Cái nào tốt hơn: màn hình điện trở hay điện dung? Các loại màn hình cảm ứng. Màn hình cảm ứng

Mới gần đây, ít ai có thể tin rằng những chiếc điện thoại với nút bấm quen thuộc sẽ nhường chỗ cho những thiết bị được điều khiển bằng cách chạm vào màn hình. Nhưng thời thế đang thay đổi và nhu cầu về điện thoại nút bấm đang giảm dần, trong khi nhu cầu về điện thoại thông minh ngày càng tăng.

Thuật ngữ “màn hình cảm ứng” được hình thành từ hai từ - Touch và Screen, trong tiếng Anh dịch là “màn hình cảm ứng”. Vâng, đúng vậy - màn hình cảm ứng là màn hình cảm ứng mà bạn chạm vào khi sử dụng điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng của mình. Trên thực tế, màn hình cảm ứng không chỉ được tìm thấy trong thế giới công nghệ di động. Vì vậy, bạn có thể nhìn thấy chúng khi gửi tiền vào tài khoản thiết bị di động của mình thông qua thiết bị đầu cuối, tại máy ATM, trong thiết bị bán vé, v.v.

Màn hình cảm ứng có sự xuất hiện của các nhà khoa học phương Tây. Những mẫu đầu tiên ra đời vào nửa sau thập niên 60 của thế kỷ trước. Dựa trên điều này, chúng ta có thể kết luận rằng màn hình cảm ứng đã được sử dụng hơn 40 năm. Trước điện thoại thông minh, chúng đã được sử dụng trong máy ATM, v.v. Hiện tại, mọi người sử dụng thông tin di động, điều hướng ô tô, đến ngân hàng và cửa hàng đều bắt gặp công nghệ này, đôi khi thậm chí không biết nó được gọi là gì. Vì vậy, chúng tôi đã tìm ra màn hình cảm ứng trong điện thoại là gì. Về cơ bản, điều này giống như màn hình cảm ứng ngón tay. Nó được sử dụng hoàn hảo thay vì bàn phím và được sử dụng tích cực trong công nghệ di động. Ưu điểm của màn hình cảm ứng bao gồm khả năng bảo vệ khỏi bụi, độ ẩm và các yếu tố môi trường bất lợi khác cũng như độ tin cậy cao. Nếu thiết bị cảm ứng của chúng ta không phải lúc nào cũng phản hồi khi chạm hoặc thậm chí từ chối làm như vậy, chẳng hạn như không muốn thay đổi độ sáng trên iPad, rất có thể đó là màn hình cảm ứng đã bị lỗi. Nó tương đối rẻ (đặc biệt nếu chúng ta quan tâm đến màn hình điện trở) và rất dễ thay thế.

Cơ sở màn hình cảm ứng

Cơ sở của bất kỳ màn hình cảm ứng nào là ma trận tinh thể lỏng, thực tế là một bản sao nhỏ hơn của ma trận được tìm thấy trong màn hình. Mặt sau có đi-ốt đèn nền, mặt trước có một số lớp ghi thao tác nhấn (màn hình điện trở) hoặc cảm ứng (màn hình điện dung).

Một người thông thạo về màn hình cảm ứng sẽ hiểu rằng hầu hết các thiết bị được sản xuất đều sử dụng màn hình cảm ứng điện trở. Điều này xuất phát từ chi phí thấp và thiết kế tương đối đơn giản của chúng. Nhiều "điện thoại thông minh" Trung Quốc tràn ngập thị trường có loại màn hình điện trở, nhân tiện, công nghệ sản xuất loại màn hình này đã xuất hiện sớm hơn màn hình điện dung.

Các loại màn hình cảm ứng

Màn hình cảm ứng được chia thành điện trở, ma trận, điện dung chiếu, màn hình cảm ứng sóng âm bề mặt, hồng ngoại, quang học, máy đo biến dạng, DST và màn hình cảm ứng cảm ứng.

Màn hình cảm ứng điện trở

Chúng được chia thành bốn dây và năm dây.

Cảm biến màn hình điện trở bao gồm hai tấm nhựa trong suốt với lưới dẫn điện mỏng nằm trên bề mặt của màn hình tinh thể lỏng thông thường. Giữa các bản có một lớp điện môi trong suốt. Chương trình hiển thị giao diện tương tác đồ họa, nhờ các vật liệu trong suốt trên ma trận nên có thể nhìn thấy rõ ràng. Khi trả lời yêu cầu của chương trình, người dùng nhấp vào điểm giao diện mong muốn (ví dụ: hình ảnh nút). - Chất điện môi nhựa phân kỳ, các tấm nhựa tiếp xúc nhau, cung cấp dòng điện từ điện cực này sang lưới điện kia. Sự xuất hiện của dòng điện được bộ điều khiển ghi lại, theo lưới tọa độ sẽ xác định điểm nhấn. Tọa độ của điểm được nhập vào chương trình và xử lý theo thuật toán đã thiết lập.

Màn hình bốn dây

Màn hình cảm ứng điện trở bao gồm một tấm kính và một màng nhựa dẻo. Một lớp phủ điện trở được áp dụng cho cả bảng và màng. Khoảng không gian giữa kính và màng được lấp đầy bằng các chất cách điện siêu nhỏ, được phân bố đều trên vùng hoạt động của màn hình và cách ly các bề mặt dẫn điện một cách đáng tin cậy. Khi nhấn màn hình, bảng điều khiển và màng sẽ đóng lại, đồng thời bộ điều khiển sử dụng bộ chuyển đổi tương tự sang số sẽ ghi lại sự thay đổi điện trở và chuyển nó thành tọa độ cảm ứng (X và Y). Nói chung, thuật toán đọc như sau:

Điện áp +5V được đặt vào điện cực trên và điện áp dưới được nối đất. Bên trái và bên phải bị đoản mạch và điện áp trên chúng được kiểm tra. Điện áp này tương ứng với tọa độ Y của màn hình.

Tương tự, +5V và đất được cung cấp cho các điện cực trái và phải, tọa độ X được đọc từ trên xuống dưới.

Ngoài ra còn có màn hình cảm ứng tám dây. Chúng cải thiện độ chính xác của việc theo dõi nhưng không cải thiện độ tin cậy.

Màn hình năm dây

Màn hình năm dây đáng tin cậy hơn do lớp phủ điện trở trên màng được thay thế bằng lớp dẫn điện (màn hình 5 dây tiếp tục hoạt động ngay cả khi bị cắt xuyên qua màng). Kính phía sau có lớp phủ điện trở với bốn điện cực ở các góc.

Ban đầu, cả bốn điện cực đều được nối đất và màng được “kéo lên” bằng điện trở đến +5V. Mức điện áp trên màng được theo dõi liên tục bằng bộ chuyển đổi tương tự sang số. Khi không có gì chạm vào màn hình cảm ứng thì điện áp là 5V.

Ngay khi màn hình được nhấn, bộ vi xử lý sẽ phát hiện sự thay đổi điện áp màng và bắt đầu tính toán tọa độ của cảm ứng như sau:

Một điện áp +5V được đặt vào hai điện cực bên phải, các điện cực bên trái được nối đất. Điện áp trên màn hình tương ứng với tọa độ X.

Tọa độ Y được đọc bằng cách kết nối cả hai điện cực trên với +5V và nối đất cả hai điện cực dưới.

Màn hình cảm ứng điện trở rẻ và có khả năng chống nhiễm bẩn. Màn hình điện trở phản hồi khi chạm vào bất kỳ vật cứng, mịn nào: bàn tay (để trần hoặc đeo găng), bút cảm ứng, thẻ tín dụng, cuốc chim. Chúng được sử dụng ở bất cứ nơi nào có thể xảy ra phá hoại và nhiệt độ thấp: để tự động hóa các quy trình công nghiệp, trong y học, trong lĩnh vực dịch vụ (thiết bị đầu cuối POS), trong thiết bị điện tử cá nhân (PDA). Các mẫu tốt nhất cung cấp độ chính xác 4096x4096 pixel.

