iPhone 2G var den första mobiltelefonen som fungerade helt på en pekskärm. Mer än tio år har gått sedan den presenterades, men många av oss vet fortfarande inte hur pekskärmen fungerar. Men vi möter detta intuitiva inmatningsverktyg inte bara i smartphones, utan också i bankomater, betalterminaler, datorer, bilar och flygplan - bokstavligen överallt.
Före pekskärmar, det vanligaste gränssnittet för att mata in kommandon elektroniska apparater var olika tangentbord. Även om de inte verkar ha något gemensamt med pekskärmar, kan det faktiskt vara förvånande hur lik en pekskärm är till ett tangentbord. Låt oss titta på deras enhet i detalj.
Tangentbordet är tryckt kretskort, på vilken flera rader av strömbrytare-knappar är installerade. Oavsett deras design, membran eller mekaniska, händer samma sak när du trycker på var och en av tangenterna. Det är en kortslutning på datorkortet under knappen. elektrisk krets, registrerar datorn passagen av ström på denna plats i kretsen, "förstår" vilken tangent som trycks ned och utför motsvarande kommando. När det gäller en pekskärm händer nästan samma sak.
Det finns ungefär ett dussin olika typer pekskärmar, men de flesta av dessa modeller är antingen föråldrade och inte använda, eller är experimentella och kommer sannolikt inte att dyka upp i seriella enheter. Först och främst ska jag berätta om enheten nuvarande teknologier, de som du ständigt interagerar med eller åtminstone kan stöta på i vardagen.
Resistiv pekskärm
Resistiv pekskärmar uppfanns redan 1970 och har förändrats lite sedan dess.
I skärmar med sådana sensorer finns ytterligare ett par lager ovanför matrisen. Jag reserverar mig dock för att matrisen inte alls är nödvändig här. De första resistiva pekenheterna var inte alls skärmar.
Det nedre sensorskiktet består av en glasbas och kallas det resistiva skiktet. En transparent metallbeläggning appliceras på den som överför ström väl, till exempel från en halvledare som indiumtennoxid. Det översta lagret på pekskärmen, som användaren interagerar med genom att trycka på skärmen, är tillverkat av ett flexibelt och elastiskt membran. Det kallas det ledande lagret. En luftspalt lämnas i utrymmet mellan skikten, eller så är den jämnt prickad med mikroskopiska isolerande partiklar. Längs kanterna är fyra, fem eller åtta elektroder anslutna till sensorskiktet, som förbinder det med sensorer och en mikrokontroller. Ju fler elektroder, desto högre känslighet har den resistiva pekskärmen, eftersom förändringar i spänningen över dem övervakas konstant.
Här är skärmen med resistiv pekskärm ingår. Inget händer ännu. Elektrisk ström flyter fritt genom det ledande skiktet, men när användaren vidrör skärmen böjs membranet på toppen, de isolerande partiklarna delar, och det vidrör pekskärmens nedre skikt och kommer i kontakt. Detta följs av en förändring av spänningen samtidigt på alla elektroder på skärmen.
Pekskärmskontrollen upptäcker spänningsförändringar och läser avläsningar från elektroderna. Fyra, fem, åtta betydelser och alla olika. Baserat på skillnaden i avläsningar mellan höger och vänster elektrod, kommer mikrokontrollern att beräkna X-koordinaten för pressen, och baserat på skillnaderna i spänning på de övre och nedre elektroderna kommer den att bestämma Y-koordinaten och därmed berätta för dator den punkt där lagren på pekskärmslagret berördes.
Resistiva pekskärmar har en lång lista med nackdelar. Så de kan i princip inte känna igen två samtidigt pressar, för att inte tala om Mer. De klarar sig inte bra i kylan. På grund av behovet av ett lager mellan sensorlagren, tappar matriserna på sådana skärmar märkbart ljusstyrka och kontrast, tenderar att blända i solen och ser generellt sett märkbart sämre ut. Men där bildkvaliteten är av underordnad betydelse fortsätter de att användas på grund av deras motståndskraft mot fläckar, deras förmåga att användas med handskar och, viktigast av allt, deras låga kostnad.
Sådana inmatningsorgan är allmänt installerade i billiga massproducerade enheter, såsom informationsterminaler i på offentliga platser och finns fortfarande i åldrande prylar som billiga MP3-spelare.
Infraröd pekskärm
Nästa, mycket mindre vanliga, men ändå relevanta alternativ för en pekskärm är en infraröd pekskärm. Den har inget gemensamt med en resistiv sensor, även om den utför liknande funktioner.
Den infraröda pekskärmen är konstruerad av arrayer av lysdioder och ljuskänsliga fotoceller placerade på motsatta sidor av skärmen. Lysdioder lyser upp skärmens yta med osynligt infrarött ljus och bildar något som ett spindelnät eller koordinatnät på den. Detta påminner om ett trygghetslarm, som visas i spionactionfilmer eller datorspel.
När något vidrör skärmen, oavsett om det är ett finger, en handskbelagd hand, en penna eller en penna, avbryts två eller flera strålar. Fotoceller registrerar denna händelse, pekskärmskontrollen tar reda på vilka av dem som inte får tillräckligt med infrarött ljus och, baserat på deras position, beräknar den yta på skärmen där ett hinder har uppstått. Resten är att matcha beröringen med vilket gränssnittselement som finns på skärmen på den platsen - uppgiften programvara.
