Макс Невелов Резистивный сенсорный экран
Бывают четырех-, восьми-, пяти-, шести- или семиэлектродные экраны. Самыми простыми в изготовлении, следовательно, и самыми дешевыми, являются четырехэлектродные. Они выдерживают всего 3 миллиона нажатий в одну точку. Пятипроводные уже будут значительно надежнее – до 35 миллионов нажатий, в них четыре электрода расположены на панели, а пятый находится на мембране, которая покрыта токопроводящим составом. Стоит отметить, что пятипроводные и последующие версии шести- и семипроводные экраны продолжают работать даже при повреждении части мембраны.
Преимущества
К достоинствам резистивного экрана можно отнести невысокую стоимость его производства, а, следовательно, и устройства, в котором он используется. Кроме этого, стоит отметить, что отзыв сенсора здесь не зависит от состояния поверхности экрана, даже в случае загрязнения, тачскрин остается таким же чувствительным. Следует также выделить точность попадания в нужную точку, т.к. используется густая решетка резистивных элементов.
Недостатки
В качестве недостатков резистивных экранов выделим низкое светопропускание, не более 70% или 85%, поэтому требуется повышенная яркость подсветки. Также это низкая чувствительность, т.е. просто прикасаться пальцем не достаточно, требуется надавливание, так что без цифрового пера или длинных ногтей не обойтись. Данный тип в большинстве случаев не поддерживает мультитач, т. е. экран понимает лишь одно касание. При взаимодействии с экраном нужно прилагать определенные усилия, чтобы передать какую-либо команду, а переусердствовав можно не только поцарапать, но и повредить дисплей. Как уже было сказано выше, для правильного функционирования периодически необходимо производить калибровку экрана.
3 типа резистивных сенсорных экранов
Технология резистивных сенсорных экранов основана на использовании электродов, на которые накладывается равномерное напряжение по всей проводящей области. Это обеспечивает определенное напряжение, когда область соприкасается
Тип резистивной разводки определяет долговечность и чувствительность всей схемы
4-проводной аналог
В 4-проводной аналоговой схеме верхний и нижний слои содержат два электрода, называемые ‘втулками’
Эти электроды ориентированы перпендикулярно друг другу
Электроды на верхнем листе – это положительная и отрицательная оси Y, а электроды на нижнем – положительная и отрицательная оси X
Используя подобную систему электрических координат, мобильное устройство может определить координаты, где два слоя соприкасаются
5-проводной аналог
Пятипроводная аналоговая установка состоит из четырех электродов, расположенных в каждом углу нижнего слоя. Есть четыре провода, которые соединяют эти электроды вместе
Пятый провод – это ‘чувствительный провод’, встроенный в верхний слой
Когда ваш палец или стилус касается любого участка двух слоев, чувствительный провод посылает напряжение для координат в процессор
Благодаря меньшему количеству компонентов и более простой конструкции, 5-проводная аналоговая схема считается немного более долговечной, чем другие конструкции
8-проводной аналог
Наиболее чувствительной конструкцией резистивного экрана является 8-проводная чувствительная схема
Схема аналогична 4-проводному аналогу, но каждый из стержневых электродов содержит два провода. Это вносит в схему некоторую избыточность
Это связано с тем, что даже если одна из пар проводов со временем теряет сопротивление, второй провод обеспечивает вторичный сигнал для процессора
Это означает, что более дорогой резистивный сенсорный экран с 8-проводной аналоговой схемой прослужит дольше. Это также позволяет избежать проблем с ‘дрейфом’, которые возникали у старых телефонов при попытке определить местоположение пальца или стилуса
О пользе и недостатках сенсорных экранов
В карманных устройствах сенсорные экраны появились давно. Причин этому несколько:
- Возможность делать минимальное количество органов управления
- Простота графического интерфейса
- Легкость управления
- Оперативность доступа к функциям устройства
- Расширение мультимедийных возможностей
Однако и недостатков хоть отбавляй:
- Отсутствие тактильной обратной связи
- Частая необходимость в использовании пера (стилуса)
- Возможность повреждения экрана
- Появление отпечатков пальцев и других загрязнений на экране
- Более высокое потребление энергии
В результате, полностью избавиться от клавиатуры не всегда получается, ведь гораздо удобнее набирать текст с помощью привычных клавиш. Зато сенсорный экран интерактивнее, благодаря более оперативному доступу к элементам меню и настройкам современных гаджетов.