Nhược điểm của màn hình điện trở là khả năng truyền ánh sáng thấp (không quá 85% đối với kiểu 5 dây và thậm chí thấp hơn đối với kiểu 4 dây), độ bền thấp (không quá 35 triệu lần nhấp mỗi điểm) và không đủ khả năng chống phá hoại (phim dễ cắt).

Màn hình cảm ứng ma trận

Thiết kế tương tự như điện trở, nhưng được đơn giản hóa đến mức giới hạn. Dây dẫn ngang được áp dụng cho kính và dây dẫn dọc được áp dụng cho màng.

Khi bạn chạm vào màn hình, dây dẫn sẽ chạm vào. Bộ điều khiển xác định dây dẫn nào bị chập và truyền tọa độ tương ứng đến bộ vi xử lý.

Chúng có độ chính xác rất thấp. Các thành phần giao diện phải được định vị đặc biệt có tính đến các ô của màn hình ma trận. Ưu điểm duy nhất là sự đơn giản, rẻ tiền và khiêm tốn. Thông thường, màn hình ma trận được truy vấn theo từng hàng (tương tự như ma trận nút); điều này cho phép bạn thiết lập cảm ứng đa điểm. Chúng đang dần được thay thế bằng điện trở.

Màn hình cảm ứng điện dung

Màn hình điện dung (hoặc điện dung bề mặt) lợi dụng thực tế là một vật thể có điện dung lớn sẽ dẫn dòng điện xoay chiều.

Màn hình cảm ứng điện dung là một tấm kính được phủ một vật liệu điện trở trong suốt (thường là hợp kim của oxit indi và oxit thiếc). Các điện cực nằm ở các góc của màn hình sẽ tạo một điện áp xoay chiều nhỏ (giống nhau cho tất cả các góc) vào lớp dẫn điện. Khi bạn chạm vào màn hình bằng ngón tay hoặc vật dẫn điện khác, dòng điện sẽ bị rò rỉ. Hơn nữa, ngón tay càng gần điện cực thì điện trở của màn hình càng thấp, đồng nghĩa với việc dòng điện càng lớn. Dòng điện ở cả bốn góc được cảm biến ghi lại và truyền đến bộ điều khiển, bộ điều khiển sẽ tính toán tọa độ của điểm tiếp xúc.

Trong các mẫu màn hình điện dung trước đây, dòng điện một chiều đã được sử dụng - điều này giúp đơn giản hóa thiết kế, nhưng nếu người dùng tiếp xúc kém với mặt đất thì sẽ dẫn đến hỏng hóc.

Màn hình cảm ứng điện dung đáng tin cậy, khoảng 200 triệu lần nhấp (khoảng 6 năm rưỡi nhấp chuột với khoảng thời gian một giây), không rò rỉ chất lỏng và chịu đựng rất tốt các chất gây ô nhiễm không dẫn điện. Độ minh bạch ở mức 90%. Tuy nhiên, lớp phủ dẫn điện nằm ngay trên bề mặt bên ngoài vẫn dễ bị tổn thương. Vì vậy, màn hình điện dung được sử dụng rộng rãi trong các máy chỉ được lắp đặt trong phòng được bảo vệ khỏi thời tiết. Họ không phản ứng với một bàn tay đeo găng.

Điều đáng chú ý là do sự khác biệt về thuật ngữ, màn hình điện dung bề mặt và màn hình điện dung thường bị nhầm lẫn. Theo cách phân loại được sử dụng trong bài viết này, chẳng hạn như màn hình của iPhone được chiếu điện dung chứ không phải điện dung.

Màn hình cảm ứng điện dung dự kiến

Một lưới điện cực được áp dụng ở bên trong màn hình. Điện cực cùng với cơ thể con người tạo thành một tụ điện; thiết bị điện tử đo điện dung của tụ điện này (cung cấp xung dòng điện và đo điện áp).

Samsung đã cố gắng lắp đặt các điện cực nhạy cảm trực tiếp giữa các pixel phụ của màn hình AMOLED, giúp đơn giản hóa thiết kế và tăng độ trong suốt.

Độ trong suốt của màn hình như vậy lên tới 90%, phạm vi nhiệt độ cực kỳ rộng. Rất bền (điểm nghẽn là các thiết bị điện tử phức tạp xử lý tiếng nhấp chuột). PESE có thể sử dụng kính dày tới 18 mm, mang lại khả năng chống phá hoại cực cao. Chúng không phản ứng với các chất gây ô nhiễm không dẫn điện; những chất dẫn điện dễ dàng bị ngăn chặn bằng phương pháp phần mềm. Do đó, màn hình cảm ứng điện dung dự kiến được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử cá nhân và trong các máy bán hàng tự động, bao gồm cả những máy được lắp đặt trên đường phố. Nhiều loại hỗ trợ cảm ứng đa điểm.

Màn hình cảm ứng dựa trên sóng âm bề mặt

Những sóng phản xạ này được các cảm biến tương ứng nhận và gửi đến đầu dò. Ngược lại, các đầu dò sẽ nhận sóng phản xạ và chuyển chúng thành tín hiệu điện, sau đó được bộ điều khiển phân tích. Khi bạn chạm ngón tay vào màn hình, một phần năng lượng từ sóng âm sẽ bị hấp thụ. Bộ thu ghi lại sự thay đổi này và bộ vi điều khiển tính toán vị trí của điểm tiếp xúc. Phản ứng khi chạm vào một vật có khả năng hấp thụ sóng (ngón tay, bàn tay đeo găng, cao su xốp).

Ưu điểm chính của màn hình sóng âm bề mặt (SAW) là khả năng theo dõi không chỉ tọa độ của một điểm mà còn cả lực ép (ở đây, đúng hơn là khả năng xác định chính xác bán kính hoặc diện tích ép), do mức độ hấp thụ sóng âm phụ thuộc vào áp lực tại điểm chạm (màn hình không bị cong dưới áp lực của ngón tay và không bị biến dạng nên lực nhấn không kéo theo những thay đổi về chất trong quá trình xử lý dữ liệu của bộ điều khiển trên tọa độ của tác động, chỉ ghi lại khu vực chồng lên đường đi của xung âm).

Thiết bị này có độ trong suốt rất cao vì ánh sáng từ thiết bị chụp ảnh đi qua lớp kính không chứa lớp phủ điện trở hoặc dẫn điện. Trong một số trường hợp, kính hoàn toàn không được sử dụng để chống chói mà các bộ phát, bộ thu và gương phản xạ được gắn trực tiếp vào màn hình của thiết bị hiển thị. Bất chấp sự phức tạp của thiết kế, những màn hình này khá bền. Ví dụ, theo công ty Tyco Electronics của Mỹ và công ty GeneralTouch của Đài Loan, họ có thể chịu được tới 50 triệu lần chạm tại một điểm, vượt quá tuổi thọ của màn hình điện trở 5 dây.

Màn hình dựa trên chất hoạt động bề mặt được sử dụng chủ yếu trong máy đánh bạc, hệ thống thông tin an toàn và các cơ sở giáo dục. Theo quy định, màn chắn chất hoạt động bề mặt được chia thành màn thông thường - dày 3 mm và màn chống phá hoại - 6 mm. Loại thứ hai có thể chịu được cú đánh từ nắm đấm của một người đàn ông bình thường hoặc một quả bóng kim loại nặng 0,5 kg rơi từ độ cao 1,3 mét (theo Elo Touch Systems). Thị trường cung cấp các tùy chọn kết nối với máy tính thông qua giao diện RS232 và qua giao diện USB. Hiện nay, bộ điều khiển dành cho màn hình cảm ứng Surfactant hỗ trợ cả 2 kiểu kết nối - combo (dữ liệu từ Elo Touch Systems) phổ biến hơn.