Idag kan infraröda pekskärmar hittas i de prylar vars skärmar har en icke-standardiserad design, där det är tekniskt svårt eller opraktiskt att lägga till ytterligare peklager - i e-böcker baserat på E-länk-displayer, till exempel, Amazon Kindle Touch och Sony Ebook. Dessutom lockade enheter med liknande sensorer, på grund av deras enkelhet och underhållbarhet, militärens uppmärksamhet.
Kapacitiv pekskärm
Om datorn på resistiva pekskärmar registrerar förändringen i konduktivitet som följer på ett tryck på skärmen direkt mellan sensorns lager, då registrerar kapacitiva sensorer beröringen direkt.
Människokropp, hud - bra guider el och har elektrisk laddning. Det brukar du märka genom att gå på en ullmatta eller ta av dig din favorittröja och sedan röra vid något metall. Vi är alla bekanta med statisk elektricitet, upplevde dess effekt på oss själva och såg små gnistor flyga från våra fingrar i mörkret. Ett svagare, omärkligt utbyte av elektroner mellan människokroppen och olika ledande ytor sker ständigt och detta är vad kapacitiva skärmar registrerar.
De första sådana pekskärmarna kallades ytkapacitiva och var en logisk utveckling av resistiva sensorer. I dem installerades endast ett ledande skikt, liknande det som användes tidigare, direkt ovanpå skärmen. Känsliga elektroder fästes också på den, denna gång i hörnen av pekplattan. Sensorerna som övervakar spänningen på elektroderna och deras mjukvara gjordes märkbart känsligare och kunde nu upptäcka de minsta förändringar i flödet av elektrisk ström över skärmen. När ett finger (ett annat ledande föremål, till exempel en penna) vidrör ytan med en ytkapacitiv pekskärm, börjar det ledande lagret omedelbart utbyta elektroner med det, och mikrokontrollern märker detta.
Tillkomsten av ytkapacitiva pekskärmar var ett genombrott, men på grund av att det ledande skiktet som applicerades direkt ovanpå glaset lätt skadades, var de inte lämpliga för den nya generationen enheter.
För att skapa den första iPhonen krävdes projicerade kapacitiva sensorer. Den här typen av pekskärm har snabbt blivit den vanligaste i modern hemelektronik: smartphones, surfplattor, bärbara datorer, monoblock och andra hushållsapparater.
Det översta lagret på den här typen av pekskärmsskärm har en skyddande funktion och kan göras av härdat glas, till exempel det berömda Gorilla Glass. Nedan är de tunnaste elektroderna som bildar ett rutnät. Först placerades de ovanpå varandra i två lager, sedan för att minska tjockleken på skärmen började de placeras på samma nivå.
Tillverkade av halvledarmaterial, inklusive den tidigare nämnda indiumtennoxiden, skapar dessa ledande hårstrån ett elektrostatiskt fält där de skär varandra.
När ett finger vidrör glaset, på grund av hudens elektriskt ledande egenskaper, förvränger det det lokala elektriska fältet vid de punkter där elektroderna skär sig närmast. Denna distorsion kan mätas som förändringen i kapacitans vid en enda rutnätspunkt.
Eftersom elektroduppsättningen är gjord ganska liten och tät, kan ett sådant system spåra beröring mycket exakt och kan enkelt ta upp flera beröringar samtidigt. Dessutom har frånvaron av ytterligare lager och mellanlager i sandwichen av matrisen, sensorn och skyddsglaset en positiv effekt på bildkvaliteten. Sant, av samma anledning trasiga skärmar, som regel ersätts helt. När den väl satts ihop är den projicerade kapacitiva pekskärmen extremt svår att reparera.
Nu låter fördelarna med projektiv-kapacitiva pekskärmar inte som något överraskande, men vid tidpunkten för iPhone-presentationen försåg de tekniken med enorm framgång, trots de objektiva nackdelarna - känslighet för smuts och fukt.
Tryckkänsliga pekskärmar - 3D Touch
Den ideologiska föregångaren till tryckkänsliga pekskärmar var den proprietära Apple-teknik, berättigad Force Touch, Använd i smart klocka företag, MacBook, MackBook Pro och Magisk styrplatta 2.
Efter att ha testat gränssnittslösningar och olika scenarier för att använda tryckigenkänning på dessa enheter, Apple började implementering av en liknande lösning i sina smartphones. I iPhone 6s och 6s Plus blev tryckigenkänning och mätning en av pekskärmsfunktionerna och fick det kommersiella namnet 3D Touch.
Även om Apple inte dolde det faktum ny teknologiändrar bara de kapacitiva sensorerna vi är vana vid och visade till och med ett diagram som förklarade i allmänna termer principen för dess funktion detaljer om utformningen av pekskärmar med 3D Touch dök upp först efter första iPhones ny generation demonterades av entusiaster.
