waar, om dezelfde reden kapotte schermen worden in de regel volledig vervangen. Eenmaal in elkaar gezet is het geprojecteerde capacitieve touchscreen uiterst moeilijk te repareren.

Nu klinken de voordelen van projectief-capacitieve touchscreens niet als iets verrassends, maar ten tijde van de presentatie van de iPhone leverden ze de technologie met enorm succes op, ondanks de objectieve nadelen: gevoeligheid voor vuil en vocht.

Drukgevoelige touchscreens - 3D Touch

De ideologische voorloper van drukgevoelige touchscreens was de gepatenteerde Apple-technologie, gerechtigd Forceer aanraking, gebruikt in slim horloge bedrijven, MacBook, MacBook Pro en Magisch trackpad 2.

Na het testen van interfaceoplossingen en verschillende scenario's voor het gebruik van drukherkenning op deze apparaten, Appel begon implementatie van een soortgelijke oplossing op hun smartphones. In de iPhone 6s en 6s Plus werd drukherkenning en -meting een van de touchscreenfuncties en kreeg het de commerciële naam 3D Touch.

Hoewel Apple dat niet verborgen hield nieuwe technologie wijzigt alleen de capacitieve sensoren die we gewend zijn en toonde zelfs een diagram dat in algemene termen het principe van de werking ervan uitlegde, details over het ontwerp van aanraakschermen met 3D Touch verschenen pas daarna eerste iPhones nieuwe generatie werden door liefhebbers gedemonteerd.

Om het capacitieve touchscreen te leren klikken te herkennen en onderscheid te maken tussen verschillende drukgraden, moesten ingenieurs uit Cupertino de sandwich met aanraakscherm opnieuw opbouwen. Ze hebben wijzigingen aangebracht in de afzonderlijke onderdelen en een nieuwe toegevoegd aan de capacitieve, nieuwe laag. En interessant genoeg werden ze daarbij duidelijk geïnspireerd door verouderde resistieve schermen.

Het raster van capacitieve sensoren bleef ongewijzigd, maar werd teruggeschoven, dichter bij de matrix. Tussen een reeks elektrische contacten die controleren waar het scherm wordt aangeraakt en het beschermende glas, a extra array van 96 individuele sensoren.

Zijn taak was niet om de locatie van de vinger te bepalen iPhone-scherm. Het capacitieve touchscreen kon dit nog steeds perfect aan. Deze platen zijn nodig om de mate van buiging van het veiligheidsglas te detecteren en te meten. Apple heeft de ontwikkeling en productie van Gorilla Glass speciaal voor de iPhone bij Gorilla Glass besteld. beschermlaag, dat dezelfde sterkte zou behouden en tegelijkertijd flexibel genoeg zou zijn om het scherm op druk te laten reageren.

Deze ontwikkeling had het einde kunnen betekenen van het materiaal over aanraakschermen, ware het niet dat er een andere technologie was waarvan enkele jaren geleden werd voorspeld dat deze een grote toekomst zou hebben.

Wave-aanraakschermen

Verrassend genoeg gebruiken ze geen elektriciteit en hebben ze zelfs niets met licht te maken. Surface Acoustic Wave-systeemtechnologie maakt gebruik van akoestische oppervlaktegolven die zich langs het oppervlak van het scherm voortplanten om het aanraakpunt te detecteren. Het ultrageluid dat door de piëzo-elektrische elementen op de hoeken wordt gegenereerd, is te hoog om door het menselijk gehoor te worden waargenomen. Het verspreidt zich heen en weer en stuitert meerdere keren langs de randen van het scherm. Het geluid wordt geanalyseerd op afwijkingen veroorzaakt door voorwerpen die het scherm aanraken.

Wave-aanraakschermen hebben weinig nadelen. Ze beginnen fouten te maken nadat het glas zwaar vervuild is en onder omstandigheden verkeert luid geluid, maar tegelijkertijd zijn er bij schermen met een dergelijke sensor geen extra lagen die de dikte vergroten en de beeldkwaliteit beïnvloeden. Alle sensorcomponenten zijn verborgen onder het displayframe. Bovendien kunt u met golfsensoren nauwkeurig het contactgebied tussen het scherm en een vinger of ander object berekenen en op basis van dit gebied indirect de kracht berekenen waarmee u op het scherm drukt.