Nhược điểm chính của màn hình chất hoạt động bề mặt là trục trặc khi có rung hoặc khi tiếp xúc với tiếng ồn âm thanh, cũng như khi màn hình bị bẩn. Bất kỳ vật lạ nào đặt lên màn hình (ví dụ: kẹo cao su) sẽ chặn hoàn toàn hoạt động của nó. Ngoài ra, công nghệ này yêu cầu phải tiếp xúc với một vật thể nhất thiết phải hấp thụ sóng âm - ví dụ như thẻ ngân hàng bằng nhựa không được áp dụng trong trường hợp này.

Độ chính xác của các màn hình này cao hơn màn hình ma trận nhưng thấp hơn màn hình điện dung truyền thống. Theo quy định, chúng không được sử dụng để vẽ và nhập văn bản.

Màn hình cảm ứng hồng ngoại

Nguyên lý hoạt động của bảng cảm ứng hồng ngoại rất đơn giản - lưới hình thành bởi các tia hồng ngoại ngang và dọc bị gián đoạn khi có bất kỳ vật thể nào chạm vào màn hình. Bộ điều khiển xác định vị trí chùm tia bị gián đoạn.

Màn hình cảm ứng hồng ngoại rất nhạy cảm với sự nhiễm bẩn và do đó được sử dụng ở những nơi có chất lượng hình ảnh quan trọng, chẳng hạn như trong sách điện tử. Do tính đơn giản và dễ bảo trì, chương trình này rất phổ biến trong quân đội. Bàn phím liên lạc nội bộ thường được thực hiện theo nguyên tắc này. Loại màn hình này được sử dụng trong nhiều điện thoại Neonode.

Màn hình cảm ứng quang học

Tấm kính được trang bị đèn hồng ngoại. Tại bề mặt tiếp xúc thủy tinh-không khí, thu được phản xạ toàn phần; tại bề mặt tiếp xúc thủy tinh-vật thể lạ, ánh sáng bị tán xạ. Tất cả những gì còn lại là ghi lại hình ảnh tán xạ; để làm được điều này, có hai công nghệ:

Trong màn chiếu, camera được đặt cạnh máy chiếu.

Ví dụ: đây là cách Microsoft PixelSense hoạt động.

Hoặc pixel phụ thứ tư bổ sung của màn hình LCD được làm cảm quang.

Chúng cho phép bạn phân biệt máy ép tay với máy ép với bất kỳ vật thể nào, có cảm ứng đa điểm. Có thể sử dụng các bề mặt cảm ứng lớn, cho đến bảng đen.

Màn hình cảm ứng đo biến dạng

Phản ứng với sự biến dạng của màn hình. Độ chính xác của màn hình đo biến dạng thấp nhưng chúng có khả năng chống phá hoại cao. Ứng dụng chính là máy ATM, máy bán vé và các thiết bị khác đặt trên đường phố.

Màn hình cảm ứng DST

Màn hình cảm ứng DST (Công nghệ tín hiệu phân tán) phát hiện hiệu ứng áp điện trong kính. Có thể nhấn vào màn hình bằng tay hoặc bất kỳ vật nào.

Một tính năng đặc biệt là tốc độ phản ứng cao và khả năng làm việc trong điều kiện màn hình bị bẩn nhiều. Tuy nhiên, ngón tay phải di chuyển; hệ thống không nhận thấy ngón tay đứng yên.

Ngày nay, không ai có thể ngạc nhiên trước một chiếc điện thoại có màn hình cảm ứng. Điều khiển bằng tay đã trở thành mốt nhưng ít người nghĩ đến điều gì sẽ xảy ra khi bạn chạm vào màn hình. Tôi sẽ trình bày cách hoạt động của các loại màn hình cảm ứng phổ biến nhất. Sự thuận tiện và năng suất khi làm việc với công nghệ kỹ thuật số phụ thuộc chủ yếu vào các thiết bị đầu vào thông tin được sử dụng, với sự trợ giúp của một người điều khiển thiết bị và tải dữ liệu xuống. Nhạc cụ phổ biến và phổ biến nhất là bàn phím, hiện đang được sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên, không phải lúc nào cũng thuận tiện để sử dụng nó. Ví dụ: kích thước của điện thoại di động không cho phép cài đặt các phím lớn, do đó tốc độ nhập thông tin bị giảm. Vấn đề này đã được giải quyết thông qua việc sử dụng màn hình cảm ứng. Chỉ trong vài năm, chúng đã tạo ra một cuộc cách mạng thực sự trên thị trường và bắt đầu được triển khai ở mọi nơi - từ điện thoại di động, sách điện tử đến màn hình và máy in.

Sự khởi đầu của sự bùng nổ giác quan

Mua mới điện thoại thông minh, thân máy không có một nút bấm hay cần điều khiển nào, bạn khó có thể nghĩ đến việc mình sẽ điều khiển nó như thế nào. Theo quan điểm của người dùng, không có gì phức tạp trong việc này: chỉ cần dùng ngón tay chạm vào biểu tượng trên màn hình, điều này sẽ dẫn đến một số hành động - mở cửa sổ để nhập số điện thoại, tin nhắn hoặc sổ địa chỉ. Trong khi đó, 20 năm trước người ta chỉ có thể mơ về những cơ hội như vậy.

Màn hình cảm ứng được phát minh ở Mỹ vào nửa sau những năm 60 của thế kỷ trước, nhưng cho đến đầu những năm 90, nó mới được sử dụng chủ yếu trong các thiết bị y tế và công nghiệp để thay thế các thiết bị đầu vào truyền thống, việc sử dụng nó gặp nhiều khó khăn trong một số điều kiện nhất định. điều kiện hoạt động. Khi kích thước của máy tính giảm và PDA xuất hiện, câu hỏi đặt ra là cải thiện hệ thống điều khiển của chúng. Năm 1998, thiết bị cầm tay đầu tiên có màn hình cảm ứng và hệ thống nhận dạng chữ viết và đầu vào xuất hiện Bảng tin nhắn Apple Newton và sắp có thiết bị giao tiếp với màn hình cảm ứng.

Năm 2006, hầu hết các nhà sản xuất lớn đều bắt đầu sản xuất điện thoại thông minh có màn hình cảm ứng và sau khi xuất hiện Apple iPhone vào năm 2007, một cơn bùng nổ cảm ứng thực sự bắt đầu - màn hình loại này xuất hiện trên máy in, máy đọc sách điện tử, nhiều loại máy tính khác nhau, v.v. Điều gì xảy ra khi bạn chạm vào màn hình cảm ứng và làm thế nào thiết bị “biết” chính xác vị trí bạn nhấn?

Nguyên lý hoạt động của màn hình cảm ứng điện trở

Trong lịch sử 40 năm của màn hình cảm ứng, một số loại thiết bị đầu vào này đã được phát triển, dựa trên các nguyên tắc vật lý khác nhau được sử dụng để xác định vị trí của cảm ứng. Hiện nay, hai loại màn hình phổ biến nhất - điện trở và điện dung. Ngoài ra, còn có màn hình có thể đăng ký nhiều lần nhấp chuột cùng lúc ( Cảm ưng đa điểm) hoặc chỉ một.

