Cảm ứng điện dung có nghĩa là gì? Các loại màn hình cảm ứng hiếm khác. Cảm biến trong điện thoại

Hay như chúng còn được gọi là - máy tính bảng, dựa trên phòng mổ Hệ thống Android là một số tiện ích khá mới cho phép bạn trò chuyện với bạn bè, xem toàn thế giới Web (Internet), cũng như xem phim và nghe nhạc yêu thích của bạn. Chúng thường nhỏ hình phẳng, đã mất đi một phần đáng kể khối lượng và bàn phím khá đồ sộ, hiện được gắn với người anh em của họ, máy tính xách tay. Nếu không có bàn phím, bạn hỏi, làm thế nào để làm việc với chúng?

Mỗi máy tính bảng đều có màn hình cảm ứng. Đó là màn hình phản hồi khi bạn chạm vào, giống như bàn di chuột của máy tính xách tay. Bằng cách này, thay vì nhấp vào biểu tượng bằng chuột, bạn chỉ cần chạm vào chúng bằng ngón tay hoặc bút stylus (trông giống như một chiếc bút nhưng không có mực).

Hiện hữu các loại khác nhau màn hình cảm ứng, vì vậy hãy tìm hiểu xem chúng là gì và sự khác biệt giữa chúng là gì:

Màn hình cảm ứng điện trở

Màn hình cảm ứng điện trở trông giống như một chiếc bánh sandwich bao gồm nhiều lớp, nếu chúng ta nói theo cách tương tự. Khi bạn nhấn vào màn hình, màn hình sẽ đóng lại, thiết bị sẽ ghi lại sự thay đổi điện trở và chuyển đổi nó thành tọa độ, để máy tính bảng của bạn biết rằng bạn đã nhấn vào đây và phản ứng tương ứng. Ví dụ: mở một ứng dụng hoặc tạm dừng trò chơi. Điểm mạnh của chúng là khá bền vì chúng được làm từ nhiều loại sợi thủy tinh khác nhau. Nghĩ rằng điều này là đủ phát triển đơn giản, màn hình điện trở Nó cũng có chi phí tương đối thấp nên sẽ giảm chi phí của bạn. Nhược điểm của loại màn hình điện trở là một số người cảm thấy chúng không đủ nhạy vì máy tính bảng phải đợi một thời gian ngắn để ngón tay hoặc bút cảm ứng của bạn đóng các lớp. Ngoài ra, bạn nên có bút stylus hoặc móng tay dài vì những cú chạm đơn giảnđầu ngón tay không phải lúc nào cũng được thiết bị nhận dạng.

Màn hình cảm ứng điện dung

Màn hình cảm ứng điện dung bao gồm kính phẳng và dày được phủ một lớp dây dẫn điện. Cơ thể con người cũng hướng dẫn tốt dòng điện, do đó khi bạn chạm vào kính sẽ có một kết nối điện được nhận biết như thể bạn đang nhấp chuột. Điểm mạnh thuộc loại này những màn hình cảm ứng Thực tế là chúng tạo ra hình ảnh sáng hơn và rõ hơn so với điện trở, chúng cũng được làm bằng thủy tinh, không có nhựa ở đó nên chúng nhận biết các thao tác chạm khá chính xác và nhanh chóng, do đó loại bỏ nhu cầu sử dụng bút cảm ứng. sai sót màn hình điện dung cũng diễn ra ở đây Vì việc sản xuất những màn hình như vậy khá phức tạp nên giá cả màn hình cảm ứng hơn đáng kể so với điện trở và vì chúng được làm bằng thủy tinh nên chúng dễ bị hư hỏng, chẳng hạn như khi máy tính bảng rơi xuống đất.