Надеемся, что этот материал поможет вам при выборе устройства с сенсорным экраном.
Обсудить на форуме
Типы сенсорных экранов
Всего на сегодня известно несколько типов сенсорных панелей. Естественно, что каждая из них обладает своими достоинствами и недостатками. Выделим основные четыре конструкции:
- Резистивные
- Ёмкостные
- Проекционно-ёмкостные
- С определением поверхностно-акустических волн
Кроме указанных экранов, применяются матричные экраны и инфракрасные, но ввиду их низкой точности их область применения крайне ограничена.
Резистивные
Резистивные сенсорные панели относятся к самым простым устройствам. По своей сути, такая панель состоит из проводящей подложки и пластиковой мембраны, обладающих определенным сопротивлением. При нажатии на мембрану происходит её замыкание с подложкой, а управляющая электроника определяет возникающее при этом сопротивление между краями подложки и мембраны, вычисляя координаты точки нажатия.
Конструкция сенсорного экрана
Базовая система сенсорного экрана состоит из трех основных компонентов:
1. Датчик (sensor): Датчик представляет собой прозрачную панель,
которая размещается на экране монитора РС. Эта панель либо монтируется поверх
экрана компьютера с помощью специальных зажимов, т.е. является съемной, либо
устанавливается в процессе производства монитора. При касании панели пальцем или
пером внутри датчика происходит изменение некоторого физического параметра,
которое передается контроллеру сенсорного экрана.
2. Контроллер сенсорного экрана (touchscreen controller): Контроллер
обрабатывает входной сигналы от датчика и передает информацию о событии
касания (touch event) в РС, обычно по интерфейсу последовательной или шинной
мыши.
3. Программа драйвера (software driver): Программа драйвера позволяет
сенсорному экрану взаимодействовать с операционной системой, например Windows
95/98/2000, путем эмуляции мыши, т.е. преобразования касаний в щелчки кнопкой
мыши.
Технологии сенсорных экранов
Разработано несколько технологий сенсорных экранов, которые имеют свои
достоинства и недостатки. Поэтому сенсорные экраны, выполненные по различным
технологиям, имеют свои области применения. Далее рассмотрены современные
технологии сенсорных экранов.
Резистивный сенсорный экран
Резистивный сенсорный экран состоит из стеклянной или акриловой панели, которая
покрыта электрически проводящим слоем и резистивным слоем. Тонкие слои
разделяются невидимыми разделительными точками. При работе через панель проходит
электрический ток. Когда к панели прикладывается давление, слои прижимаются друг
к другу, вызывая изменение электрического тока. В результате регистрируется
событие касания.
Резистивные сенсорные экраны, в общем, наиболее удобны. Несмотря на то, что
прозрачность резистивного сенсорного экрана меньше, чем в сенсорных экранах
других типов, резистивные экраны наиболее долговечны и могут работать в
неблагоприятной рабочей обстановке. Резистивные сенсорные экраны рекомендуются
для торговых терминалов, ресторанов, автоматизированных систем управления,
медицинских учреждений и т.д.
Достоинства:
- Высокая разрешающая способность касания.
- Возможность работы с любым пером.
- Устойчивость к воздействию грязи, пыли, воды или света, так как экран
герметизирован. Даже глубокие царапины не влияют на точность устройства. - Высокая долговечность: экраны прошли испытания, эквивалентные 35 млн
касаний.
- Недостаточная прозрачность – 75%.
- Возможность повреждения резистивных слоев острыми объектами, а также износ
этих слоев со временем.