Màn hình được chế tạo bằng công nghệ điện trở bao gồm hai phần chính - lớp trên linh hoạt và lớp dưới cứng. Nhiều loại màng nhựa hoặc polyester khác nhau có thể được sử dụng làm loại đầu tiên và loại thứ hai được làm bằng thủy tinh. Các lớp màng dẻo và vật liệu điện trở (có điện trở) dẫn dòng điện được áp vào mặt trong của cả hai bề mặt. Khoảng không gian giữa chúng được lấp đầy bằng chất điện môi.

Ở các cạnh của mỗi lớp có các tấm kim loại mỏng - điện cực. Ở lớp sau với vật liệu điện trở, chúng được đặt theo chiều dọc và ở lớp trước - theo chiều ngang. Trong trường hợp đầu tiên, một điện áp không đổi được đặt vào chúng và một dòng điện chạy từ điện cực này sang điện cực khác. Trong trường hợp này, hiện tượng sụt áp xảy ra tỷ lệ thuận với chiều dài của phần màn hình.

Khi bạn chạm vào màn hình cảm ứng, lớp trước sẽ uốn cong và tương tác với lớp sau, cho phép bộ điều khiển xác định điện áp trên nó và tính toán tọa độ bằng cách sử dụng nó điểm tiếp xúc theo chiều ngang (trục X). Để giảm ảnh hưởng của điện trở của lớp điện trở phía trước, các điện cực nằm trong đó được nối đất. Sau đó, thao tác ngược lại được thực hiện: điện áp được đặt vào các điện cực của lớp trước và những điện cực nằm ở lớp sau được nối đất - đây là cách có thể tính tọa độ dọc của điểm chạm (trục Y). Đây là nguyên lý hoạt động của màn hình cảm ứng điện trở bốn dây (được đặt tên theo số điện cực).

Ngoài màn hình cảm ứng 4 dây còn có màn hình cảm ứng 5 và 8 dây. Loại thứ hai có nguyên lý hoạt động tương tự nhưng cao hơn độ chính xác định vị.

Nguyên lý hoạt động và thiết kế của màn hình cảm ứng điện trở năm dây hơi khác so với những gì được mô tả ở trên. Lớp phủ điện trở phía trước được thay thế bằng lớp dẫn điện và chỉ dùng để đọc giá trị điện áp trên lớp điện trở phía sau. Nó có bốn điện cực được tích hợp ở các góc của màn hình, điện cực thứ năm là đầu ra của lớp dẫn điện phía trước. Ban đầu, tất cả bốn điện cực của lớp sau đều được cấp điện, còn ở lớp trước thì nó bằng 0. Ngay khi chạm vào màn hình cảm ứng, lớp trên và lớp dưới được kết nối tại một điểm nhất định và bộ điều khiển sẽ cảm nhận được sự thay đổi điện áp ở lớp trước. Đây là cách nó phát hiện rằng màn hình đã được chạm vào. Tiếp theo, hai điện cực ở lớp sau được nối đất, tọa độ trục X của điểm tiếp xúc được tính toán, sau đó hai điện cực còn lại được nối đất và tọa độ trục Y của điểm tiếp xúc được tính toán.

Nguyên lý hoạt động của màn hình cảm ứng điện dung

Nguyên lý hoạt động của màn hình cảm ứng điện dung dựa trên khả năng dẫn dòng điện của cơ thể con người, điều này cho thấy sự hiện diện của điện dung. Trong trường hợp đơn giản nhất, màn hình như vậy bao gồm một đế thủy tinh bền, trên đó phủ một lớp vật liệu điện trở. Bốn điện cực được đặt ở các góc của nó. Vật liệu điện trở được phủ một lớp màng dẫn điện lên trên.

Một điện áp xoay chiều nhỏ được đặt vào cả bốn điện cực. Khi một người chạm vào màn hình, một dòng điện sẽ chạy qua da đến cơ thể, tạo ra dòng điện. Giá trị của nó tỷ lệ thuận với khoảng cách từ điện cực (góc bảng) đến điểm tiếp xúc. Bộ điều khiển đo cường độ dòng điện trên tất cả bốn điện cực và dựa trên các giá trị này để tính toán tọa độ của điểm tiếp xúc.

Độ chính xác định vị của màn hình điện dung gần giống như màn hình điện trở. Đồng thời, chúng truyền tải nhiều ánh sáng hơn (tới 90%) do thiết bị hiển thị phát ra. Và việc không có các yếu tố dễ bị biến dạng khiến chúng trở nên đáng tin cậy hơn: màn hình điện dung có thể chịu được hơn 200 triệu lần nhấp chuột tại một thời điểm và có thể hoạt động ở nhiệt độ thấp (xuống tới -15 ° C). Tuy nhiên, lớp phủ dẫn điện phía trước được sử dụng để xác định vị trí rất nhạy cảm với độ ẩm, hư hỏng cơ học và các chất gây ô nhiễm dẫn điện. điện dung màn hình Chúng chỉ được kích hoạt khi chúng được chạm vào bởi một vật dẫn điện (bằng tay không đeo găng tay hoặc bút cảm ứng đặc biệt). Những màn hình loại này được làm bằng công nghệ cổ điển cũng không có khả năng theo dõi nhiều lần nhấp chuột cùng một lúc.

Màn hình cảm ứng điện dung dự kiến, được sử dụng trong iPhone và các thiết bị tương tự, có khả năng này. Nó có cấu trúc phức tạp hơn so với màn hình điện dung thông thường. Hai lớp điện cực được đặt trên đế thủy tinh, ngăn cách nhau bằng chất điện môi và tạo thành mạng tinh thể (các điện cực ở lớp dưới được đặt theo chiều dọc và ở lớp trên - theo chiều ngang). Lưới điện cực cùng với cơ thể con người tạo thành một tụ điện. Tại điểm tiếp xúc với ngón tay, điện dung của nó sẽ thay đổi, bộ điều khiển sẽ phát hiện sự thay đổi này, xác định giao điểm của các điện cực mà nó xảy ra và tính toán tọa độ của điểm tiếp xúc từ dữ liệu này.

Những màn hình như vậy cũng có hiệu suất cao minh bạch và có khả năng hoạt động ở nhiệt độ thậm chí còn thấp hơn (xuống tới -40 °C). Các chất gây ô nhiễm dẫn điện ảnh hưởng đến chúng ở mức độ thấp hơn; chúng phản ứng với bàn tay đeo găng. Độ nhạy cao cho phép sử dụng một lớp kính dày (lên đến 18 mm) để bảo vệ những màn hình như vậy.

Nguyên lý làm việc của màn hình cảm ứng điện trở bốn dây

Lớp điện trở phía trên uốn cong và tiếp xúc với lớp điện trở phía dưới.
Bộ điều khiển phát hiện điện áp tại điểm tiếp xúc ở lớp dưới cùng và tính toán tọa độ trục X của điểm tiếp xúc.
Bộ điều khiển phát hiện điện áp tại điểm tiếp xúc trên lớp trên cùng và xác định tọa độ của điểm tiếp xúc dọc theo trục Y.

Nguyên lý hoạt động của màn hình cảm ứng điện trở 5 dây

Màn hình có thể chạm vào bất kỳ vật cứng nào.
Lớp dẫn điện phía trên uốn cong và tiếp xúc với phía dưới, điều này cho thấy bạn đã chạm vào màn hình.
Hai trong số bốn điện cực của lớp dưới được nối đất, bộ điều khiển xác định điện áp tại điểm tiếp xúc và tính toán tọa độ của điểm dọc theo trục X.
Hai điện cực còn lại được nối đất, bộ điều khiển xác định điện áp tại điểm tiếp xúc và tính toán tọa độ điểm dọc theo trục Y.