Vậy bạn nên chọn cái nào? Thành thật mà nói, không có người chiến thắng rõ ràng ở đây, nhưng có thể đáng để cân nhắc xem bạn sẽ sử dụng bút cảm ứng hay ngón tay. Màn hình điện dung có xu hướng sáng hơn, vì vậy nếu bạn định xem phim trên máy tính bảng thì màn hình điện dung sẽ thích hợp hơn. Chúng cũng rất tốt cho các game thủ nhờ khả năng phản hồi nhanh hơn khi chạm vào. Nếu bạn không bị thu hút bởi những điều trên và bạn chỉ muốn tìm cho mình một chiếc máy tính bảng dựa trên hệ điều hành Android để duyệt Internet, E-mail, nghe nhạc thì bạn chắc chắn có thể tiết kiệm tiền mà không ảnh hưởng đến hiệu suất và mua một chiếc máy tính bảng có màn hình điện trở.

Một thiết bị nhập thông tin, là một màn hình phản hồi khi chạm vào. Có nhiều các loại khác nhau màn hình cảm ứng hoạt động theo các nguyên lý vật lý khác nhau. Nhưng chúng ta sẽ chỉ xem xét những thứ được tìm thấy trong điện thoại di động và các thiết bị cầm tay khác.

Màn hình cảm ứng điện trở hoạt động như thế nào

Màn hình cảm ứng điện trở có hai loại, bốn dây và năm dây. Hãy xem xét nguyên tắc hoạt động của từng loại riêng biệt.

Màn hình điện trở bốn dây

Nguyên lý hoạt động của màn hình cảm ứng điện trở 4 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 được đóng lại và bộ điều khiển với bộ chuyển đổi analog sang kỹ thuật số đăng ký sự thay đổi điện trở và chuyển nó thành tọa độ cảm ứng (X và Y). TRONG phác thảo chung Thuật toán đọc như sau:

1. 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.
2. Tương tự, +5V và đất được cung cấp cho các điện cực trái và phải, tọa độ X được đọc từ trên xuống dưới.

Màn hình điện trở 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.

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

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 bộ chuyển đổi analog sang kỹ thuật 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:

1. 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.
2. 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 dung hoạt động như thế nào

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

Nguyên lý hoạt động của màn hình cảm ứng điện dung

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 truyền một lượng năng lượng nhỏ lên lớp dẫn điện. điện xoay chiều(tương tự cho tất cả các góc). 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, D.C.- điều này đã đơn giản hóa thiết kế, nhưng liên hệ xấu người sử dụng với mặt đất dẫn đến thất bại.

Màn hình cảm ứng điện dung đáng tin cậy, khoảng 200 triệu lần nhấp (khoảng 6 năm rưỡi nhấp chuột mỗi giây), không rò rỉ chất lỏng và chịu đựng rất tốt các chất gây ô nhiễm không dẫn điện. Độ trong suốt ở mức 90%. Tuy nhiên, lớp phủ dẫn điện vẫn dễ bị tổn thương. Vì vậy, màn hình điện dung được sử dụng rộng rãi trong các máy lắp đặt trong khu vực được bảo vệ. Họ không phản ứng với một bàn tay đeo găng.

Nguyên lý hoạt động của màn hình cảm ứng điện dung chiếu

TRÊN bên trong Màn hình được bao phủ bởi một lưới điện cực. 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).

Nguyên lý hoạt động của màn hình cảm ứng điện dung chiếu

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). POE 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; các chất gây ô nhiễm dẫn điện dễ dàng bị ngăn chặn sử dụng phương pháp phần mềm. Vì vậy, màn hình cảm ứng điện dung dự kiến ​​được sử dụng trong các máy ngoài trời. Nhiều người mẫu phản ứng với một bàn tay đeo găng. TRONG mô hình hiện đại Các nhà thiết kế đã đạt được độ chính xác rất cao - tuy nhiên, các phiên bản chống phá hoại kém chính xác hơn.

PEE thậm chí còn phản ứng với cách tiếp cận của một bàn tay - ngưỡng phản hồi được đặt bởi phần mềm. Phân biệt cách nhấn bằng tay và cách nhấn bằng bút dẫn điện. Một số model hỗ trợ cảm ứng đa điểm. Vì vậy, công nghệ này được sử dụng trong bàn di chuột và màn hình cảm ứng đa 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 được chiếu điện dung.