Het is onwaarschijnlijk dat we deze technologie in smartphones tegenkomen vanwege de huidige mode voor frameloze beeldschermen, maar een paar jaar geleden Samsung-bedrijf geëxperimenteerd met het Surface Acoustic Wave-systeem in monoblokken, en panelen met akoestische touchscreens worden nog steeds verkocht als componenten voor speelautomaten en reclameterminals

In plaats van een conclusie

In zeer korte tijd hebben touchscreens de wereld van de elektronica veroverd. Ondanks het gebrek aan tactiele feedback en andere tekortkomingen zijn aanraakschermen een zeer intuïtieve, begrijpelijke en handige methode geworden voor het invoeren van informatie in computers. Last but not least danken ze hun succes aan de verscheidenheid aan technische implementaties. Elk met zijn eigen voor- en nadelen, geschikt voor zijn klasse apparaten. Resistieve schermen voor de goedkoopste en populairste gadgets, capacitieve schermen voor smartphones en tablets en desktop computers waarmee we elke dag communiceren en infrarood-touchscreens voor die gevallen waarin het schermontwerp intact moet blijven. Concluderend kan alleen worden gesteld dat touchscreens al heel lang bestaan; er wordt in de nabije toekomst geen vervanging verwacht.

Als u niet tot de technisch onderlegde gebruikers behoort en u binnenkort voor de vraag komt te staan ​​bij het kiezen van een mobiele telefoon of smartphone met touchscreen, zult u waarschijnlijk termen als ‘capacitief scherm’ of ‘resistief scherm’ tegenkomen wanneer het lezen van de specificaties van mobiele apparaten. En dan zal er een volkomen logische vraag in je opkomen: welke is beter: resistief of capacitief? Laten we eens kijken hoe aanraakschermen verschillen, welke typen er bestaan ​​en wat hun voor- en nadelen zijn.

RESISTIEVE SCHERMEN

Als we praten toegankelijke taal Om verstandige technische termen en uitdrukkingen te vermijden, is een resistief aanraakscherm een ​​flexibel transparant membraan waarop een geleidende (met andere woorden resistieve) coating is aangebracht. Onder het membraan bevindt zich glas, eveneens bedekt met een geleidende laag. Het werkingsprincipe van een resistief scherm is dat wanneer je met een vinger of stylus op het scherm drukt, het glas zich op een bepaald punt met het membraan sluit. De microprocessor registreert de verandering in membraanspanning en berekent de contactcoördinaten. Hoe nauwkeuriger de pers, hoe gemakkelijker het voor de processor is om de exacte coördinaten te berekenen. Daarom is het bij resistieve schermen veel gemakkelijker om met een stylus te werken.

Belangrijkste voordelen resistieve schermen zijn dat ze relatief goedkoop te produceren zijn, en dat ook dit type Het display reageert op het indrukken van een voorwerp. Dit is erg handig bij het maken van presentaties, vooral omdat de prijzen van projectoren tegenwoordig elke dag dalen.

De nadelen van resistieve schermen zijn: lage sterkte; lage duurzaamheid (ongeveer 35 miljoen klikken per punt); onmogelijkheid van implementatie; groot aantal fouten bij het verwerken van gebaren zoals glijden en spiegelen.

Dus welk scherm is beter: resistief of capacitief?

Als u dit artikel aandachtig heeft gelezen, kunt u zonder problemen uw eigen conclusie trekken. Ik kan alleen maar zeggen dat dit geschil gedoemd is te mislukken. Sommige gebruikers werken graag met de stylus en accepteren dit niet capacitieve beeldschermen. Maar de meeste mensen vinden het prettiger om een ​​apparaat te bedienen dat is uitgerust met een capacitief scherm. Het is handiger en de multi-touchfunctie maakt een groot verschil. Het is niet allemaal voor niets moderne smartphones en tablets die onderlopen Android-besturing, hebben capacitieve displays.

Gerelateerde artikelen:

Gebruikers die nog nooit eerder in een operatiekamer hebben gewerkt Android-systeem en nadat ze een smartphone hebben gekocht op basis van dit besturingssysteem, komen ze vaak problemen tegen...

Er zijn heel veel verschillende programma's en games voor Android. Daarom hebben de meeste bezitters van Androad-smartphones behoorlijk wat...

Voor het rijden moderne snufjes U hoeft niet langer op knoppen te drukken, u hoeft alleen maar het scherm aan te raken. Dit werd mogelijk dankzij het touchscreen (onder experts wordt het simpelweg “touch” of “touch panel” genoemd), dat een integraal onderdeel is geworden van smartphones en tablets, inclusief iPhones en iPads. Het is niet verrassend dat het door veelvuldig gebruik vaak kapot gaat en hoofdpijn veroorzaakt voor de eigenaar van het apparaat. Als u begrijpt wat dit onderdeel is en volgens welke principes het werkt, kunt u snel een storing opmerken en lastige situaties vermijden wanneer u contact opneemt met een servicecentrum.