Сенсорный экран с поверхностными акустическими волнами
Технология поверхностных акустических волн (Surface Acoustic Wave – SAW)
позволяет создать наиболее совершенные сенсорные экраны. Она опирается на
передачу звуковых волн по прозрачной стеклянной панели, на которой расположены
наборы передатчиков и отражателей. Когда палец касается экрана, акустические
волны абсорбируются (поглощаются) и в этой точке регистрируется событие касания.
Так как вся панель изготовлена из стекла, здесь нет подверженных износу
слоев, что позволяет разработать наиболее живучие и наиболее прозрачные
сенсорные экраны. Сенсорные экраны с поверхностными акустическими волнами
рекомендуются для общественных информационных киосков, компьютерного обучения
или других применений с интенсивным трафиком.
Достоинства:
- Высокая разрешающая способность касания (максимум 4096х4096 точек).
- Высокая прозрачность.
- Отсутствие дрейфа, что устраняет необходимость частой рекалибровки.
- Большая долговечность: сенсорный экран прошел испытания, эквивалентные 50
млн касаний.
- Экрана необходимо касаться пальцем теплой руки или мягким пером. Карандаш
или ручка здесь не годятся. - Экран герметизирован неполностью, поэтому на его работу влияет пыльная,
грязная или влажная среда.
Емкостной сенсорный экран
Емкостной сенсорный экран состоит из стеклянной панели с покрытием из
емкостного, т.е. способного сохранять электрический заряд, материала. Датчики,
расположенные в углах панели, измеряют емкость человека, который пальцем
касается покрытия. По изменению емкости, которое вызывает изменение частоты
генератора, регистрируются координаты X и Y события касания.
Емкостные сенсорные экраны отличаются долговечностью и имеют высокую
прозрачность. Они используются в самых разнообразных применениях, от ресторанов
и торговых терминалов до промышленных систем управления и информационных
киосков.
Достоинства:
- Высокая разрешающая способность касания.
- Высокая прозрачность.
- Большая долговечность: сенсорный экран прошел испытания, эквивалентные 20
млн касаний.. - Нечувствительность к пыли, жировым отпечаткам и влажности.
Сенсорная панель
Для портативных компьютеров вместо сенсорного экрана часто применяется так
называемая сенсорная панель (touch pad). Она может быть встроена в
клавиатуру компьютера, либо подключается вместо мыши. Для управления позицией
курсора на экране пользователь перемещает палец по поверхности сенсорной панели.
Освоение работы с сенсорной панелью требует некоторого времени. В таких панелях
применяется емкостной датчик или датчик с поверхностными акустическими волнами.
Мультитач (Multi-touch)
Мультитач, о котором все так много говорят и популярность которого только растет, не является типом сенсорного экрана. По своей сути, технология множественного нажатия – что является вольным переводом словосочетания multi-touch – это дополнение к сенсорному экрану (чаще всего построенному по проекционно-ёмкостному принципу), позволяющее экрану распознавать несколько точек прикосновения к нему. В результате мультитач-экран становится способным к распознаванию жестов. Вот лишь некоторые из них:
- Сдвинуть два пальца вместе – уменьшение изображения (текста)
- Раздвинуть два пальца в стороны – увеличение (Zoom)
- Движение несколькими пальцами одновременно – прокрутка текста, страницы в браузере
- Вращение двумя пальцами на экране – поворот изображения (экрана)
Как используются сенсорные экраны
Большинство устройств с резистивными экранами используются в производстве, банкоматах и киосках, а также в медицинской технике. Это связано с тем, что в большинстве отраслей пользователям необходимо надевать перчатки при работе с сенсорными экранами
Емкостные экраны обычно используются в большинстве потребительских товаров, таких как планшеты, ноутбуки и смартфоны
Если бы не передовые технологии сенсорных экранов, мы бы никогда не смогли наслаждаться новыми приложениями, такими как браузер Opera для Android, работающий одной рукой. Приложения будут только расширяться по мере совершенствования технологии