Phần kết luận

Mỗi loại màn hình cảm ứng đều có ưu và nhược điểm riêng, để rõ ràng chúng ta hãy nhìn vào bảng.

	Điện trở 4 dây	Điện trở 5 dây	điện dung	Điện dung dự kiến
Chức năng
Tay trong găng tay	Đúng	Đúng	KHÔNG	Đúng
Vật rắn dẫn điện	Đúng	Đúng	Đúng	Đúng
Vật rắn không dẫn điện	Đúng	Đúng	KHÔNG	KHÔNG
Cảm ưng đa điểm	KHÔNG	Đúng	Đúng	Đúng
Đo áp suất	KHÔNG	KHÔNG	KHÔNG	Đúng
Độ trong suốt tối đa, %	75	85	90	90
Sự chính xác	Cao	Cao	Cao	Cao
độ tin cậy
Trọn đời, triệu lần nhấn	10	35	200	∞
Bảo vệ khỏi bụi bẩn và chất lỏng	Đúng	Đúng	Đúng	Đúng
Chống phá hoại	KHÔNG	KHÔNG	KHÔNG	Đúng

Bài viết được viết dựa trên tài liệu từ trang web

Ngày nay bạn sẽ không làm ai ngạc nhiên với màn hình cảm ứng. Hơn nữa, thật lạ khi thấy các thiết bị không có cảm biến, đặc biệt là khi Chúng ta đang nói vềồ tiện ích di động. Điều này là do mong muốn tăng diện tích bề mặt làm việc. Nhưng chúng ta có thường xuyên nghĩ về loại màn hình nào được sử dụng trong một thiết bị cụ thể không? Đã bao giờ xảy ra chuyện đó chưa, đã mua máy tính bảng mới hoặc điện thoại thông minh, chúng ta cố gắng điều khiển nó bằng bút kỹ thuật số thông thường, nhưng thật không may, thiết bị không phản hồi khi chạm vào. Rõ ràng, màn hình được chế tạo bằng công nghệ khác, điện dung, đang dần thay thế người tiền nhiệm của nó, màn hình loại điện trở.

Có thể được tìm thấy một số lượng lớn màn hình cảm ứng, không chỉ khác nhau tính năng thiết kế mà còn là nguyên lý hoạt động. Hôm nay có các loại sau màn hình cảm ứng: điện trở, điện dung, điện dung chiếu, ma trận, màn hình cảm ứng sóng âm bề mặt, hồng ngoại, máy đo biến dạng, cảm ứng.

TRONG Hiện nay Có hai loại màn hình cảm ứng chính được sử dụng trong điện tử: điện trở và điện dung. Chúng tôi sẽ nói về chúng chi tiết hơn và cũng cố gắng làm nổi bật điểm mạnh và mặt yếu mọi người.

Màn hình cảm ứng điện trở

Đầu tiên chúng ta cùng tìm hiểu nguyên lý hoạt động của màn hình cảm ứng điện trở. Nó bao gồm một tấm kính và một màng nhựa dẻo, trên đó phủ một lớp điện trở. Khoảng không gian giữa kính và màng được lấp đầy bằng các chất cách điện siêu nhỏ, từ đó cách nhiệt các bề mặt dẫn điện một cách đáng tin cậy, phân bố đều trên vùng hoạt động của màn hình. Khi bạn nhấn vào 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, chuyển đổi nó thành tọa độ cảm ứng. Chính vì lý do này mà màn hình như vậy có thể được ấn bằng bất kỳ vật cứng nào, có thể là móng tay, bút cảm ứng đặc biệt hoặc thậm chí là bút chì thông thường. Hậu quả của cấu trúc này là màn hình điện trở dần bị hao mòn, đó là lý do tại sao cần phải hiệu chỉnh màn hình định kỳ để khi bạn nhấn vào màn hình, tọa độ của điểm tiếp xúc được xử lý chính xác.

