Muitas pessoas, especialmente de meia-idade e jovens, usam ativamente smartphones, tablets e outros gadgets de exibição inteligente. No entanto, poucos deles pensaram no princípio de funcionamento da tela sensível ao toque e suas variedades. Vamos tentar entender isso com mais detalhes.
História da Invenção
Pela primeira vez no mundo, um protótipo de dispositivo de toque foi usado por Sam Hurst, um professor dos EUA. Ele desenvolveu a ideia em 1970 de ler dados de um grande número de gravadores de tiras. A automação desse processo tornou-se uma espécie de trampolim para a criação dos monitores touch, conhecidos como Elotouch. O desenvolvimento de um grupo de colegas de Hurst foi publicado em 1971, que incluía uma tecnologia resistiva de quatro fios para determinar pontos de contato.
O sistema PLATO IV é considerado o primeiro sensor de computador. Também foi lançado nos EUA, como resultado de estudos especiais relacionados à informatização da educação. Consistia em um painel de blocos (256 peças), funcionava de acordo como princípio de usar uma grade de fluxos infravermelhos.
Descrição
O touch display é um elemento eletrônico que visualiza as informações digitais ao tocar a superfície do monitor. Diferentes tipos dessas estruturas reagem a vários momentos ou a um fator específico (mudança de capacitância e resistência, diferença térmica, ponteiro especial).
De acordo com o princípio de funcionamento, as telas sensíveis ao toque são divididas da seguinte forma:
- Versões resistivas.
- Modelos de matriz.
- Opções capacitivas.
- Modificações acústicas de superfície.
- Sensores ópticos e suas variedades.
Vamos considerar os modelos de exibição comuns desta categoria, escopo, recursos e benefícios.
Como funcionam as telas sensíveis ao toque
Este é o tipo mais simples de monitor. Ele reage à transformação da força de resistência na área de tocar um determinado objeto e a superfície da tela. A tecnologia mais comum e elementar inclui dois elementos principais em seu design:
- Painel-substrato de poliéster ou polímero similar, cuja espessura não exceda algumas dezenas de moléculas. A parte transparente serve para conduzir partículas de corrente.
- Membrana plástica fina transmissora de luz.
Ambas as camadas são revestidas com um revestimento resistivo especial. Entre eles estão isoladores microscópicos em forma de bola.
Durante a operação, a membrana flexiona em contato comsubstrato, como resultado do qual o circuito é fechado. O controlador com conversor analógico-digital reage à operação, calculando o valor da resistência inicial e de corrente, bem como as coordenadas do ponto de contato. Esses dispositivos rapidamente mostraram seus lados negativos, como resultado, os engenheiros melhoraram o design adicionando um quinto fio.
Usar
Devido ao simples princípio de operação da tela sensível ao toque de configuração resistiva, é usado em todos os lugares. Características de design:
- baixo custo;
- resistência a influências ambientais, exceto temperaturas negativas;
- boa reação ao contato com qualquer objeto adequado não cortante.
Tais displays são montados em terminais de reabastecimento e transferência de dinheiro, caixas eletrônicos e outros dispositivos isolados do ambiente. A fraca proteção do monitor contra danos é compensada pela presença de uma película protetora.
Como funcionam as telas de toque capacitivas
Esse tipo de display funciona levando em consideração a capacidade de objetos de maior capacidade se transformarem em condutores de corrente elétrica alternada. O dispositivo é um painel de vidro com revestimento resistivo. Os eletrodos colocados nos cantos aplicam uma tensão fraca à camada condutora. Durante o contato, o vazamento de corrente é observado se o objeto tiver uma capacitância elétrica maior que a tela. A corrente é fixa nas partes dos cantos, e as informações doindicadores vão para o controlador para processamento, que calcula a área de toque.