För att lära den kapacitiva pekskärmen att känna igen klick och skilja mellan flera grader av tryck behövde ingenjörer från Cupertino bygga om pekskärmssandwichen. De gjorde ändringar i dess individuella delar och lade till ytterligare en till den kapacitiva, nytt lager. Och, intressant nog, när de gjorde detta var de tydligt inspirerade av föråldrade resistiva skärmar.
Rutnätet av kapacitiva sensorer förblev oförändrat, men det flyttades tillbaka, närmare matrisen. Mellan en uppsättning elektriska kontakter som övervakar var displayen berörs och skyddsglaset, en ytterligare array av 96 individuella sensorer.
Hans uppgift var inte att fastställa platsen för fingret på iPhone skärm. Den kapacitiva pekskärmen hanterade fortfarande detta perfekt. Dessa plattor är nödvändiga för att detektera och mäta graden av böjning av säkerhetsglaset. Apple beställde specifikt utveckling och produktion av Gorilla Glass från Gorilla Glass specifikt för iPhone. skyddande lager, som skulle behålla samma styrka och samtidigt vara tillräckligt flexibel för att skärmen ska reagera på tryck.
Denna utveckling kunde ha varit slutet på materialet som berättar om pekskärmar, om inte för en annan teknik som förutspåddes ha en stor framtid för flera år sedan.
Wave pekskärmar
Överraskande nog använder de inte el och har inte ens något med ljus att göra. Surface Acoustic Wave-systemteknik använder akustiska ytvågor som utbreder sig längs skärmens yta för att detektera beröringspunkten. Ultraljudet som genereras av de piezoelektriska elementen i hörnen är för högt för att upptäckas av mänsklig hörsel. Den sprider sig fram och tillbaka och studsar från kanterna på skärmen flera gånger. Ljudet analyseras med avseende på anomalier orsakade av föremål som rör vid skärmen.
Wave pekskärmar har få nackdelar. De börjar göra misstag efter att glaset är kraftigt smutsigt och under förhållanden högt ljud, men samtidigt finns det inga ytterligare lager på skärmar med en sådan sensor som ökar tjockleken och påverkar bildkvaliteten. Alla sensorkomponenter är gömda under bildskärmsramen. Dessutom låter vågsensorer dig exakt beräkna kontaktytan mellan skärmen och ett finger eller annat föremål och, baserat på detta område, beräkna indirekt kraften för att trycka på skärmen.
Det är osannolikt att vi kommer att stöta på denna teknik i smartphones på grund av det nuvarande modet för ramlösa skärmar, men för några år sedan Samsung företag experimenterat med Surface Acoustic Wave-systemet i monoblock, och paneler med akustiska pekskärmar säljs fortfarande som komponenter till spelautomater och reklamterminaler
Istället för en slutsats
På mycket kort tid har pekskärmar erövrat elektronikens värld. Trots bristen på taktil feedback och andra brister har pekskärmar blivit en mycket intuitiv, begriplig och bekväm metod för att mata in information i datorer. Sist men inte minst, de har sin framgång att tacka de olika tekniska implementeringarna. Var och en med sina egna fördelar och nackdelar, lämpliga för sin klass av enheter. Resistiva skärmar för de billigaste och mest populära prylarna, kapacitiva skärmar för smartphones och surfplattor och stationära datorer som vi interagerar med varje dag och infraröda pekskärmar för de fall då skärmdesignen ska lämnas intakt. Avslutningsvis återstår bara att konstatera att pekskärmar är med oss under lång tid ingen ersättning förväntas inom en snar framtid.Om du inte är en av de tekniskt kunniga användarna och du snart kommer att ställas inför frågan om att välja en mobiltelefon eller smartphone med pekskärm, kommer du förmodligen att stöta på termer som "kapacitiv skärm" eller "resistiv skärm" när läsa specifikationerna för mobila enheter. Och då kommer en helt logisk fråga att dyka upp - vilken är bättre: resistiv eller kapacitiv? Låt oss ta reda på hur pekskärmar skiljer sig, vilka typer som finns och vilka deras fördelar och nackdelar är.
RESISTIVA SKÄRMAR
Om vi pratar tillgängligt språk För att undvika kloka tekniska termer och fraser är en resistiv pekskärm ett flexibelt transparent membran på vilket en ledande (med andra ord resistiv) beläggning appliceras. Under membranet finns glas, även täckt med ett ledande skikt. Funktionsprincipen för en resistiv skärm är att när du trycker på skärmen med ett finger eller penna, stängs glaset med membranet vid en specifik punkt. Mikroprocessorn registrerar förändringen i membranspänningen och beräknar kontaktkoordinaterna. Ju mer exakt pressen är, desto lättare är det för processorn att beräkna de exakta koordinaterna. Därför är det med resistiva skärmar mycket lättare att arbeta med en penna.
Huvudsakliga fördelar resistiva skärmarär att de är relativt billiga att producera, och även det den här typen Displayen reagerar på tryck av något föremål. Detta är mycket användbart när du gör presentationer, särskilt eftersom priserna på projektorer i dag faller varje dag.
Nackdelarna med resistiva skärmar är: låg hållfasthet; låg hållbarhet (cirka 35 miljoner klick per punkt); omöjlighet att genomföra; stort antal fel vid bearbetning av gester som att glida och vända.
