Много хора, особено на средна възраст и млади, активно използват смартфони, таблети и други приспособления с интелигентни дисплеи. Малцина обаче мислят за принципа на сензорния екран и неговите варианти. Нека се опитаме да го разберем по-подробно.

История на изобретението

За първи път в света прототипът на сензорното устройство е използван от Сам Хърст, преподавател от Съединените щати. През 1970 г. той развива идеята за четене на данни от голям брой магнитофони. Автоматизацията на този процес се превърна в своеобразен трамплин за създаване на сензорни монитори, известни като Elotouch. Разработването на екипа от колеги на Hurst е публикувано през 1971 г., включително резистивна четирипроводна технология чрез определяне на точки за контакт.


Първият компютър е системата PLATO IV. Тя също излезе в Съединените щати, в резултат на специални проучвания, свързани с компютризацията на образованието. Той се състои от блоков панел (256 броя), работещ на принципа на използване на мрежовите инфрачервени потоци.

Описание

Сензорният екран е електронен елемент, който визуализира цифрова информация, като използва относително въздействие върху повърхността на монитора. Различните типове на тези структури отговарят на няколко момента или един специфичен фактор (промяна в капацитета и съпротивлението, топлинна разлика, специална индикация). Чрез работа сензорните екрани се разделят както следва:

Резистивни версии.

Матрицамодел.

Варианти на капацитета.

Повърхностно-акустични модификации.

Оптични сензори и техните разновидности.

Да разгледаме най-често срещаните модели на дисплеи от определената категория, област на приложение, характеристики и предимства.

Принцип на работа на резистивни сензорни екрани

Това е най-лесният тип монитор. Той реагира на трансформацията на силата на съпротивлението в областта на докосването на даден обект и повърхността на дисплея. Най-често срещаната и елементарна технология включва два основни елемента в неговата конструкция:

Подложка от полиестер или подобен полимер, чиято дебелина не надвишава няколко десетки молекули. Прозрачната част се използва за провеждане на частици на ток.

Светлопроводима мембрана от тънкослойна пластмаса.

И двата слоя са покрити със специално резистивно покритие. Между тях има микроскопични сферични изолатори. По време на процеса мембраната се огъва, сблъсквайки се с субстрата, което води до затваряне на веригата. Операцията отговаря с контролер с аналогово-цифров преобразувател, като изчислява стойността на първоначалното и текущото съпротивление, както и координатите на точката на контакт. Такива устройства бързо показаха отрицателните си страни, в резултат на което инженерите подобриха дизайна чрез добавяне на пети проводник.

Употреба

Поради простата работа на резистивната конфигурация на сензорния екран, тя се използва навсякъде. Конструктивни характеристики:

ниска цена;

устойчивост на външни въздействиясреда, с изключение на отрицателните температури;

е добра реакция на сблъсъци с който и да е не заточен предмет.

Подобни дисплеи се монтират на терминали за попълване и прехвърляне на пари, банкомати и други устройства, които са изолирани от околната среда. Слабостта на монитора от повреда се компенсира от наличието на защитно покритие.

Принцип на работа на капацитивните сензорни екрани

Този тип дисплейни функции с оглед на възможността обекти с повишен капацитет да се трансформират в проводници с променлив електрически ток. Устройството е стъклено стъкло с резистивен спрей. Електродите, поставени в ъглите, дават слабо напрежение на проводящия слой. По време на сблъсък има изтичане на ток, ако обектът има по-голям електрически капацитет от екрана. В ъгловите части токът се улавя и информацията от индикаторите отива към обработката в контролера, която изчислява областта на допир. Първият модел използва постоянен ток. Това опрости дизайна, но се разби, ако потребителят не докосва повърхността на земята. Надеждността на тези устройства надвишава резистивните аналози приблизително 60 пъти (изчислени при 200 милиона налягане). Ниво на прозрачност - 09 минимална работна температура - до -15 ° C. Против:

липса на реакция към ръката в ръкавицата и повечето чужди тела;

покритието с проводник е разположено в горния слой, което предразполага механичното въздействие;

Те могат да се използват втерминали, разположени в затворени помещения.

Версии за проекция на капацитет

Принципът на работа на сензорния екран на смартфони на някои конфигурации се основава на този тип. Вътрешна електродна мрежа се прилага към вътрешната повърхност на устройството, която, когато се сблъска с човешко тяло, образува кондензационен съд. След като докоснете дисплея с пръст, сензорите и информацията за процеса на микроконтролера, изчисленията се изпращат към главния процесор.
Характеристики:

Тези проекти имат всички възможности на капацитивните сензори;

могат да бъдат оборудвани с филмови покрития с дебелина до 18 милиметра, осигуряващи допълнителна защита срещу механично въздействие;

замърсяването на труднодостъпните проводими части се отстранява с помощта на софтуерния метод.

Посочените конфигурации се монтират на много лични устройства и терминали, работещи на улицата под капака. Заслужава да се отбележи, че Apple предпочита и проекционно-капацитивните монитори.

Матрични модификации

Това е опростена версия на резистивната технология. Мембраната е оборудвана в близост до вертикалните проводници, подплата - хоризонтални аналози. Принципът на сензорния екран: при докосване се изчислява точката, в която е възникнал контактът на проводниците, получените данни се изпращат към процесора. Това от своя страна определя управляващия сигнал, след което устройството реагира по определен начин, например изпълнява действие, фиксирано от специфичен бутон. Удобства:

поради ограничен бройпроводници има ниска степен на точност;

цената е най-ниската сред всички сензори;

Мултитъч функцията се реализира чрез запитване на дисплея по точки.

Този модел работи изключително в остарели устройства и на практика не използва в съвременността причините за появата на иновативни решения.

Повърхностно-акустични сигнали

Принципът на работа на сензорния екран на телефони от ранните модели беше оборудван с подобна технология. Дисплеят е стъклен панел с вградени приемници (две части) и пиезоелектрични трансформатори, разположени на противоположни ъглови части. От генератора, честотният електрически сигнал се подава към преобразувателя, където редица импулси се разпространяват през отражателите. Вълните се поглъщат от сензорите, връщат се към PEP, където отново се превръщат в електрически ток. Останалата част от информацията се изпраща до контролера, в който се анализира. Когато докосвате екрана, характеристиките на вълната претърпяват промени с усвояването на енергия в определено място. Въз основа на тези данни, изчисляването на точката и силата на докосване. Дисплеи от тази категория се произвеждат с дебелина на филма от 3 или 6 милиметра, което позволява да издържат на ефекта на не силен удар с ръка. Недостатъци:

нарушаване на работата при вибрации и трептене;

нестабилност към всяко замърсяване;

наличието на смущения в акустичните сигнали от определена конфигурация;

ниската прецизност ги прави неподходящи за рисуване.

Други видове

Устройство иПринципът на работа с докосване на екрана, който се използва най-често, е разгледан по-горе. По-долу е даден списък на непубликуваните конфигурации:

Оптичните монитори поддържат мултитъч функция, включително големи размери на обслужваните повърхности.

Инфрачервени модели - двойки фотодиоди, реагират на допир чрез микроконтролер.

Индукционните опции са оборудвани със специална намотка и мрежа от чувствителни проводници, използвани на скъпи таблетки.

Както виждате, има няколко опции за сензорни екрани. Изборът винаги остава за потребителя.