Wat is een touchscreen

Deze term is afgeleid van twee Engelse woorden- aanraking en scherm, wat zich letterlijk vertaalt als "aanraakscherm". De geschiedenis van zijn uiterlijk is lang en vond plaats in verschillende fasen. Het eerste vingerbediende display ter wereld werd uitgevonden en beschreven in zijn boek wetenschappelijke werken Amerikaanse EA Johnson in 1965. Vijf jaar later ontwikkelde Dr. Samuel Hurst zich door middel van experimenten resistief touchscreen, en de daadwerkelijke fysieke productie van het product begon pas in 1973.

Momenteel hebben stadsbewoners vrijwel dagelijks te maken met aanraakpanelen: niet alleen smartphones en tablets zijn ermee uitgerust, maar ook geldautomaten, informatieterminals en betaalacceptatiepunten. Touch screen aangesloten op weergave en is gevoelig voor elke aanraking. Het kan worden omschreven als een informatie-invoerapparaat dat dient ter vervanging van een toetsenbord.

Het is belangrijk om te weten dat het touchscreen slechts een deel van het totale ontwerp is en alleen verantwoordelijk is voor de sensor. Een afbeelding overbrengen Er wordt gebruik gemaakt van een beeldscherm, dat een vloeibare kristalmatrix is. De eenheid van deze twee elementen wordt genoemd weergavemodule, wat vrijwel het hoofdbestanddeel is van elk hightech apparaat.

Hoe het aanraakpaneel werkt

Het werkingsprincipe van het touchscreen is eenvoudig: elke aanraking veroorzaakt elke functie of brengt deze met zich mee bepaalde acties. De fysieke kenmerken van de werking zijn rechtstreeks afhankelijk van het type aanraakpaneel. Er zijn er in totaal zeven, maar de meest voorkomende zijn er tegenwoordig drie.

Het goedkoopste te produceren, bestand tegen vuil en temperatuurschommelingen. Bestaat uit glazen paneel en kunststofmembraan, waartussen isolatoren zich bevinden. Elke druk zorgt ervoor dat het glas door de micro-isolator heen dringt, waardoor het membraan en het paneel sluiten. Hierna leest een speciale controller de wijzigingen en zet deze om in contactcoördinaten. Zwakke kanten Dit model heeft een lage lichttransmissie, een korte levensduur en een hoog risico op schade bij een val.

Capacitief scherm

Betrouwbaarder en duurzamer, maar kwetsbaar voor slecht weer, water en vervuiling. Er wordt gebruik gemaakt van een speciaal glas aanraken, bekleed met resistief materiaal. Er stroomt een wisselstroom doorheen, die wordt geleverd door elektroden die zich op de hoeken van het scherm bevinden. Dat wil zeggen dat wanneer u het touchscreen aanraakt, er een stroomlek optreedt, dat wordt gedetecteerd door speciale sensoren. Zij registreren deze wijzigingen en geven deze door aan de verwerkingsverantwoordelijke.

Oppervlakte-akoestische golfsensor

Een van de moeilijkste gerangschikte schermen. De eigenaardigheid van zijn werk is dat er in de dikte van het glas sprake is ultrasone trillingen. Wanneer u op het touchscreen drukt, worden de golven geabsorbeerd en omgezet in elektrisch signaal, die vervolgens wordt doorgegeven aan de controller. Het voordeel van deze technologie is de lange levensduur, gelijk aan minimaal 45 miljoen aanrakingen. Het grootste nadeel is dat het scherm extreem gevoelig is voor vuil en elektromagnetische interferentie.

Daarnaast zijn er nog verschillende soorten aanraakpanelen. Deze omvatten:

• Geprojecteerd capacitief. Aan de binnenkant van dergelijke schermen bevindt zich een rooster van elektroden, dat, wanneer erop wordt gedrukt, een condensator vormt, waarvan de capaciteit wordt gemeten door elektronische sensoren.
• Infrarood. Langs hun randen bevinden zich lichtzenders en -ontvangers in het IR-bereik; wanneer je het scherm aanraakt, wordt een deel van het licht geblokkeerd en daardoor wordt de locatie van de klik bepaald.
• Tansometrisch. Ze zijn gebaseerd op het eenvoudig fixeren van schermvervormingen, zijn bestand tegen beschadigingen en worden vaak buiten geïnstalleerd.
• Inductie. Binnenin bevinden zich een inductor en draden als je zo'n scherm aanraakt speciaal gereedschap de spanning van het bestaande magnetische veld verandert.