Os primeiros modelos usavam corrente contínua. Isso simplificou o projeto, porém, falhou se o usuário não tivesse contato com o solo. Em termos de confiabilidade, esses dispositivos superam seus equivalentes resistivos em cerca de 60 vezes (projetados para 200 milhões de cliques). Nível de transparência - 0, 9, temperatura mínima de operação - até -15 °C.
Contras:
- f alta de reação à mão enluvada e à maioria dos objetos estranhos;
- revestimento com condutor está localizado na camada superior, o que causa suscetibilidade ao estresse mecânico;
- são adequados para terminais internos.
Versões de projeção capacitiva
O princípio de funcionamento da tela sensível ao toque de smartphones de algumas configurações é baseado neste tipo. Uma grade de eletrodos é aplicada na superfície interna do dispositivo, que, quando em contato com o corpo humano, forma uma capacitância do capacitor. Após tocar o display com o dedo, os sensores e o microcontrolador processam as informações, os cálculos são enviados ao processador principal.
Recursos:
- estes designs têm todas as capacidades de sensores capacitivos;
- podem ser equipadas com uma película de até 18 milímetros de espessura, que proporciona proteção adicional contra impactos mecânicos;
- contaminantes em partes condutoras de difícil acesso são removidos usando o método de software.
As configurações especificadas são montadas em muitos dispositivos pessoais e terminais que operam ao ar livre sob cobertura. Vale a pena notar que a Apple também favorece monitores capacitivos projetados.
Modificações de matriz
Estas são versões simplificadas da tecnologia resistiva. A membrana está equipada com vários condutores verticais, o substrato - com análogos horizontais. O princípio de funcionamento da tela sensível ao toque: quando tocado, é calculado o ponto em que ocorreu o contato dos condutores, a informação recebida é enviada ao processador. Isso, por sua vez, determina o sinal de controle, após o qual o dispositivo reage de uma determinada maneira, por exemplo, executa uma ação atribuída a um botão específico.
Recursos:
- devido ao número limitado de condutores, há uma baixa taxa de precisão;
- preço é o mais baixo entre todos os sensores;
- função multitoque é implementada pesquisando a exibição ponto a ponto.
O modelo indicado é utilizado exclusivamente em aparelhos obsoletos, praticamente não é utilizado nos tempos modernos devido ao surgimento de soluções inovadoras.
Sinais acústicos de superfície
Como a tela sensível ao toque dos primeiros telefones foi equipada com tecnologia semelhante. O display é um painel de vidro no qual são embutidos receptores (duas peças) e transformadores piezoelétricos são colocados em cantos opostos.
Do gerador, um sinal elétrico de frequência é fornecido aos conversores, de onde uma série depulsos são propagados por meio de refletores. As ondas são captadas por sensores, devolvidas ao PET, onde são convertidas novamente em corrente elétrica. Além disso, as informações vão para o controlador, no qual são analisadas.
Quando você toca na tela, as características da onda sofrem alterações com a absorção de parte da energia em um determinado local. Com base nessas informações, o ponto e a força de contato são calculados. Os displays desta categoria estão disponíveis com uma espessura de filme de 3 ou 6 milímetros, o que permite resistir a um leve golpe de sua mão sem consequências.
Falhas:
- violação de trabalho em condições de vibração e trepidação;
- instabilidade a qualquer poluição;
- interferência devido a sinais acústicos de determinada configuração;
- baixa precisão os torna inutilizáveis para desenho.
Outras espécies
O dispositivo e o princípio de operação das telas sensíveis ao toque, que são usados com mais frequência, são discutidos acima. A seguir está uma lista de exibições de configurações impopulares:
- Monitores ópticos - suportam multitoque, incluindo grandes dimensões.
- Modelos infravermelhos - cobertos com pares de LEDs fotodiodos, reagem ao toque através de um microcontrolador.
- Opções de indução - equipadas com uma bobina especial e uma rede de condutores sensíveis, usados em tablets caros.
Como você pode ver, existem várias opções para telas sensíveis ao toque. A escolha é sempre do consumidor.