Thuận lợi

Giá thấp
Khả năng chống vết bẩn cao
Có thể chạm vào bất kỳ vật cứng nào

sai sót

Độ bền thấp (1 triệu lần nhấn tại một điểm đối với bốn dây, 35 triệu lần nhấn đối với năm dây) và khả năng chống phá hoại
Truyền ánh sáng yếu (không quá 85%)
Không hỗ trợ cảm ứng đa điểm

Ví dụ về thiết bị

Điện thoại (ví dụ: Nokia 5800, NTS Touch Diamond), PDA, máy tính (ví dụ: MSI Wind Top AE1900), thiết bị công nghiệp và y tế.

Nguyên lý hoạt động

Màn hình được chạm vào bằng một vật dẫn điện (ngón tay, bút cảm ứng đặc biệt).
Dòng điện chạy từ màn tới vật.
Bộ điều khiển đo dòng điện ở các góc của màn hình và xác định tọa độ của điểm tiếp xúc.

Thuận lợi

Độ bền cao (lên tới 200 triệu lần nhấn), khả năng hoạt động ở nhiệt độ thấp (xuống tới -15°C)

sai sót

Dễ bị ẩm, chất gây ô nhiễm dẫn điện
Không hỗ trợ cảm ứng đa điểm

Ví dụ về thiết bị

Điện thoại, bàn di chuột (ví dụ: trong trình phát iRiver VZO), PDA, ATM, ki-ốt.

Nguyên lý hoạt động

Một vật dẫn điện được chạm vào hoặc đưa lại gần màn hình sẽ tạo thành một tụ điện với nó.
Tại điểm tiếp xúc, điện dung thay đổi.
Bộ điều khiển ghi lại sự thay đổi và xác định tại giao điểm điện cực nào nó xảy ra. Dựa trên dữ liệu này, tọa độ của điểm tiếp xúc được tính toán.

Thuận lợi

Độ bền cao (lên tới 200 triệu lần nhấn), khả năng hoạt động ở nhiệt độ thấp (xuống tới -40°C)
Khả năng chống phá hoại cao (màn hình có thể được phủ một lớp kính dày tới 18 mm)
Độ truyền ánh sáng cao (trên 90%)
Hỗ trợ cảm ứng đa điểm

sai sót

Chỉ phản ứng khi chạm vào vật dẫn điện (ngón tay, bút cảm ứng đặc biệt)

Ví dụ về thiết bị

Điện thoại (ví dụ: iPhone), bàn di chuột, màn hình máy tính xách tay và máy tính (ví dụ: HP TouchSmart tx2), ki-ốt điện tử, ATM, thiết bị đầu cuối thanh toán.

Windows 7

Có thể điều khiển máy tính bằng các cử chỉ “Cuộn”, “Tiến/lùi”, “Xoay” và “Thu phóng”. Hệ điều hành Windows 7 được điều chỉnh tốt hơn nhiều để hoạt động với màn hình cảm ứng so với tất cả các phiên bản trước. 06, điều này được chứng minh bằng giao diện và thanh tác vụ đã được sửa đổi, trong đó các biểu tượng hình vuông đã xuất hiện thay cho các nút hình chữ nhật tượng trưng cho các chương trình đang chạy - chúng thuận tiện hơn nhiều khi nhấn bằng ngón tay của bạn. Ngoài ra, một tính năng mới đã xuất hiện - danh sách nhảy, cho phép bạn nhanh chóng tìm thấy các tệp đã mở gần đây hoặc các mục thường xuyên khởi chạy. Để kích hoạt tính năng này, chỉ cần kéo biểu tượng chương trình vào Màn hình nền.

Lần đầu tiên, một tùy chọn đã được thêm vào hệ điều hành Windows để nhận dạng cử chỉ chạm, liên quan đến việc thực hiện các chức năng riêng lẻ. Do đó, trong Windows 7, tính năng cuộn cảm ứng đã xuất hiện và giống như trong Apple iPhone, khả năng phóng to hình ảnh hoặc tài liệu bằng cách di chuyển hai ngón tay theo các hướng khác nhau. Ngoài ra còn có chuyển động chịu trách nhiệm xoay hình ảnh. Các thao tác như sao chép, xóa và dán cũng có thể được gán các cử chỉ riêng biệt. Các nút trên bàn phím ảo sẽ sáng lên khi chạm vào, giúp sử dụng trên màn hình cảm ứng dễ dàng hơn. Và khả năng nhận dạng văn bản viết tay cho phép bạn nhập nhanh những tin nhắn nhỏ.

Ứng dụng

Màn hình cảm ứng được sử dụng trong thiết bị đầu cuối thanh toán, kiốt thông tin, thiết bị tự động hóa thương mại, máy tính bỏ túi, điện thoại di động, máy chơi game và bảng điều hành trong công nghiệp.

Ưu điểm và nhược điểm của thiết bị cầm tay

Thuận lợi

Sự đơn giản của giao diện.
Thiết bị có thể kết hợp kích thước nhỏ và màn hình lớn.
Quay số nhanh trong môi trường thoải mái.
Khả năng đa phương tiện của thiết bị được mở rộng nghiêm túc.

sai sót

Ưu điểm và nhược điểm của thiết bị cố định

Thuận lợi

Trong các máy thông tin và bán hàng tự động, bảng điều khiển và các thiết bị khác không có đầu vào hoạt động, màn hình cảm ứng đã được chứng minh là một cách rất thuận tiện để con người tương tác với máy móc. Thuận lợi:

Tăng độ tin cậy.
Khả năng chống lại các tác động khắc nghiệt từ bên ngoài (bao gồm cả phá hoại), chống bụi và chống ẩm.

sai sót

Những nhược điểm này cản trở việc sử dụng chỉ một màn hình cảm ứng trong các thiết bị mà một người làm việc hàng giờ. Tuy nhiên, trong một thiết bị được thiết kế tốt, màn hình cảm ứng có thể không phải là thiết bị đầu vào duy nhất - ví dụ: tại nơi làm việc của nhân viên thu ngân, màn hình cảm ứng có thể được sử dụng để chọn nhanh một mục và có thể sử dụng bàn phím để nhập số.

Màn hình cảm ứng hoạt động như thế nào

Có nhiều loại màn hình cảm ứng khác nhau hoạt động theo các nguyên tắc vật lý khác nhau.

Màn hình cảm ứng điện trở

Màn hình bốn dây

Nguyên lý hoạt động của màn hình cảm ứng điện trở 4 dây

Điện áp +5V được đặt vào điện cực trên và điện áp dưới được nối đất. Bên trái và bên phải bị đoản mạch và điện áp trên chúng được kiểm tra. Điện áp này tương ứng với tọa độ Y của màn hình.
Tương tự, +5V và đất được cung cấp cho các điện cực trái và phải, tọa độ X được đọc từ trên xuống dưới.

Ngoài ra còn có màn hình cảm ứng tám dây. Chúng cải thiện độ chính xác của việc theo dõi nhưng không cải thiện độ tin cậy.

Màn hình năm dây

Ngay khi màn hình được nhấn, bộ vi xử lý sẽ phát hiện sự thay đổi điện áp màng và bắt đầu tính toán tọa độ của cảm ứng như sau:

Một điện áp +5V được đặt vào hai điện cực bên phải, các điện cực bên trái được nối đất. Điện áp trên màn hình tương ứng với tọa độ X.
Tọa độ Y được đọc bằng cách kết nối cả hai điện cực trên với +5V và nối đất cả hai điện cực dưới.

Đặc điểm

Màn hình cảm ứng ma trận

Nguyên lý thiết kế và vận hành

Khi bạn chạm vào màn hình, dây dẫn sẽ chạm vào. Bộ điều khiển xác định dây dẫn nào bị chập và truyền tọa độ tương ứng đến bộ vi xử lý.