Så vilken skärm är bättre: resistiv eller kapacitiv?
Om du har läst den här artikeln noggrant kommer du att kunna dra din egen slutsats utan problem. Jag ska bara säga att denna tvist är dömd att misslyckas. Vissa användare gillar att arbeta med pennan och accepterar inte kapacitiva displayer. Men de flesta människor är mer bekväma att använda en enhet utrustad med en kapacitiv skärm - det är bekvämare, och multi-touch-funktionen gör stor skillnad. Det är inte allt för ingenting moderna smartphones och surfplattor som körs under Android kontroll, har kapacitiva displayer.
Relaterade artiklar:
Användare som aldrig tidigare arbetat på en operationssal Android-system och efter att ha köpt en smartphone baserad på detta operativsystem stöter de ofta på problem...
Det finns väldigt många olika program och spel för Android. Därför har de flesta ägare av Androad-smarttelefoner ganska många...
För att köra moderna prylar Det finns inte längre något behov av att trycka på knappar, bara tryck på skärmen. Detta blev möjligt tack vare pekskärmen (bland experter kallas den helt enkelt "touch" eller "touch panel"), som har blivit en integrerad del av smartphones och surfplattor, inklusive iPhones och iPads. Det är inte förvånande att det på grund av frekvent användning ofta går sönder och blir en huvudvärk för ägaren av enheten. Om du förstår vad den här komponenten är och enligt vilka principer den fungerar, kan du snabbt upptäcka ett fel och undvika besvärliga situationer när du kontaktar ett servicecenter.
Vad är en pekskärm
Denna term härrör från två engelska ord- pek och skärm, vilket bokstavligen översätts som "pekskärm". Historien om dess utseende är lång och inträffade i flera steg. Världens första fingerkontrollerade display uppfanns och beskrivs i hans vetenskapliga arbeten Amerikanska E. A. Johnson 1965. Fem år senare utvecklades Dr Samuel Hurst genom experiment resistiv pekskärm, och den faktiska fysiska produktionen av produkten började först 1973.
För närvarande hanterar stadens invånare pekskärmar nästan varje dag: inte bara smartphones och surfplattor är utrustade med dem, utan även bankomater, informationsterminaler och betalningsmottagningspunkter. Pekskärm ansluter till display och är känslig för alla beröringar. Det kan beskrivas som en informationsinmatningsenhet som tjänar till att ersätta ett tangentbord.
Det är viktigt att veta att pekskärmen bara är en del av den övergripande designen, endast ansvarig för sensorn. För att överföra en bild en display används som är en flytande kristallmatris. Enheten av dessa två element kallas displaymodul, som praktiskt taget är huvudkomponenten i alla högteknologiska enheter.
Hur pekpanelen fungerar
Funktionsprincipen för pekskärmen är enkel - varje beröring på den orsakar vilken funktion som helst eller medför vissa handlingar. De fysiska egenskaperna för dess funktion beror direkt på typen av pekskärm. Det finns sju av dem totalt, men de vanligaste idag är tre av dem.
Den billigaste att tillverka, resistent mot smuts och temperaturförändringar. Innefattar glas panel och plastmembran, mellan vilka isolatorer är placerade. Alla tryck får glaset att trycka igenom mikroisolatorn och membranet och panelen stängs. Efter detta läser en speciell styrenhet ändringarna och omvandlar dem till kontaktkoordinater. Svaga sidor Denna modell har låg ljusgenomsläpplighet, kort livslängd och stor risk för skador om den tappas. 
Kapacitiv skärm
Mer pålitlig och hållbar, men känslig för dåligt väder, vatten och föroreningar. Den använder en speciell beröringsglas, belagd med resistivt material. En växelström passerar genom den, som tillförs av elektroder placerade i hörnen av skärmen. Det vill säga när du trycker på pekskärmen uppstår en strömläcka som upptäcks av speciella sensorer. De registrerar dessa ändringar och överför dem till styrenheten.
Akustisk vågsensor på ytan
En av de svåraste ordnade skärmar. Det speciella med dess arbete är att det finns i glasets tjocklek ultraljudsvibrationer. När du trycker på pekskärmen absorberas vågorna och omvandlas till elektrisk signal, som sedan skickas till styrenheten. Fördelen med denna teknik är dess långa livslängd, lika med minst 45 miljoner beröringar. Den största nackdelen är att skärmen är extremt känslig för smuts och elektromagnetiska störningar.
Utöver detta finns det flera fler typer av pekpaneler. Dessa inkluderar:
- Projicerad kapacitiv. På insidan av sådana skärmar finns ett rutnät av elektroder, som, när de trycks, bildar en kondensator, vars kapacitans mäts av elektroniska sensorer.
- Infraröd. Längs deras kanter finns ljussändare och mottagare i IR-området när du rör vid skärmen blockeras en del av ljuset och därigenom bestäms läget för klicket.
- Tansometrisk. De bygger på enkel fixering av skärmdeformation, är motståndskraftiga mot skador och installeras ofta utomhus.
- Induktion. Inuti dem finns en induktor och ledningar, när du rör en sådan skärm specialverktyg spänningen för det befintliga magnetfältet ändras.