Hoe u het touchscreen kunt controleren

Het aanraakpaneel werkt mogelijk niet correct vanwege lichamelijke schade mobiel apparaat, dus zonder duidelijke reden. De volgende factoren geven aan dat het probleem in de sensor zit:

Er kunnen verschillende redenen zijn voor een dergelijke storing:

1. Scherm vuil. Als u de sensor niet onmiddellijk schoonveegt met speciale middelen, dan raakt het tijdens gebruik overvloedig bedekt met vingerafdrukken en vettige vlekken, wat de gevoeligheid ervan kan verminderen.
2. Overtreding temperatuur regime . Te hoge of lage temperaturen, evenals hun sterke daling - gemeenschappelijke reden touchscreen-storing.
3. Schade aan de kabel. Het kan daarbij van het glas loslaten mechanische schade, waardoor de verbinding van laatstgenoemde met de aanraakcoating wordt verstoord.
4. Binnendringend vocht. Als er vloeistof in de gadget zit, kan er oxidatie van de contacten optreden. Soms kan het probleem worden opgelost met een föhn.
5. Botsing software. In dit geval moet u het apparaat opnieuw flashen; hiervoor heeft u een USB-kabel en de software zelf nodig.

Zo vervang je zelf het touchscreen op je telefoon

Voordat u het aanraakscherm verwijdert, moet u dit doen zet uw smartphone uit, verwijder de batterij en de SIM-kaart. Het is belangrijk om de demontagevolgorde te onthouden, zodat u het apparaat later weer in elkaar kunt zetten zonder de interne elementen te beschadigen. Voor sommige modellen is dit mogelijk vereist volledige analyse huisvesting, dat vereist bijzondere kennis. Om het aanraakscherm op uw telefoon met uw eigen handen te vervangen, moet u van tevoren speciale apparatuur voorbereiden, namelijk:

Het proces voor het vervangen van het touchscreen is als volgt:

1. Opstijgen achterkant van de telefoon;
2. Schroevendraaier verwijder alle bouten langs de omtrek van het lichaam;
3. Voorzichtig plaats de spatel tussen de behuizingsbevestiging en de wrik;
4. Haardroger Verwarm de lijm het aansluiten van de sensor op de matrix tot een maximale temperatuur van 80 °C;
5. Vastzetten om weer te geven zuignap, waarmee u het touchscreen van de matrix kunt scheiden;
6. Toepassen dun laagje lijm en installeer een nieuw touchpad;
7. Voorzichtig druk op het en verwijder eventuele resterende lijm;
8. Zet het apparaat in omgekeerde volgorde weer in elkaar.

Wat is het verschil tussen touchscreen en display

Het display is het deel van de smartphone waarop het beeld wordt weergegeven. Hij is de dirigent visuele informatie en maakt het toegankelijk voor het menselijk oog. Een touchscreen is een aanraakglas, waarvan het hoofddoel is om een ​​bepaalde functie op te roepen. Dat wil zeggen, hij is alleen hulpmiddel voor informatie-invoer, maar geen conclusie.

Als de telefoon kapot is en er spinnenwebben op verschijnen, maar het scherm blijft werken en je het beeld duidelijk kunt zien, dan hoeft alleen de sensor vervangen te worden. Wanneer het apparaat het beeld vervormt en vlekken vertoont, moet u de weergave wijzigen, wat tijdrovender en contant geld procedure.

Jullie gebruiken ongetwijfeld allemaal computers en mobiele apparaten, en slechts enkelen kunnen over het algemeen vertellen hoe hun processors, besturingssystemen en andere componenten werken.

In het tijdperk mobiele gadgets Iedereen heeft een touchscreen (ook wel smart screen genoemd), en bijna niemand weet wat dit touchscreen is, hoe het werkt en welke soorten er bestaan.

Wat het is

Touch screen(scherm) is een visualisatieapparaat digitale informatie met de mogelijkheid om managementinvloed uit te oefenen door het schermoppervlak aan te raken.

Gebaseerd op verschillende technologieën, verschillende displays reageren alleen op bepaalde factoren.

Sommigen lezen de verandering capaciteit of weerstand op het gebied van contact, anderen op temperatuurveranderingen, sommige sensoren reageer alleen op een speciale pen om onbedoelde klikken te voorkomen.

We zullen kijken naar het werkingsprincipe van alle gangbare soorten displays, hun toepassingsgebieden, sterke en zwakke punten.

Van alle bestaande principes van apparaatbesturing via een matrix die gevoelig is voor alle factoren, laten we er aandacht aan besteden volgende technologieën:

• resistief (4-5-draads);
• Matrix;
• capacitief en zijn varianten;
• oppervlakte akoestisch;
• optische en andere minder gebruikelijke en praktische.

IN algemeen schema de werkzaamheden zijn als volgt: de gebruiker raakt een deel van het scherm aan, de sensoren verzenden gegevens naar de controller over veranderingen in elke variabele (weerstand, capaciteit), die de exacte coördinaten van het contactpunt berekent en verzendt.

Deze laatste reageert, op basis van het programma, dienovereenkomstig op drukken.

Resistief

Het eenvoudigste touchscreen is resistief. Het reageert op veranderingen in weerstand in het contactgebied tussen een vreemd voorwerp en het scherm.