Có màn hình bốn, tám, năm, sáu hoặc bảy điện cực. Loại đơn giản nhất để sản xuất và do đó rẻ nhất là loại có bốn điện cực. Chúng chỉ có thể chịu được 3 triệu lần nhấp chuột tại một thời điểm. Những dây năm dây sẽ đáng tin cậy hơn nhiều - lên tới 35 triệu lần nhấp, trong đó có bốn điện cực được đặt trên bảng và điện cực thứ năm nằm trên một màng được phủ một thành phần dẫn điện. Điều đáng chú ý là các phiên bản năm dây và các phiên bản tiếp theo của màn hình sáu và bảy dây vẫn tiếp tục hoạt động ngay cả khi một phần màng bị hỏng.

Thuận lợi

Ưu điểm của màn hình điện trở bao gồm giá thấp quá trình sản xuất nó và do đó là thiết bị sử dụng nó. Ngoài ra, điều đáng chú ý là phản hồi của cảm biến ở đây không phụ thuộc vào tình trạng bề mặt màn hình, ngay cả khi bị bẩn, màn hình cảm ứng vẫn nhạy. Nó cũng cần làm nổi bật tính chính xác của việc đánh điểm mong muốn, bởi vì một mạng lưới dày đặc của các phần tử điện trở được sử dụng.

sai sót

Vì nhược điểm của màn hình điện trở, chúng tôi nhấn mạnh khả năng truyền ánh sáng yếu, không quá 70% hoặc 85%, vì vậy cần phải có tăng độ sángđèn nền. Nó cũng có độ nhạy thấp, tức là Chỉ chạm bằng ngón tay thôi là chưa đủ, cần phải có áp lực nên bạn không thể làm gì nếu không có bút kỹ thuật số hoặc móng tay dài. Loại này trong hầu hết các trường hợp không hỗ trợ cảm ứng đa điểm, tức là màn hình chỉ hiểu được một lần chạm. Khi tương tác với màn hình, bạn cần phải nỗ lực để truyền bất kỳ lệnh nào và nếu lạm dụng quá mức, bạn không chỉ có thể làm xước màn hình mà còn làm hỏng màn hình. Như đã đề cập ở trên, để hoạt động tốt, cần phải hiệu chỉnh màn hình định kỳ.

Màn hình cảm ứng điện dung

Màn hình 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 được lắp đặt ở các góc của bảng điều khiển, cung cấp điện áp xoay chiều điện áp thấp cho lớp dẫn điện; chúng giám sát dòng điện tích trong màn hình và truyền dữ liệu đến bộ điều khiển, từ đó xác định tọa độ của điểm tiếp xúc. Trước khi chạm vào, màn hình có một ít điện tích; khi chạm bằng ngón tay, một điểm xuất hiện trên lớp dẫn điện, điện thế của nó nhỏ hơn điện thế của điện cực, vì cơ thể con người có khả năng dẫn điện. điện và có một số năng lực. Không có màng linh hoạt trên màn hình, điều này đảm bảo độ tin cậy cao và cho phép bạn giảm độ sáng của đèn nền. Loại màn hình này có khả năng xác định đồng thời tọa độ của hai hoặc nhiều điểm chạm, tức là hỗ trợ cảm ứng đa điểm.

Màn hình điện dung chiếu đã trở thành một loại con của màn hình điện dung. Họ làm việc trên một nguyên tắc tương tự. Sự khác biệt là ở chỗ đó yếu tố cơ bản chúng không nằm ở bên ngoài màn hình mà ở bên trong, giúp cảm biến được bảo vệ tốt hơn. Màn hình loại này chủ yếu được sử dụng trong hiện đại thiêt bị di động.

Việc tương tác với màn hình điện dung chỉ nên được thực hiện bằng vật dẫn điện, ngón tay trần hoặc bút cảm ứng đặc biệt có điện dung. Số lần nhấp chuột trước khi các phần tử cảm biến bị hỏng lên tới hơn 200 triệu lần.