Hur man kontrollerar pekskärmen
Pekplattan kanske inte fungerar korrekt pga fysisk skada mobilenhet, så utan uppenbar anledning. Följande faktorer indikerar att problemet finns i sensorn:
Det kan finnas flera orsaker till ett sådant fel:
- Displayen är smutsig. Om du inte torkar sensorn omedelbart med särskilda medel, sedan under drift blir det rikligt täckt med fingeravtryck och feta märken, vilket kan minska dess känslighet.
- Överträdelse temperaturregim . För höga eller låga temperaturer, såväl som deras kraftiga fall - vanligt skäl pekskärmsfel.
- Skador på kabeln. Det kan lossna från glaset när mekanisk skada, och därigenom stör anslutningen av den senare med beröringsbeläggningen.
- Fukt tränger in. Om det finns vätska inuti gadgeten kan oxidation av kontakterna inträffa. Ibland kan problemet lösas med en hårtork.
- Krascha programvara. I det här fallet måste du ladda om enheten; för detta behöver du en USB-kabel och själva programvaran.
Så här byter du ut pekskärmen på din telefon själv
Innan du tar bort pekskärmen bör du stäng av din smartphone, ta bort batteriet och SIM-kortet. Det är viktigt att komma ihåg demonteringssekvensen så att du senare kan sätta ihop enheten igen utan att skada de inre elementen. Vissa modeller kan kräva fullständig analys bostad, vilket kräver specialkunskaper. För att byta ut pekskärmen på din telefon med dina egna händer måste du förbereda specialutrustning i förväg, nämligen:
Processen för att byta ut pekskärmen är som följer:
- Ta av bakstycke på telefonen;
- Skruvmejsel ta bort alla bultar längs kroppens omkrets;
- Försiktigt sätt in spateln mellan husets fäste och bända;
- Hårtork värm upp limmet ansluta sensorn till matrisen upp till en maximal temperatur på 80 °C;
- Fäst för att visa sugkopp, vilket gör att du kan separera pekskärmen från matrisen;
- Tillämpa tunt lager lim och installera en ny pekplatta;
- Försiktigt Tryck det och ta bort eventuellt kvarvarande lim;
- Sätt tillbaka enheten i omvänd ordning.
Vad är skillnaden mellan pekskärm och display
Displayen är den del av smarttelefonen som bilden visas på. Han är konduktören visuell information och gör den tillgänglig för det mänskliga ögat. En pekskärm är ett pekglas, vars huvudsakliga syfte är att anropa en viss funktion. Det vill säga, han är bara verktyg för inmatning av information, men ingen slutsats. 
Om telefonen är trasig och spindelväv visas på den, men skärmen fortsätter att fungera och du tydligt kan se bilden, är det bara sensorn som behöver bytas ut. När enheten förvränger bilden och visar fläckar måste du ändra displayen, vilket är mer tidskrävande och kontanter procedur.
Ni använder säkert alla datorer och mobila enheter, och endast ett fåtal kan i allmänhet berätta hur deras processorer, operativsystem och andra komponenter fungerar.
På eran mobila prylar Alla har en pekskärm (även kallad smartskärm), och nästan ingen vet vad den här pekskärmen är, hur den fungerar och vilka typer av den som finns.
Vad det är
Pekskärm(skärm)är en visualiseringsenhet digital information med förmågan att utöva ledningsinflytande genom att röra vid displayytan.
Baserat på olika tekniker, olika skärmar svarar bara på vissa faktorer.
Vissa läste förändringen kapacitans eller resistans i kontaktområdet, andra på temperaturförändringar, några sensorer reagera endast på en speciell penna för att undvika oavsiktliga klick.
Vi kommer att titta på funktionsprincipen för alla vanliga typer av displayer, deras användningsområden, styrkor och svagheter.
Bland alla befintliga principer för enhetskontroll genom en matris som är känslig för alla faktorer, låt oss uppmärksamma följande tekniker:
- resistiv (4-5 trådar);
- matris;
- kapacitiv och dess varianter;
- ytakustisk;
- optiska och andra mindre vanliga och praktiska.
I allmän ordning arbetet är som följer: användaren rör vid ett område på skärmen, sensorerna överför data till styrenheten om förändringar i någon variabel (motstånd, kapacitans), som beräknar de exakta koordinaterna för kontaktpunkten och skickar dem.
Den senare, baserat på programmet, reagerar på att trycka på i enlighet därmed.
Resistiv
Den enklaste pekskärmen är resistiv. Den reagerar på förändringar i motståndet i kontaktområdet mellan ett främmande föremål och skärmen.
Detta är den mest primitiva och utbredda tekniken. Enheten består av två huvudelement:
- ett ledande transparent substrat (panel) gjord av polyester eller annan polymer flera tiotals molekyler tjocka;
- ett ljusledande membran tillverkat av ett polymermaterial (vanligtvis används ett tunt lager av plast).
Båda skikten är belagda med resistivt material. Mellan dem finns mikroisolatorer i form av bollar.
Under detta skede deformeras (böjer) det elastiska membranet, kommer i kontakt med substratskiktet och tillsluter det.