Dit is de meest primitieve en wijdverbreide technologie. Het apparaat bestaat uit twee hoofdelementen:

• een geleidend transparant substraat (paneel) gemaakt van polyester of ander polymeer met een dikte van enkele tientallen moleculen;
• een lichtgeleidend membraan gemaakt van polymeermateriaal (meestal wordt een dunne laag plastic gebruikt).

Beide lagen zijn bedekt met resistief materiaal. Daartussen zitten micro-isolatoren in de vorm van ballen.

Tijdens deze fase wordt het elastische membraan vervormd (buigt), komt in contact met de substraatlaag en sluit deze.

De controller reageert op kortsluiting met behulp van een analoog-digitaalomzetter. Het berekent het verschil tussen de oorspronkelijke en huidige weerstand (of geleidbaarheid) en de coördinaten van het punt of gebied waar dit gebeurt.

De praktijk bracht snel de tekortkomingen van dergelijke apparaten aan het licht, en ingenieurs begonnen naar oplossingen te zoeken, die al snel werden gevonden door een vijfde draad toe te voegen.

Vierdraads

De bovenste elektrode wordt bekrachtigd op 5V en de onderste is geaard.

Links en rechts zijn rechtstreeks met elkaar verbonden, ze zijn een indicator van spanningsveranderingen langs de Y-as.

Vervolgens worden de boven- en onderkant kortgesloten en wordt er links en rechts 5V geleverd om de X-coördinaat uit te lezen.

Vijfdraads

Betrouwbaarheid is te danken aan de vervanging van de resistieve coating van het membraan door een geleidende coating.

Het paneel is gemaakt van glas en blijft bedekt met een resistief materiaal, en elektroden worden op de hoeken geplaatst.

Ten eerste zijn alle elektroden geaard en staat het membraan onder spanning, die er voortdurend door wordt gecontroleerd analoog-digitaalomzetter.

Tijdens de aanraking detecteert de controller (microprocessor) de verandering in de parameter en voert berekeningen uit van het punt/gebied waar de spanning is veranderd volgens een vierdraadscircuit.

Belangrijk voordeel– mogelijkheid om aan te brengen op convexe en concave oppervlakken.

Er zijn ook 8-draads schermen op de markt. Hun nauwkeurigheid is hoger dan die beoordeeld, maar dit heeft op geen enkele manier invloed op de betrouwbaarheid en de prijs is merkbaar anders.

Conclusie

De overwogen sensoren worden overal gebruikt vanwege hun lage kosten en weerstand tegen de invloed van omgevingsfactoren, zoals vervuiling en lage temperaturen(maar niet onder nul).

Ze reageren goed op aanraking met vrijwel elk voorwerp, maar niet met een scherp voorwerp.

Het gebied van een potlood of lucifer is meestal niet voldoende om een ​​controllerreactie te activeren.

Dergelijke displays worden geïnstalleerd en gebruikt in de dienstensector (kantoren, banken, winkels), de geneeskunde en het onderwijs.

Overal waar apparaten geïsoleerd zijn van de externe omgeving en de kans op beschadiging minimaal is.

De lage betrouwbaarheid (het scherm raakt gemakkelijk beschadigd) wordt gedeeltelijk gecompenseerd beschermfolie.

Slecht functioneren bij koud weer, lage lichttransmissie (respectievelijk 0,75 en 0,85), middelen (niet meer dan 35 miljoen klikken voor een terminal die constant wordt gebruikt, heel weinig) zijn de zwakke punten van de technologie.

Matrix

Een meer vereenvoudigde resistieve technologie die zelfs daarvoor ontstond.

Het membraan is bedekt in rijen verticale geleiders, en het substraat is horizontaal.

Wanneer u hierop drukt, wordt het gebied waar de geleiders zijn aangesloten berekend en worden de resulterende gegevens naar de processor verzonden.

Er wordt al een stuursignaal gegenereerd en het apparaat reageert op een bepaalde manier (voert bijvoorbeeld de actie uit die aan de knop is toegewezen).

Eigenaardigheden:

• zeer lage nauwkeurigheid (het aantal geleiders is zeer beperkt);
• het meest lage prijs onder alle;
• implementatie van de multi-touch-functie dankzij de schermpolling regel voor regel.

Ze worden alleen gebruikt in verouderde elektronica en zijn door de aanwezigheid van vooruitstrevende oplossingen bijna buiten gebruik.

Capacitief

Het principe is gebaseerd op het vermogen van objecten grote capaciteit worden geleiders van elektrische wisselstroom.

Het scherm is gemaakt in de vorm van een glazen paneel met een dunne laag gespoten resistieve substantie.

Elektroden op de hoeken van het scherm brengen een kleine wisselstroomspanning aan op de geleidende laag.

Op het moment van contact lekt er stroom, als het item een ​​grote heeft elektrische capaciteit dan het scherm.