Thuận lợi

Một trong những ưu điểm của màn hình điện dung là ngay cả dưới ánh nắng chói chang, khả năng hiển thị vẫn khá tốt, điều này không thể nói về màn hình điện trở vì nó phản chiếu rất nhiều ánh sáng xung quanh. Một ưu điểm khác là khả năng nhận dạng thao tác chạm nhanh chóng và chính xác mà không cần sử dụng phụ kiện bổ sung. Ưu điểm không thể nghi ngờ của màn hình loại này là tuổi thọ của cảm biến dài hơn so với loại trước. Giao diện “đa ngón tay” hay cảm ứng đa điểm cũng đã xuất hiện, mặc dù không phải thiết bị nào có màn hình loại này đều được triển khai đầy đủ.

sai sót

Các khía cạnh tiêu cực của việc sử dụng màn hình cảm ứng điện dung bao gồm chi phí cao hơn do tính phức tạp của quá trình sản xuất. Chỉ có thể tương tác với màn hình bằng cách chạm vào vật liệu dẫn điện. Vì lý do này, người ta mua bút cảm ứng điện dung hoặc găng tay đặc biệt để làm việc với nó; điều này trở nên đặc biệt quan trọng trong thời tiết lạnh giá và đây là một khoản chi phí khác.

Phần kết luận

Tóm lại, chúng ta hãy nhớ lại rằng màn hình điện trở nhạy cảm với áp lực, trong khi màn hình điện dung nhạy cảm với cảm ứng. Độ chính xác của màn hình điện dung tương đương với màn hình điện trở, nhưng loại điện dung Khác biệt hơn độ tin cậy cao do không có màng dẻo và ít lớp hơn khiến chúng trong suốt hơn.

Có ý kiến ​​​​cho rằng màn hình điện trở đã không còn hữu dụng nữa và tương lai thuộc về màn hình điện dung. Thật vậy, việc chuyển đổi từ đầu vào cơ-điện sang điện đã có ý nghĩa rất lớn, vì độ chính xác của việc xác định tọa độ đã tăng lên và cảm ứng đa điểm đã xuất hiện.

Tuy nhiên hiện nay trên thị trường công nghệ điện tử Vẫn còn một số lượng lớn các thiết bị có màn hình điện trở, nhưng chúng đang dần được thay thế bởi các thiết bị có màn hình điện trở. cảm biến điện dung. Quan sát xu hướng này, người ta có thể cho rằng xu hướng trước đây sẽ sớm biến mất hoàn toàn.

Lúc đầu, màn hình cảm ứng (touch screen) còn khá hiếm. Chúng chỉ có thể được tìm thấy trong một số PDA và PDA (máy tính bỏ túi). Như bạn đã biết, các thiết bị loại này chưa bao giờ trở nên phổ biến vì chúng thiếu thứ quan trọng nhất, đó là chức năng. Lịch sử của điện thoại thông minh có liên quan trực tiếp đến màn hình cảm ứng. Đó là lý do tại sao ở thời điểm hiện tại một người có “ điện thoại thông minh“Ngày nay bạn sẽ không còn ngạc nhiên trước màn hình cảm ứng nữa. Màn hình cảm ứng được sử dụng rộng rãi không chỉ trong các thiết bị đắt tiền thời trang mà ngay cả trong các mẫu máy tương đối rẻ tiền điện thoại hiện đại. Nguyên lý hoạt động của 3 loại màn hình cảm ứng có thể tìm thấy trong thiết bị hiện đạiỒ.

Các loại màn hình cảm ứng

Màn hình cảm ứng không còn quá đắt nữa. Ngoài ra, màn hình cảm ứng ngày nay còn “phản hồi nhanh” hơn nhiều - chúng nhận biết các thao tác chạm của người dùng một cách đơn giản một cách hoàn hảo. Chính đặc điểm này đã mở đường cho họ một số lượng lớn người dùng trên khắp thế giới. Hiện nay, có ba thiết kế chính của màn hình cảm ứng:

1. Điện dung.
2. Sóng.
3. Điện trở hoặc đơn giản là "đàn hồi".