Đặc điểm

Màn hình cảm ứng điện dung

Nguyên lý thiết kế và vận hành

Màn hình điện dung (hoặc điện dung bề mặt) lợi dụng thực tế là một vật thể có công suất cao dẫn dòng điện xoay chiều.

Điều đáng chú ý là do sự khác biệt về thuật ngữ, màn hình điện dung bề mặt và màn hình điện dung thường bị nhầm lẫn. Theo cách phân loại được sử dụng trong bài viết này, màn hình của iPhone chẳng hạn. điện dung xạ ảnh, nhưng không điện dung.

Màn hình cảm ứng điện dung dự kiến

Nguyên lý thiết kế và vận hành

Đặc điểm

Điều đáng chú ý là do sự khác biệt về thuật ngữ, màn hình điện dung bề mặt và màn hình điện dung thường bị nhầm lẫn. Theo phân loại được sử dụng trong bài viết này, màn hình iPhone (người sáng lập ra “sự bùng nổ công nghệ”, khoảng năm 2007) được chiếu bằng điện dung.

Màn hình cảm ứng dựa trên sóng âm bề mặt

Nguyên lý thiết kế và vận hành

Màn hình là một tấm kính có đầu dò áp điện (PET) nằm ở các góc. Ở các cạnh của bảng điều khiển có cảm biến phản xạ và tiếp nhận. Nguyên lý hoạt động của màn hình như sau. Một bộ điều khiển đặc biệt tạo ra tín hiệu điện tần số cao và gửi nó đến đầu dò. Đầu dò chuyển đổi tín hiệu này thành chất hoạt động bề mặt và các cảm biến phản xạ sẽ phản ánh tín hiệu đó tương ứng. Những sóng phản xạ này được các cảm biến tương ứng nhận và gửi đến đầu dò. Ngược lại, các đầu dò sẽ nhận sóng phản xạ và chuyển chúng thành tín hiệu điện, sau đó được bộ điều khiển phân tích. Khi bạn chạm ngón tay vào màn hình, một phần năng lượng từ sóng âm sẽ bị hấp thụ. Bộ thu ghi lại sự thay đổi này và bộ vi điều khiển tính toán vị trí của điểm tiếp xúc. Phản ứng khi chạm vào một vật có khả năng hấp thụ sóng (ngón tay, bàn tay đeo găng, cao su xốp).

Đặc điểm

Chủ yếu phẩm giá Màn hình trên sóng âm bề mặt (SAW) là khả năng theo dõi không chỉ tọa độ của một điểm mà còn cả lực ép (ở đây đúng hơn là khả năng xác định chính xác bán kính hoặc diện tích ép), do Thực tế là mức độ hấp thụ sóng âm phụ thuộc vào áp suất tại điểm tiếp xúc ( màn hình không bị cong dưới áp lực của ngón tay và không bị biến dạng nên lực nhấn không kéo theo những thay đổi về chất trong quá trình xử lý dữ liệu trên tọa độ của bộ điều khiển của tác động, chỉ ghi lại khu vực chồng lên đường đi của xung âm thanh). Thiết bị này có độ trong suốt rất cao vì ánh sáng từ thiết bị chụp ảnh đi qua lớp kính không chứa lớp phủ điện trở hoặc dẫn điện. Trong một số trường hợp, kính hoàn toàn không được sử dụng để chống chói mà các bộ phát, bộ thu và gương phản xạ được gắn trực tiếp vào màn hình của thiết bị hiển thị. Bất chấp sự phức tạp của thiết kế, những màn hình này khá bền. Ví dụ, theo công ty Tyco Electronics của Mỹ và công ty GeneralTouch của Đài Loan, họ có thể chịu được tới 50 triệu lần chạm tại một điểm, vượt quá tuổi thọ của màn hình điện trở 5 dây. Màn hình dựa trên chất hoạt động bề mặt được sử dụng chủ yếu trong máy đánh bạc, hệ thống thông tin an toàn và các cơ sở giáo dục. Theo quy định, màn chắn chất hoạt động bề mặt được chia thành màn thông thường - dày 3 mm và màn chống phá hoại - 6 mm. Loại thứ hai có thể chịu được cú đánh từ nắm đấm của một người đàn ông bình thường hoặc một quả bóng kim loại nặng 0,5 kg rơi từ độ cao 1,3 mét (theo Elo Touch Systems). Thị trường cung cấp các tùy chọn kết nối với máy tính thông qua giao diện RS232 và qua giao diện USB. Hiện nay, bộ điều khiển dành cho màn hình cảm ứng Surfactant hỗ trợ cả 2 kiểu kết nối - combo (dữ liệu từ Elo Touch Systems) phổ biến hơn.

Chủ yếu điều bất lợi Màn hình dựa trên chất hoạt động bề mặt có thể gặp trục trặc khi có rung động hoặc khi tiếp xúc với tiếng ồn âm thanh cũng như khi màn hình bị bẩn. Bất kỳ vật lạ nào đặt lên màn hình (ví dụ: kẹo cao su) sẽ chặn hoàn toàn hoạt động của nó. Ngoài ra, công nghệ này yêu cầu phải tiếp xúc với một vật thể nhất thiết phải hấp thụ sóng âm - ví dụ như thẻ ngân hàng bằng nhựa không được áp dụng trong trường hợp này.

Màn hình cảm ứng hồng ngoại

Đặc điểm

Màn hình cảm ứng hồng ngoại rất nhạy cảm với sự nhiễm bẩn và do đó được sử dụng ở những nơi có chất lượng hình ảnh quan trọng, chẳng hạn như trong sách điện tử. Do tính đơn giản và dễ bảo trì, chương trình này rất phổ biến trong quân đội. Bàn phím Intercom thường được chế tạo theo nguyên tắc này. Loại màn hình này được sử dụng trong điện thoại di động Neonode.

Màn hình cảm ứng quang học

Tấm kính được trang bị đèn hồng ngoại. Tại ranh giới thủy tinh-không khí, thu được phản xạ toàn phần; tại ranh giới thủy tinh-vật thể lạ, ánh sáng bị tán xạ. Tất cả những gì còn lại là nắm bắt mô hình tán xạ; để làm được điều này, có hai công nghệ:

Đặc điểm

Chúng cho phép bạn phân biệt máy ép tay với máy ép với bất kỳ vật thể nào, có cảm ứng đa điểm. Có thể sử dụng các bề mặt cảm ứng lớn, bao gồm cả bảng phấn.

Màn hình cảm ứng đo biến dạng

Phản ứng với sự biến dạng của màn hình. Độ chính xác của màn hình đo biến dạng thấp nhưng chúng có khả năng chống phá hoại cao. Ứng dụng này tương tự như các ứng dụng điện dung dự kiến: ATM, máy bán vé và các thiết bị khác đặt trên đường phố.

Màn hình cảm ứng DST

Bài chi tiết: Công nghệ tín hiệu phân tán

Màn hình cảm ứng DST (Công nghệ tín hiệu phân tán) phản ứng với sự biến dạng của kính. Có thể nhấn vào màn hình bằng tay hoặc bất kỳ vật nào. Một tính năng đặc biệt là tốc độ phản ứng cao và khả năng làm việc trong điều kiện màn hình bị bẩn nhiều.

Màn hình cảm ứng cảm ứng

Màn hình cảm ứng cảm ứng là một máy tính bảng đồ họa có màn hình tích hợp. Những màn hình như vậy chỉ phản hồi với một cây bút đặc biệt.

Chúng được sử dụng khi cần có phản hồi cụ thể khi nhấn bằng bút (chứ không phải bằng tay): máy tính bảng nghệ thuật cao cấp, một số mẫu máy tính bảng.