Styrenheten reagerar på en kortslutning med hjälp av en analog-till-digital-omvandlare. Den beräknar skillnaden mellan original- och strömresistansen (eller konduktiviteten) och koordinaterna för punkten eller området där detta inträffar.
Övning avslöjade snabbt bristerna hos sådana enheter, och ingenjörer började söka efter lösningar, som snart hittades genom att lägga till en femte tråd.
Fyrtrådig
Den övre elektroden är spänningssatt vid 5V och den nedre är jordad.
Vänster och höger är anslutna direkt, de är en indikator på spänningsförändringar längs Y-axeln.
Då kortsluts topp och botten, och 5V matas till vänster och höger för att avläsa X-koordinaten.
Femtrådig
Tillförlitlighet beror på att den resistiva beläggningen av membranet ersätts med en ledande.
Panelen är gjord av glas och förblir täckt med ett resistivt material, och elektroder placeras i dess hörn.
Först är alla elektroder jordade, och membranet är under spänning, vilket ständigt övervakas av samma analog-till-digital-omvandlare.
Under beröringen detekterar styrenheten (mikroprocessorn) förändringen i parametern och utför beräkningar av punkten/området där spänningen har ändrats enligt en fyrtrådskrets.
Viktig fördel– förmåga att applicera på konvexa och konkava ytor.
Det finns även 8-trådsskärmar på marknaden. Deras noggrannhet är högre än de som anses vara, men detta påverkar inte på något sätt tillförlitligheten, och priset är märkbart annorlunda.
Slutsats
De övervägda sensorerna används överallt på grund av deras låga kostnad och motståndskraft mot påverkan av miljöfaktorer, såsom föroreningar och låga temperaturer(men inte under noll).
De svarar bra på beröring med nästan alla föremål, men inte ett skarpt sådant.
Arean av en penna eller tändsticka är vanligtvis inte tillräckligt för att utlösa ett kontrollsvar.
Sådana displayer installeras på och används inom tjänstesektorn (kontor, banker, butiker), medicin och utbildning.
Överallt där enheter är isolerade från den yttre miljön och sannolikheten för att skadas är minimal.
Låg tillförlitlighet (skärmen är lätt att skada) kompenseras delvis skyddsfilm.
Dålig funktion i kallt väder, låg ljusgenomsläpplighet (0,75 respektive 0,85), resurs (inte mer än 35 miljoner klick för en terminal som används konstant, väldigt lite) är teknikens svagheter.
Matris
En mer förenklad resistiv teknologi som uppstod redan innan den.
Membranet är täckt i rader vertikala ledare, och substratet – horisontell.
När den trycks in, beräknas området där ledarna är anslutna och den resulterande data överförs till processorn.
Den genererar redan en styrsignal och enheten reagerar på ett visst sätt, till exempel utför den åtgärd som tilldelats knappen).
Egenheter:
- mycket låg noggrannhet (antalet ledare är mycket begränsat);
- mest lågt pris bland alla;
- implementering av multi-touch-funktionen på grund av skärmens polling rad för rad.
De används endast i föråldrad elektronik och har nästan gått ur bruk på grund av förekomsten av progressiva lösningar.
Kapacitiv
Principen bygger på objektens förmåga stor kapacitet bli ledare av elektrisk växelström.
Skärmen är gjord i form av en glaspanel med ett tunt lager av sprayat resistivt ämne.
Elektroder i hörnen av displayen applicerar en liten växelströmsspänning till det ledande lagret.
I kontaktögonblicket läcker ström, om föremålet har en stor elektrisk kapacitansän skärmen.
Ström registreras i hörnen av skärmen och information från sensorerna skickas till styrenheten för bearbetning. Baserat på dem beräknas kontaktytan.
De första prototyperna använde spänning likström. Lösningen gjorde designen enklare, men kraschade ofta när användaren inte var i kontakt med marken.
Dessa enheter är mycket pålitliga, deras livslängd överstiger resistiva med ~60 gånger (cirka 200 miljoner klick), de är fuktbeständiga och tål föroreningar, icke-ledande elektricitet.
Transparens är på nivån 0,9, vilket är något högre än resistiva, och fungerar vid temperaturer upp till -15 0 C.
Brister:
- reagerar inte på handsken och de flesta främmande föremål;
- den ledande beläggningen är i det översta lagret och är mycket känslig för mekanisk skada.
De används i samma bankomater och terminaler under stängd luft.
Projicerad kapacitiv
Ett elektrodnät appliceras på den inre ytan och bildar en kapacitans (kondensator) med människokroppen. Elektronik (mikrokontroller och sensorer) arbetar med att beräkna koordinater vid och skicka beräkningar central processor.
De har alla egenskaper hos kapacitiva.
Dessutom kan de förses med en tjock film upp till 1,8 cm, vilket ökar skyddet mot mekanisk påverkan.
Konduktiva föroreningar, där de är svåra eller omöjliga att ta bort, avlägsnas utan problem programmatisk metod.
Oftast är de installerade i personliga elektroniska enheter, bankomater och olika utrustningar installerade praktiskt taget i det fria (under tak). Apple föredrar också projicerade kapacitiva skärmar.