De stroom wordt geregistreerd in de hoeken van het scherm en informatie van de sensoren wordt ter verwerking naar de controller gestuurd. Op basis daarvan wordt het contactoppervlak berekend.

De eerste prototypes gebruikten spanning Gelijkstroom. De oplossing maakte het ontwerp eenvoudiger, maar crashte vaak als de gebruiker geen contact met de grond had.

Deze apparaten zijn zeer betrouwbaar, hun levensduur is ~60 keer langer dan die van resistieve apparaten (ongeveer 200 miljoen klikken), ze zijn vochtbestendig en bestand tegen vervuiling, niet-geleidend elektriciteit.

De transparantie ligt op het niveau van 0,9, wat iets hoger is dan bij resistieve, en werkt bij temperaturen tot - 15 0 C.

Gebreken:

• reageert niet op de handschoen en de meeste vreemde voorwerpen;
• de geleidende coating zit in de toplaag en is zeer kwetsbaar voor mechanische schade.

Ze worden gebruikt in dezelfde geldautomaten en terminals onder gesloten lucht.

Geprojecteerd capacitief

Op het binnenoppervlak wordt een elektrodenrooster aangebracht, dat een capaciteit (condensator) vormt met het menselijk lichaam. Elektronica (microcontroller en sensoren) werkt aan het berekenen van coördinaten en het verzenden van berekeningen centrale verwerker.

Ze hebben alle kenmerken van capacitieve exemplaren.

Bovendien kunnen ze worden voorzien van een dikke folie tot 1,8 cm, wat de bescherming tegen mechanische invloeden verhoogt.

Geleidende verontreinigingen, waar deze moeilijk of niet te verwijderen zijn, worden zonder problemen verwijderd programmatische methode.

Meestal worden ze geïnstalleerd in persoonlijke elektronische apparaten, geldautomaten en diverse apparatuur die vrijwel in de open lucht (onder dekking) is geïnstalleerd. Apple geeft ook de voorkeur aan geprojecteerde capacitieve beeldschermen.

Oppervlakte akoestische golf

Het is vervaardigd in de vorm van een glazen paneel uitgerust met piëzo-elektrische PET-transducers die zich op tegenoverliggende hoeken en ontvangers bevinden.

Er zijn er ook een paar en bevinden zich op tegenovergestelde hoeken.

De generator stuurt een elektrisch RF-signaal naar de sonde, die een reeks pulsen omzet in oppervlakteactieve stoffen, en de reflectoren verdelen dit.

De gereflecteerde golven worden opgevangen door sensoren en naar de sonde gestuurd, die ze weer omzet in elektriciteit.

Het signaal wordt naar de controller gestuurd, die het analyseert.

Bij aanraking veranderen de parameters van de golf, met name een deel van de energie wordt op een bepaalde plaats geabsorbeerd. Op basis van deze informatie worden het contactgebied en de sterkte ervan berekend.

De zeer hoge transparantie (meer dan 95%) is te danken aan de afwezigheid van geleidende/resistieve oppervlakken.

Soms, om verblinding te elimineren, lichtreflectoren samen met ontvangers rechtstreeks op het scherm gemonteerd.

De complexiteit van het ontwerp heeft op geen enkele manier invloed op de werking van een apparaat met een dergelijk scherm, en het aantal aanrakingen op één punt is 50 miljoen keer, wat de levensduur iets overschrijdt resistieve technologie(in totaal 65 miljoen keer).

Ze worden geproduceerd met een dunne film van ongeveer 3 mm en een dikke film van 6 mm. Dankzij deze bescherming is het display bestand tegen een lichte vuistslag.

Zwakke kanten:

• slecht werk in omstandigheden van trillingen en schudden (tijdens transport, tijdens het lopen);
• gebrek aan weerstand tegen vuil - elk vreemd voorwerp beïnvloedt de werking van het display;
• interferentie in de aanwezigheid van akoestische ruis van een bepaalde configuratie;
• de nauwkeurigheid is iets lager dan bij capacitieve, daarom zijn ze niet geschikt om te tekenen.

Het touchscreen van je telefoon: resistief, capacitief of geprojecteerd capacitief

Aanraakschermen zijn tegenwoordig een integraal kenmerk van een moderne mobiele telefoon, hoewel ze relatief recent wijdverspreid zijn geworden - in 2007. En als u van plan bent een smartphone te kopen, is het onwaarschijnlijk dat u onder de nieuwe modellen modellen zult vinden die niet zijn uitgerust met een touchscreen. Ondanks het feit dat aanhangers van conventionele hardwaretoetsenborden moeite hebben om over te schakelen op aanraakbediening, worden er steeds meer aanraakapparaten geproduceerd. En voor degenen die waarde hechten aan handig typen, worden ze vrijgegeven telefoons aanraken in een klassieke vormfactor of in een zijschuifvormfactor, die bovendien zijn uitgerust met hardware QWERTY-toetsenborden.