Bảng tổng hợp

	Matr	4 dây	5 dây	Yomk	Pr-yomk	chất hoạt động bề mặt	Lưới hồng ngoại	Bán sỉ	Tenzo	DST	cảm ứng
Chức năng
Tay trong găng tay	Đúng	Đúng	Đúng		Đúng	Đúng	Đúng	Đúng	Đúng	Đúng
Vật rắn dẫn điện	Đúng	Đúng	Đúng	Đúng	Đúng		Đúng	Đúng	Đúng	Đúng
Vật rắn không dẫn điện	Đúng	Đúng	Đúng				Đúng	Đúng	Đúng	Đúng
Cảm ưng đa điểm	Có 1		Có 7	Đúng	Đúng		Có 1	Đúng
Đo áp suất					Đúng	Đúng		Đúng	Đúng		Đúng
Độ trong suốt tối đa, % 2	85	75	85	90	90	100	100	100	95		90
Độ chính xác 3	Đáy	Cao	Cao	Cao	Cao	Thứ Tư	Đáy	Thứ Tư	Đáy	Cao	Cao
độ tin cậy
Trọn đời, triệu lần nhấn	35	10	35	200	∞ 4	50	∞ 5	∞ 4	???	∞ 4	∞ 4
Bảo vệ khỏi bụi bẩn và chất lỏng	Đúng	Đúng	Đúng	Đúng	Đúng			Đúng	Đúng	Đúng	Đúng
Chống phá hoại					Đúng			Đúng	Đúng
Ứng dụng 6	Ogran	Ogran	Ogran	Đã đặt	Đường phố	Đã đặt	Đã đặt	Đã đặt	Đường phố	Đã đặt	Ogran

1 Được hỗ trợ với những hạn chế.
2 Nếu bạn chỉ cần một tấm kính, không có màng dẫn điện trong suốt - khoảng 95%. Nếu bạn thậm chí không cần nó (bạn có thể sử dụng tấm che màn hình tiêu chuẩn) - có điều kiện 100%
3 Cao - lên tới pixel (theo dõi chính xác bút sắc nét). Trung bình - tối đa vài pixel (đủ cho những cú nhấp ngón tay). Khối màn hình thấp - lớn (không thể vẽ, yêu cầu các thành phần giao diện rất lớn).
4 Bị giới hạn bởi độ tin cậy của thiết bị điện tử
5 Bị hạn chế do nhiễm bẩn cảm biến
6 Ogran - thiết bị hạn chế truy cập (điện tử cá nhân, thiết bị công nghiệp). Cơ sở - quyền truy cập chung vào một khu vực được bảo vệ. Đường phố - lối đi chung vào đường phố.
7 Phần mềm mô phỏng, xử lý tối đa 2 lần nhấp chuột.

Xem thêm

Điện thoại cảm ứng

Trong bộ phim “Die Hard”, nhân vật của Bruce Willis rất quan tâm đến sự đổi mới kỹ thuật thời bấy giờ - bảng điều khiển cảm ứng dành cho du khách ở Nakatomi Plaza.

Liên kết

Thay màn hình cảm ứng Hướng dẫn thay màn hình cảm ứng

Ghi chú

Màn hình cảm ứng - Lịch sử giao diện máy tính màn hình cảm ứng
Lịch sử công ty từ Elographics đến Elo TouchSystems, 1971 - nay - Elo TouchSystems - Tyco Electronics
Lịch sử HP: thập niên 1980 (tiếng Anh)
Trong màn hình điện trở có phản hồi khi nhấn - điều này giúp bạn làm việc bằng tay thoải mái hơn. Ngoài ra, ở một số điện thoại, thao tác nhấn thành công được xác nhận bằng rung. Nhưng tất nhiên, những phản hồi như vậy là không đủ để phân biệt thành phần giao diện này với thành phần giao diện khác bằng cảm ứng.
Mukhin I. A.

Ngày nay, không ai nghi ngờ rằng màn hình cảm ứng trên điện thoại là một thứ tiện lợi. Những màn hình như vậy được sử dụng để tạo ra nhiều thiết bị - máy tính bảng, điện thoại di động, đầu đọc, thiết bị tham khảo và một loạt thiết bị ngoại vi khác. Màn hình cảm ứng cho phép bạn thay thế nhiều nút cơ và điều này rất thuận tiện vì nó kết hợp cả màn hình và thiết bị đầu vào chất lượng cao. Mức độ tin cậy của thiết bị tăng lên đáng kể do không có bộ phận cơ khí. Hiện nay, màn hình cảm ứng thường được chia thành nhiều loại: điện trở (có bốn, năm, tám dây), điện dung chiếu, điện dung ma trận, quang học và máy đo biến dạng. Ngoài ra, màn hình có thể được tạo ra dựa trên sóng âm bề mặt hoặc tia hồng ngoại. Hiện đã có vài chục công nghệ được cấp bằng sáng chế. Ngày nay, màn hình điện dung và điện trở thường được sử dụng nhiều nhất. Chúng ta hãy xem xét chúng chi tiết hơn.

Màn hình điện trở.

Loại đơn giản nhất là loại bốn dây, bao gồm một tấm kính đặc biệt cũng như một màng nhựa. Khoảng không gian giữa kính và màng nhựa phải được lấp đầy bằng các chất cách điện vi mô có khả năng cách ly các bề mặt dẫn điện với nhau một cách đáng tin cậy. Các điện cực là những tấm kim loại mỏng được lắp đặt trên toàn bộ bề mặt của các lớp. Ở lớp phía sau, các điện cực ở vị trí thẳng đứng và ở lớp phía trước - ở vị trí nằm ngang để có thể tính được tọa độ. Nếu bạn nhấn vào màn hình, bảng điều khiển và màng sẽ tự động đóng lại và một cảm biến đặc biệt sẽ cảm nhận được lực nhấn, chuyển nó thành tín hiệu. Màn hình tám dây, được phân biệt bởi mức độ chính xác cao, được coi là loại tiên tiến nhất. Tuy nhiên, những màn hình này có đặc điểm là độ tin cậy và độ mỏng manh thấp. Nếu điều quan trọng là màn hình phải đáng tin cậy thì bạn cần chọn loại năm dây.

1 - tấm kính, 2 - lớp phủ điện trở, 3 - vi chất cách điện, 4 - màng có lớp phủ dẫn điện

Màn hình ma trận.

Thiết kế tương tự như màn hình điện trở, mặc dù nó đã được đơn giản hóa. Dây dẫn dọc được áp dụng đặc biệt cho màng và dây dẫn ngang được áp dụng cho kính. Nếu bấm vào màn hình, dây dẫn chắc chắn sẽ chạm và đóng theo chiều ngang. Bộ xử lý có thể theo dõi dây dẫn nào bị chập mạch và điều này giúp phát hiện tọa độ của tiếng click. Màn hình ma trận không thể gọi là có độ chính xác cao nên đã lâu không được sử dụng.

Màn hình điện dung.

Thiết kế của màn hình điện dung khá phức tạp và dựa trên thực tế là cơ thể con người và màn hình cùng nhau tạo thành một tụ điện dẫn dòng điện xoay chiều. Những màn hình như vậy được chế tạo dưới dạng một tấm kính, được phủ một vật liệu điện trở để tiếp xúc điện không bị cản trở. Các điện cực được đặt ở bốn góc của màn hình và được cung cấp điện áp xoay chiều. Nếu bạn chạm vào bề mặt của màn hình thì hiện tượng rò rỉ AC sẽ xảy ra thông qua “tụ điện” nói trên. Điều này được ghi lại bằng các cảm biến, sau đó thông tin được xử lý bởi bộ vi xử lý của thiết bị. Màn hình điện dung có thể chịu được tới 200 triệu lần nhấp chuột, chúng có mức độ chính xác trung bình, nhưng than ôi, chúng sợ bất kỳ ảnh hưởng nào của chất lỏng.