Màn hình cảm ứng điện dung: nguyên lý hoạt động

Trong các thiết kế màn hình cảm ứng loại này, đế kính được phủ một lớp hoạt động như một thùng chứa điện tích. Người dùng, bằng cú chạm của mình, sẽ giải phóng một phần tại một điểm nhất định sạc điện. Mức giảm này được xác định bởi các vi mạch nằm ở mỗi góc của màn hình. Máy tính tính toán sự chênh lệch điện thế tồn tại giữa ở những phần khác nhau màn hình, trong trường hợp này, thông tin chi tiết về thao tác chạm sẽ được truyền ngay lập tức đến chương trình trình điều khiển màn hình cảm ứng.

Đủ lợi thế quan trọng Màn hình cảm ứng điện dung là khả năng của loại màn hình này giữ lại gần 90% độ sáng màn hình ban đầu. Do đó, hình ảnh trên màn hình điện dung hiển thị sắc nét hơn trên màn hình cảm ứng có thiết kế điện trở.

Video về màn hình cảm ứng điện dung:

Tương lai: màn hình cảm ứng dạng sóng

Ở cuối các trục lưới tọa độ của màn kính có hai bộ chuyển đổi. Một trong số đó là máy phát, thứ hai là máy thu. Ngoài ra còn có các tấm phản xạ trên đế thủy tinh “phản chiếu” tín hiệu điện được truyền từ bộ chuyển đổi này sang bộ chuyển đổi khác.

Bộ chuyển đổi-thu “biết” hoàn toàn chính xác liệu có nhấn hay không, cũng như tại thời điểm cụ thể nào nó xảy ra, vì người dùng sẽ ngắt bằng thao tác chạm của mình sóng âm. Đồng thời, mặt kính của màn hình sóng không có lớp phủ kim loại - điều này giúp có thể bảo toàn toàn bộ 100% ánh sáng ban đầu. Về vấn đề này, màn hình sóng là lựa chọn tốt nhất dành cho những người dùng làm việc trong lĩnh vực đồ họa chi tiết nhỏ, bởi vì màn hình cảm ứng điện trở và điện dung không lý tưởng về độ rõ nét của hình ảnh. Lớp phủ của chúng chặn ánh sáng, khiến hình ảnh bị biến dạng đáng kể.

Video về nguyên lý hoạt động của màn hình cảm ứng chất hoạt động bề mặt:

Quá khứ: về màn hình cảm ứng điện trở

Hệ thống điện trở là kính thông thường, được phủ một lớp dây dẫn điện, cũng như một “màng” kim loại đàn hồi cũng có đặc tính dẫn điện. Giữa 2 lớp này, sử dụng các miếng đệm đặc biệt có khoảng trống. Bề mặt của màn hình được phủ một loại vật liệu đặc biệt giúp bảo vệ màn hình khỏi hư hỏng cơ học ví dụ như vết trầy xước.

Một điện tích sẽ đi qua hai lớp này khi người dùng tương tác với màn hình cảm ứng. Làm thế nào điều này xảy ra? Người dùng chạm vào màn hình tại một điểm nhất định và lớp đàn hồi trên cùng tiếp xúc với lớp dẫn điện - chỉ tại thời điểm này. Sau đó máy tính xác định tọa độ điểm mà người dùng chạm vào.

Khi tọa độ được thiết bị biết, thì tài xế đặc biệt dịch các thao tác chạm thành các lệnh đã biết hệ điều hành. TRONG trong trường hợp này bạn có thể rút ra sự tương tự với trình điều khiển phổ biến nhất chuột máy tính, bởi vì nó thực hiện chính xác điều tương tự: nó giải thích cho hệ điều hành những gì người dùng đặc biệt muốn nói với nó bằng cách di chuyển bộ điều khiển hoặc nhấn một nút. Theo quy định, bút cảm ứng đặc biệt được sử dụng với màn hình loại này.