Akustisk ytvåg
Den är tillverkad i form av en glaspanel utrustad med piezoelektriska givare PET placerade i motsatta hörn och mottagare.
Det finns också ett par av dem och ligger på motsatta hörn.
Generatorn skickar en elektrisk RF-signal till sonden, som omvandlar en serie pulser till ytaktiva ämnen, och reflektorerna distribuerar den.
De reflekterade vågorna fångas upp av sensorer och skickas till sonden, som omvandlar dem tillbaka till elektricitet.
Signalen skickas till regulatorn som analyserar den.
Vid beröring ändras vågens parametrar, särskilt en del av dess energi absorberas på en viss plats. Baserat på denna information beräknas kontaktytan och dess styrka.
Den mycket höga transparensen (över 95%) beror på frånvaron av ledande/resistiva ytor.
Ibland, för att eliminera bländning, ljusreflektorer tillsammans med mottagare monteras direkt på skärmen.
Komplexiteten i designen påverkar inte på något sätt driften av en enhet med en sådan skärm, och antalet beröringar vid en punkt är 50 miljoner gånger, vilket något överstiger livslängden resistiv teknologi(65 miljoner gånger totalt).
De tillverkas med en tunn film på ca 3 mm och en tjock film på 6 mm. Tack vare detta skydd tål displayen ett lätt slag från en knytnäve.
Svaga sidor:
- dåligt jobb vid vibrationer och skakningar (vid transport, när man går);
- brist på motstånd mot smuts - alla främmande föremål påverkar skärmens funktion;
- störningar i närvaro av akustiskt brus av en viss konfiguration;
- noggrannheten är något lägre än i kapacitiva, varför de är olämpliga för ritning.
Din telefons pekskärm: resistiv, kapacitiv eller projicerad kapacitiv
Pekskärmar idag är en integrerad egenskap hos en modern mobiltelefon, även om de blev utbredda relativt nyligen - 2007. Och om du planerar att köpa en smartphone är det osannolikt att du bland de nya modellerna hittar de som inte är utrustade med pekskärm. Trots att anhängare av konventionella hårdvarutangentbord har svårt att byta till pekkontroller, produceras fler och fler pekenheter. Och för dem som värdesätter bekvämt skrivande, släpper de pektelefoner i en klassisk formfaktor eller i en sidoreglageformfaktor, som dessutom är utrustade med hårdvara QWERTY-tangentbord.
Berör telefoner och smartphones i olika formfaktorer
Ofta ersätts frasen "pekskärm" med en annan - "pekskärm", som är en kombination av två engelska ord (touch - touch, touch och screen - screen). Vi är så vana vid pekskärmar att vi ofta inte tänker på vad de faktiskt kan göra. olika typer. Den här artikeln kommer att prata om pekskärmar som används i mobiltelefoner och smartphones, så vi kommer att överväga deras klassificering i förhållande till denna teknik. I praktiken används pekskärmar ofta i andra multimediaenheter (surfplattor, bildskärmar, etc.), såväl som i medicinsk och teknisk utrustning.
Så, resistiva, kapacitiva och projektionskapacitiva skärmar kommer in i vårt synfält. Låt oss titta på deras fördelar och nackdelar för att bestämma vilken typ av skärm som passar dig bäst.
Resistiva pekskärmar
Skärmar av denna typ består av två huvudlager - ett flexibelt övre lager (mest tillverkat av plast) och ett styvt nedre lager (av glas). Det översta lagret har en annan funktion - skyddande. Hon skyddar arbetsyta visa från skada. Du trycker på det översta lagret medan du arbetar med en mobil enhet, och information om beröringens koordinater överförs till det nedre lagret. Invändiga sidor Dessa lager är täckta med ett speciellt membran och material som leder ström. Skiktet mellan de två skikten är ett dielektrikum.
Exempel på modeller med resistiva pekskärmar
Den största fördelen med resistiva pekskärmar är deras låg kostnad. Sådana skärmar installeras nu av tillverkare på många mobiltelefoner och mellanklass smartphones prissegment. Det är den låga kostnaden för skärmen som ofta gör att man kan sänka priset på sådana enheter, vilket gör dem mer överkomliga.
Deras andra fördel är motståndskraft mot föroreningar. Detta innebär att även skärmytan täckt med damm och vattenfläckar fortfarande fungerar bra, och tryckkänsligheten kommer inte att förändras.
Den tredje är att du kan röra en sådan skärm med vilket hårt föremål som helst. Detta kan vara en penna, en nagel, spetsen på en penna, en nyckel eller något måttligt vasst föremål som du personligen tycker är bekvämt att använda.
Om vi pratar om nackdelarna med resistiva pekskärmar, kan den första kallas dess låga hållbarhet. Om man översätter livslängden för en sådan skärm till antalet klick skulle det bli 1 miljon klick för fyrtrådsskärmar och 35 miljoner klick för femtrådsskärmar (de två vanligaste typerna av resistiva pekskärmar). Resistiva skärmar överför ljus mycket dåligt (endast cirka 80%). Trots det skyddande skiktet som används kan driften av en sådan skärm ganska lätt störas genom att skada den. Plast skärs lätt med vassa föremål, och dess yta tål inte för höga temperaturer och kan smälta.