Touch-telefoons en smartphones in verschillende vormfactoren

Vaak wordt de uitdrukking "touchscreen" vervangen door een andere - "touchscreen", een combinatie van twee Engelse woorden (touch - touch, touch en screen - screen). We zijn zo gewend aan touchscreens dat we vaak niet nadenken over wat ze eigenlijk kunnen doen. verschillende soorten. Dit artikel gaat over touchscreens die worden gebruikt in mobiele telefoons en smartphones, dus we zullen hun classificatie in relatie tot deze technologie bekijken. In de praktijk worden aanraakschermen vaak gebruikt in andere multimedia-apparaten (tablets, monitoren, enz.), Maar ook in medische en technische apparatuur.

Resistieve, capacitieve en projectie-capacitieve schermen komen dus in ons gezichtsveld. Laten we eens kijken naar de voor- en nadelen om te beslissen welk type scherm het meest geschikt voor u is.

Resistieve touchscreens

Schermen van dit type bestaan ​​uit twee hoofdlagen: een flexibele bovenlaag (meestal gemaakt van plastic) en een stijve onderlaag (gemaakt van glas). De bovenste laag heeft nog een andere functie: beschermend. Zij beschermt werkgebied weergave tegen beschadiging. Je raakt de bovenste laag aan terwijl je met een mobiel apparaat werkt, en informatie over de coördinaten van de aanraking wordt naar de onderste laag verzonden. Interne zijkanten Deze lagen zijn bedekt met een speciaal membraan en materiaal dat stroom geleidt. De laag tussen de twee lagen is een diëlektricum.

Voorbeelden van modellen met resistieve touchscreens

Het belangrijkste voordeel van resistieve aanraakschermen is hun goedkoop. Dergelijke schermen worden nu door fabrikanten op veel plaatsen geïnstalleerd mobieltjes en smartphones uit het middensegment prijssegment. Het zijn de lage kosten van het scherm die het vaak mogelijk maken de prijs van dergelijke apparaten te verlagen, waardoor ze betaalbaarder worden.

Hun tweede voordeel is weerstand tegen vervuiling. Dit betekent dat zelfs het schermoppervlak dat bedekt is met stof- en watervlekken nog steeds goed zal werken en dat de drukgevoeligheid niet zal veranderen.

De derde is dat je zo’n scherm met elk hard voorwerp kunt aanraken. Dit kan een stylus, een vingernagel, de punt van een potlood, een sleutel of een redelijk scherp voorwerp zijn dat u persoonlijk handig vindt om te gebruiken.

Als we het hebben over de nadelen van resistieve aanraakschermen, kan de eerste de lage duurzaamheid worden genoemd. Als je de levensduur van zo’n scherm vertaalt naar het aantal klikken, zou dat 1 miljoen klikken zijn voor vierdraadsschermen en 35 miljoen klikken voor vijfdraadsschermen (de twee meest voorkomende typen resistieve touchscreens). Resistieve schermen laten licht zeer slecht door (slechts ongeveer 80%). Ondanks de gebruikte beschermlaag kan de werking van een dergelijk scherm vrij gemakkelijk verstoord worden door beschadiging ervan. Plastic kan gemakkelijk worden gesneden met scherpe voorwerpen en het oppervlak is niet bestand tegen te hoge temperaturen en kan smelten.

De populariteit van resistieve touchscreens is nog steeds erg hoog. Zij waren het die touch-telefoons toegankelijk maakten en er veel van op de markt brachten goedkope apparaten kost tot $ 200. Een van de meest populaire apparaten in dit segment zijn Star, 5530 XpressMusic.

Capacitieve touchscreens

Dit type scherm is gebaseerd op het vermogen van het menselijk lichaam om elektrische stroom te geleiden. Meestal is een capacitief scherm gebaseerd op een glassubstraat, op het oppervlak waarvan een resistief materiaal is aangebracht, bedekt met een geleidende film. Wanneer u het scherm met uw vinger aanraakt, wordt er elektrische stroom gegenereerd en berekent een speciale controller de coördinaten van de aanraking.

Qua nauwkeurigheid bij het bepalen van coördinaten doen capacitieve schermen in geen enkel opzicht onder voor resistieve schermen, maar ze laten licht wel beter door (90% of meer in plaats van 80%). De duurzaamheid van dergelijke schermen is veel hoger: ze zijn bestand tegen maximaal 200 miljoen klikken. Invloed omgeving op capacitieve schermen minder - idealiter kunnen ze feilloos werken in zwoele hitte en extreme kou.