Màn hình điện trở có thể được tìm thấy trong các thiết bị tương đối cũ. IBM Simon, chiếc điện thoại thông minh lâu đời nhất được biết đến trong nền văn minh của chúng ta, được trang bị màn hình cảm ứng như vậy.

Video về nguyên lý hoạt động của màn hình cảm ứng điện trở:

Đặc điểm của các loại màn hình cảm ứng khác nhau

Màn hình cảm ứng rẻ nhất nhưng đồng thời hình ảnh phát sóng kém nhất là màn hình cảm ứng điện trở. Ngoài ra, chúng cũng là đối tượng dễ bị tổn thương nhất, vì hoàn toàn bất kỳ vật sắc nhọn nào cũng có thể làm hỏng nghiêm trọng một “màng” điện trở khá mỏng manh.

Loại tiếp theo, tức là màn hình cảm ứng sóng là loại đắt nhất trong số chúng. Đồng thời, thiết kế điện trở rất có thể thuộc về quá khứ, thiết kế điện dung thuộc về hiện tại và thiết kế sóng thuộc về tương lai. Rõ ràng là hoàn toàn không ai biết trước được một trăm phần trăm về tương lai và theo đó, ở thời điểm hiện tại người ta chỉ có thể đoán được công nghệ nào có triển vọng lớn để sử dụng trong tương lai.

Đối với hệ thống màn hình cảm ứng điện trở, không có sự khác biệt đặc biệt nào cho dù người dùng chạm vào màn hình thiết bị bằng đầu cao su của bút cảm ứng hay chỉ đơn giản bằng ngón tay. Chỉ cần có sự tiếp xúc giữa hai lớp là đủ. Đồng thời, màn hình điện dung chỉ nhận biết được thao tác chạm của một số vật dẫn điện. Thông thường, người dùng các thiết bị hiện đại vận hành chúng bằng chính ngón tay của họ. Màn hình thiết kế dạng sóng về mặt này gần giống với điện trở hơn. Có thể ra lệnh với hầu hết mọi đồ vật - bạn chỉ cần tránh sử dụng những đồ vật nặng hoặc quá nhỏ, chẳng hạn như việc đổ đầy bút bi không phù hợp cho việc này.

Màn hình của các thiết bị hiện đại không chỉ có thể hiển thị hình ảnh mà còn cho phép bạn tương tác với thiết bị thông qua các cảm biến.

Ban đầu, màn hình cảm ứng được sử dụng trong một số máy tính bỏ túi và ngày nay màn hình cảm ứng được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị di động, máy nghe nhạc, máy ảnh và máy quay phim, ki-ốt thông tin, v.v. Hơn nữa, trong mỗi thiết bị được liệt kê Có thể sử dụng một hoặc một loại màn hình cảm ứng khác. Hiện nay đã có một số loại được phát triển bảng cảm ứng, và theo đó, mỗi cái đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Trong bài viết này chúng ta sẽ xem xét có những loại màn hình cảm ứng nào, ưu điểm và nhược điểm của chúng cũng như loại màn hình cảm ứng nào tốt hơn.

Có bốn loại màn hình cảm ứng chính: điện trở, điện dung, với việc phát hiện sóng âm bề mặt và hồng ngoại . Trong thiết bị di động, chỉ có hai loại phổ biến nhất: điện trở và điện dung . Sự khác biệt chính của chúng là màn hình điện trở nhận biết áp suất, trong khi màn hình điện dung nhận biết cảm ứng.

Màn hình cảm ứng điện trở

Công nghệ này phổ biến nhất trong các thiết bị di động, điều này được giải thích bởi tính đơn giản của công nghệ và chi phí sản xuất thấp. Màn hình điện trở là màn hình LCD, trên đó đặt chồng lên nhau hai tấm trong suốt, ngăn cách bởi một lớp điện môi. Tấm trên cùng linh hoạt khi người dùng ấn vào nó, trong khi tấm dưới được cố định chắc chắn vào màn hình. Dây dẫn được áp dụng cho các bề mặt đối diện nhau.