Populariteten för resistiva pekskärmar är fortfarande mycket hög. Det var de som gjorde pektelefoner tillgängliga och lät många föras ut på marknaden billiga apparater kostar upp till $200. Bland de mest populära enheterna i detta segment är Star, 5530 XpressMusic.
Kapacitiva pekskärmar
Denna typ av skärm är baserad på människokroppens förmåga att leda elektrisk ström. Oftast är en kapacitiv skärm baserad på ett glassubstrat, på vars yta ett resistivt material appliceras, täckt med en ledande film. När du rör vid skärmen med fingret genereras en elektrisk ström och en speciell styrenhet beräknar koordinaterna för beröringen.
När det gäller noggrannhet vid bestämning av koordinater är kapacitiva skärmar inte på något sätt sämre än resistiva skärmar, men de överför ljus bättre (90 % eller mer istället för 80 %). Hållbarheten för sådana skärmar är mycket högre - de tål upp till 200 miljoner klick. Påverkan miljö på kapacitiva skärmar mindre - idealiskt kan de fungera felfritt i kvav värme och extrem kyla.
Exempel på modeller med kapacitiva pekskärmar
Den största nackdelen med denna typ av skärm är att den endast kan fungera under påverkan av ett ledande föremål. Det vill säga om du vill använda en vanlig penna eller något annat hårt föremål kommer skärmen inte att reagera på din beröring.
Detta problem manifesterar sig särskilt starkt på vintern, när det på en frostig dag, när du svarar på ett viktigt samtal, inte finns någon möjlighet (eller önskan) att ta av handsken och trycka på motsvarande knapp på skärmen. Det är sant att vissa ägare av sådana telefoner redan har hittat en ganska originell väg ut ur denna situation - istället för att använda fingrarna för att trycka på den här knappen, använder de ... näsan! Det måste sägas att det i vissa fall är möjligt att kontrollera det med en handskbelagd hand - detta beror på skärmens kvalitet och dess känslighet, såväl som materialet som handsken är gjord av.
En annan nackdel med kapacitiva pekskärmar är deras höga känslighet för ytkontamination. I det här fallet kan klickens känslighet och noggrannhet minskas avsevärt.
För att vara rättvis är det värt att notera att pennor med elektrisk kapacitans redan har skapats (till exempel har tillverkaren en sådan modell), men de har inte vunnit mycket popularitet på grund av deras höga kostnad (cirka $30).
Projicerade kapacitiva pekskärmar
Denna typ av skärmar skiljer sig från klassiska kapacitiva skärmar bara en - stöder Multitouch-teknik. Deras design är också lite mer komplicerad, men funktionsprincipen förblir densamma. Sådana skärmar kan spåra och bearbeta flera klick samtidigt, vilket används ofta i mobila webbläsare och spelapplikationer. En vridning med två fingrar kan till exempel rotera en bild 90 grader och svepningar med flera fingrar gör det lättare att rulla igenom skärmen. Det är sant att kostnaden för skärmar tillverkade med denna teknik fortfarande är traditionellt höga, så de installeras på smartphones vars pris är över $300-märket.
Multitouch i aktion
Projicerade kapacitiva pekskärmar har många fördelar - förutom Multitouch-stöd är de hållbara (ca 200 miljoner beröringar), motståndskraftiga mot skador (kan användas i skyddssyfte). silat glas eller specialplast upp till 18 mm tjock), tål arbete vid mycket låga temperaturer(upp till -40 °C), kapabel att överföra ljus väl (över 90%). Projicerade kapacitiva skärmar har bara en nackdel - de kan endast styras med ledande objekt (som är fallet med konventionella kapacitiva skärmar).
Mest kända smartphones med projektionskapacitiva skärmar producerar Apple företag, blev hon också en pionjär på detta område. Även fungerande Multitouch finns på modeller som Galaxy S II, HTC Desire S.
Vad ska man välja
Om du står inför frågan om att välja en mobil enhet beroende på typen av pekskärm, kan du först bestämma hur mycket du är villig att spendera på att köpa en telefon eller smartphone, vilka driftsförhållanden för enheten kommer att vara och om du samtycker till att endast använda fingrarna för kontroll. Om du är villig att betala ett rejält pris för Multitouch-stöd och behöver en modern, högpresterande smartphone, välj en modell med en projicerad kapacitiv skärm. Om du köper en telefon med pekskärm för första gången och vill spara pengar kommer en resistiv skärm att passa dig. Han kommer att bli den bästa lösningen, om du skäms över behovet av att använda den enbart med fingrarna, eller om du ofta arbetar under mindre än sterila förhållanden, och partiklar av smuts och damm regelbundet faller på skärmens yta.
De flesta experter inom detta område förutspår ett gradvis tillbakadragande från marknaden för resistiva skärmar, men utbudet av modeller med sådana skärmar är fortfarande det största, och priserna är behagliga för ögat och plånboken. Nya versioner dyker upp samtidigt operativsystem, som är perfekt anpassade för fingerkontroll: de har inte för små knappar som är svåra att slå, och antalet åtgärder för att utföra en operation reduceras till ett minimum.