Voorbeelden van modellen met capacitieve touchscreens

Het grootste nadeel van dit type scherm is dat het alleen kan werken onder invloed van een geleidend voorwerp. Dat wil zeggen: als u een gewone stylus of een ander hard voorwerp wilt gebruiken, reageert het scherm niet op uw aanraking.

Dit probleem manifesteert zich vooral sterk in de winter, wanneer er op een ijzige dag, bij het beantwoorden van een belangrijke oproep, geen mogelijkheid (of wens) is om de handschoen uit te trekken en op de overeenkomstige knop op het scherm te drukken. Het is waar dat sommige bezitters van dergelijke telefoons al een vrij originele uitweg uit deze situatie hebben gevonden - in plaats van hun vingers te gebruiken om op deze knop te drukken, gebruiken ze... hun neus! Het moet gezegd worden dat het in sommige gevallen mogelijk is om het met een gehandschoende hand te bedienen - dit zal afhangen van de kwaliteit van het scherm en de gevoeligheid ervan, evenals van het materiaal waaruit de handschoen is gemaakt.

Een ander nadeel van capacitieve touchscreens is hun hoge gevoeligheid voor oppervlakteverontreiniging. In dit geval kunnen de gevoeligheid en nauwkeurigheid van klikken aanzienlijk worden verminderd.

Om eerlijk te zijn, is het de moeite waard om op te merken dat er al stylussen met elektrische capaciteit zijn gemaakt (de fabrikant heeft bijvoorbeeld zo'n model), maar ze zijn niet veel populair geworden vanwege hun hoge kosten (ongeveer $ 30).

Geprojecteerde capacitieve aanraakschermen

Dit type schermen verschilt van klassieke schermen capacitieve schermen slechts één - ondersteunt Multitouch-technologie. Hun ontwerp is ook iets ingewikkelder, maar het werkingsprincipe blijft hetzelfde. Dergelijke schermen zijn in staat meerdere klikken tegelijkertijd te volgen en te verwerken, wat veel wordt gebruikt in mobiele browsers en gaming-applicaties. Door met twee vingers te draaien kan een afbeelding bijvoorbeeld 90 graden worden gedraaid, en door met meerdere vingers te vegen kunt u gemakkelijker door het scherm scrollen. Het is waar dat de kosten van schermen die met deze technologie zijn gemaakt traditioneel nog steeds hoog zijn, dus worden ze geïnstalleerd op smartphones waarvan de prijs boven de $ 300 ligt.

Multitouch in actie

Geprojecteerde capacitieve aanraakschermen hebben veel voordelen: naast Multitouch-ondersteuning zijn ze duurzaam (ongeveer 200 miljoen aanrakingen), bestand tegen schade (kunnen worden gebruikt voor beschermende doeleinden). gespannen glas of speciale kunststof tot 18 mm dik), bestand tegen zware werkzaamheden lage temperaturen(tot -40 °C), in staat licht goed door te laten (meer dan 90%). Geprojecteerde capacitieve schermen hebben slechts één nadeel: ze kunnen alleen worden bestuurd met behulp van geleidende objecten (zoals het geval is bij conventionele capacitieve schermen).

Meest bekende smartphones met projectie-capacitieve schermen produceert Apple-bedrijf, werd ze ook een pionier op dit gebied. Ook werkende Multitouch is beschikbaar op modellen als Galaxy S II, HTC verlangen S.

Wat te kiezen

Als u wordt geconfronteerd met de vraag hoe u een mobiel apparaat moet kiezen, afhankelijk van het type touchscreen, kunt u eerst beslissen hoeveel u bereid bent te besteden aan de aanschaf van een telefoon of smartphone, wat de bedrijfsomstandigheden van het apparaat zullen zijn en of u gaat ermee akkoord alleen uw vingers te gebruiken voor controle. Als je bereid bent een hoge prijs te betalen voor Multitouch-ondersteuning en een moderne, krachtige smartphone nodig hebt, kies dan een model met een geprojecteerd capacitief display. Als je voor het eerst een telefoon met touchscreen aanschaft en geld wilt besparen, dan is een resistief scherm iets voor jou. Hij zal zijn de beste oplossing, als u zich schaamt voor de noodzaak om het uitsluitend met uw vingers te bedienen, of als u vaak in minder dan steriele omstandigheden werkt en er regelmatig vuil- en stofdeeltjes op het oppervlak van het scherm vallen.

De meeste experts op dit gebied voorspellen een geleidelijke terugtrekking uit de markt van resistieve schermen, maar het aanbod aan modellen met dergelijke schermen is nog steeds het grootste en de prijzen zijn aangenaam voor het oog en de portemonnee. Tegelijkertijd verschijnen er nieuwe versies besturingssystemen, die perfect zijn aangepast voor vingerbediening: ze hebben geen te kleine knoppen die moeilijk te bedienen zijn, en het aantal acties om één handeling uit te voeren is tot een minimum beperkt.