Màn hình điện dung chiếu.

Màn hình điện dung dự kiến, không giống như các loại đã thảo luận trước đó, có thể phát hiện nhiều lần nhấp chuột cùng một lúc. Luôn có một lưới điện cực đặc biệt ở bên trong và khi tiếp xúc với chúng, tụ điện chắc chắn sẽ được hình thành. Tại vị trí này điện dung sẽ thay đổi. Bộ điều khiển sẽ có thể xác định điểm mà các điện cực giao nhau. Sau đó các tính toán diễn ra. Nếu bạn nhấn màn hình ở nhiều nơi cùng một lúc, không phải một tụ điện sẽ được hình thành mà là nhiều tụ điện.

Màn hình có lưới tia hồng ngoại.

Nguyên lý hoạt động của những màn hình như vậy rất đơn giản và ở một mức độ nào đó, nó tương tự như màn hình ma trận. Trong trường hợp này, dây dẫn được thay thế bằng tia hồng ngoại đặc biệt. Xung quanh màn hình này có một khung trong đó có các bộ phát cũng như bộ thu tích hợp. Nếu bạn chạm vào màn hình, một số chùm tia sẽ chồng lên nhau và chúng không thể đến đích riêng, cụ thể là máy thu. Kết quả là bộ điều khiển tính toán được vị trí tiếp điểm. Những màn hình như vậy có thể truyền ánh sáng, chúng bền vì không có lớp phủ nhạy cảm và hoàn toàn không có cảm ứng cơ học. Tuy nhiên, những màn hình như vậy hiện không đáp ứng được độ chính xác cao và sợ bị nhiễm bẩn. Nhưng đường chéo của khung màn hình như vậy có thể đạt tới 150 inch.

Màn hình cảm ứng dựa trên sóng âm bề mặt.

Màn hình này luôn được chế tạo dưới dạng một tấm kính, trong đó các bộ chuyển đổi áp điện được chế tạo, đặt ở các góc khác nhau. Ngoài ra còn có các cảm biến phản xạ và tiếp nhận xung quanh chu vi. Bộ điều khiển có nhiệm vụ tạo ra các tín hiệu có tần số cao. Sau đó, các tín hiệu luôn được gửi đến các bộ chuyển đổi áp điện, có thể chuyển đổi tín hiệu đến thành các dao động âm thanh, sau đó được phản xạ từ các cảm biến phản xạ. Sau đó, sóng có thể được máy thu thu nhận, gửi trở lại bộ chuyển đổi áp điện và sau đó chuyển đổi thành tín hiệu điện. Nếu bạn nhấn vào màn hình, năng lượng của sóng âm sẽ bị hấp thụ một phần. Bộ thu rất nhạy cảm với những thay đổi như vậy và bộ xử lý có thể tính toán các điểm tiếp xúc. Ưu điểm chính là màn hình cảm ứng dựa trên sóng âm bề mặt theo dõi tọa độ của điểm nhấn và lực nhấn. Màn hình loại này rất bền vì chúng có thể chịu được 50 triệu lần chạm. Thông thường chúng được sử dụng cho máy đánh bạc và hệ thống trợ giúp. Cần lưu ý rằng hoạt động của màn hình như vậy có thể không chính xác khi có tiếng ồn xung quanh, độ rung hoặc ô nhiễm âm thanh.

Gần như toàn bộ thế giới công nghệ cao đã bị thu hút bởi thời trang màn hình cảm ứng. Ngày nay, hầu hết mọi máy nghe nhạc hoặc điện thoại di động đều có màn hình cảm ứng và phạm vi ứng dụng chung của công nghệ màn hình đó còn quan trọng hơn nhiều. Hiện nay trên thị trường có nhiều loại màn hình cảm ứng khác nhau, hoạt động của chúng phụ thuộc vào công nghệ chúng sử dụng.

Nó là một thiết bị tập trung vào đầu vào và đầu ra thông tin thông qua màn hình nhạy áp lực. Màn hình của các thiết bị hiện đại không chỉ hiển thị hình ảnh mà còn tạo cơ hội tương tác với chúng. Ban đầu, kết nối như vậy được cung cấp thông qua các nút quen thuộc với mọi người, sau đó một loại bộ điều khiển khác xuất hiện, được gọi là chuột, tạo điều kiện thuận lợi hơn rất nhiều cho quá trình. Thiết bị này cần có bề mặt nằm ngang để hoạt động, điều này hoàn toàn bất tiện khi sử dụng điện thoại di động. Đây là lúc việc bổ sung màn hình thông thường dưới dạng màn hình cảm ứng trở nên hữu ích. Phần tử cảm ứng vốn không phải là một màn hình, nó là một thiết bị bổ sung được đặt bên ngoài phía trên màn hình, đồng thời nó bảo vệ và nhằm mục đích nhập tọa độ bằng cách chạm vào thiết bị đầu vào hoặc ngón tay. Có nhiều loại màn hình cảm ứng khác nhau. Thật đáng để xem xét chúng chi tiết hơn một chút.

Các loại màn hình cảm ứng và công dụng của chúng trong các thiết bị điện tử

Ban đầu, công nghệ màn hình cảm ứng được sử dụng cho máy tính bỏ túi, nhưng giờ đây nó đã được sử dụng rộng rãi hơn nhiều, từ máy nghe nhạc cho đến máy ảnh. Vì cơ chế điều khiển như vậy rất thuận tiện nên nó được sử dụng cho các máy ATM hiện đại, thiết bị đầu cuối máy tính bảng, các danh bạ điện tử khác nhau và các thiết bị khác. Công nghệ màn hình cảm ứng rất tiện lợi trong trường hợp bạn cần truy cập ngay vào thiết bị được điều khiển mà không cần chuẩn bị trước và có khả năng tương tác tối đa: các nút điều khiển thay đổi tùy thuộc vào chức năng nào được kích hoạt.

Các loại màn hình cảm ứng: điện dung, điện trở, điện dung chiếu và các loại khác (ít phổ biến hơn). Ngoài các loại này, còn có màn hình hồng ngoại và ma trận, nhưng độ chính xác của chúng thấp đến mức phạm vi ứng dụng của chúng hoàn toàn bị hạn chế.

Màn hình cảm ứng điện trở

Những màn hình này là những thiết bị đơn giản nhất. Một bảng như vậy bao gồm chất nền dẫn điện và màng nhựa, có điện trở nhất định. Khi màng được ép, một mạch ngắn được tạo ra với chất nền, buộc các thiết bị điện tử dẫn điện phản ứng với điện trở phát sinh giữa các cạnh của các phần tử này, sau đó tính toán tọa độ của điểm mà máy ép được tạo ra. Những màn hình như vậy có thiết kế rất đơn giản, giá rẻ và có khả năng chống bụi bẩn tuyệt vời. Ưu điểm chính của loại cảm biến này là nó nhạy với mọi thao tác chạm. Nhược điểm là độ nhạy cao đối với hư hỏng cơ học, đòi hỏi phải sử dụng các tấm đặc biệt, những tấm như vậy hoạt động tốt ở nhiệt độ thấp.

Công nghệ cảm biến điện dung hoạt động hoàn toàn khác. Nó dựa trên nguyên tắc một vật có công suất lớn có thể dẫn dòng điện. Một lớp dẫn điện được áp dụng cho kính và điện áp xoay chiều được áp dụng cho cả bốn góc. Khi màn hình chạm vào vật nối đất có công suất lớn hơn, dòng điện sẽ bị rò rỉ. Thiết bị điện tử điều khiển ghi lại những rò rỉ này, xác định tọa độ.

Bài viết này mô tả ngắn gọn và rõ ràng các loại màn hình cảm ứng chính được ưa chuộng nhất.