Màn hình cảm ứng điện trở

Bộ vi điều khiển cung cấp điện áp nối tiếp tới các điện cực của tấm trên và tấm dưới. Khi màn hình được nhấn, lớp linh hoạt trên cùng sẽ uốn cong và bề mặt dẫn điện bên trong của nó chạm vào lớp dẫn điện phía dưới, từ đó làm thay đổi điện trở của toàn bộ hệ thống. Sự thay đổi điện trở được bộ vi điều khiển ghi lại và do đó tọa độ của điểm tiếp xúc được xác định.

Ưu điểm của màn hình điện trở bao gồm tính đơn giản và chi phí thấp, độ nhạy tốt và khả năng nhấn vào màn hình bằng ngón tay hoặc bất kỳ vật nào. Trong số các nhược điểm, cần lưu ý khả năng truyền ánh sáng kém (kết quả là bạn phải sử dụng nhiều hơn đèn nền sáng), hỗ trợ bấm nhiều lần (cảm ứng đa điểm) kém, không xác định được lực nhấn cũng như hao mòn cơ học khá nhanh, mặc dù so với tuổi thọ của điện thoại thì nhược điểm này không quá quan trọng, vì nó thường điện thoại nhanh hơn thất bại hơn màn hình cảm ứng.

Ứng dụng: Điện thoại cầm tay, PDA, điện thoại thông minh, thiết bị liên lạc, thiết bị đầu cuối POS, TabletPC, thiết bị y tế.

Màn hình cảm ứng điện dung

Màn hình cảm ứng điện dung được chia thành hai loại: điện dung bề mặt và điện dung dự kiến . Màn hình cảm ứng điện dung bề mặt là thủy tinh trên bề mặt được phủ một lớp dẫn điện mỏng trong suốt, trên đó lớp phủ bảo vệ. Dọc theo các cạnh của kính có các điện cực được in tạo ra điện áp xoay chiều điện áp thấp cho lớp phủ dẫn điện.

Màn hình cảm ứng điện dung bề mặt

Khi bạn chạm vào màn hình, một xung điện sẽ được tạo ra tại điểm tiếp xúc, cường độ của xung này tỷ lệ thuận với khoảng cách từ mỗi góc của màn hình đến điểm tiếp xúc nên bộ điều khiển khá đơn giản để tính toán tọa độ điểm tiếp xúc và so sánh các dòng điện này. Ưu điểm của màn hình điện dung bề mặt bao gồm: truyền ánh sáng tốt, thời gian phản hồi ngắn và nguồn tài nguyên tuyệt vời chạm vào. Trong số những nhược điểm: các điện cực đặt ở hai bên không phù hợp với thiết bị di động, chúng đòi hỏi nhiệt độ bên ngoài, không hỗ trợ cảm ứng đa điểm, bạn có thể chạm vào chúng bằng ngón tay hoặc bút cảm ứng đặc biệt và chúng không thể xác định lực nhấn. lực lượng.

Ứng dụng: Quầy thông tin tại khu vực an ninh, tại một số máy ATM.

Màn hình cảm ứng điện dung dự kiến Chúng là thủy tinh có các đường dẫn nằm ngang của vật liệu dẫn điện và các đường xác định theo chiều dọc của vật liệu dẫn điện được áp vào nó, ngăn cách bởi một lớp điện môi.

Màn hình cảm ứng điện dung dự kiến

Màn hình như vậy hoạt động như sau: một bộ vi điều khiển áp dụng điện áp tuần tự vào từng điện cực trong vật liệu dẫn điện và đo biên độ của xung dòng điện thu được. Khi ngón tay đến gần màn hình, điện dung của các điện cực nằm dưới ngón tay sẽ thay đổi và do đó bộ điều khiển xác định vị trí của cảm ứng, tức là tọa độ của cảm ứng giao nhau với các điện cực có điện dung tăng.

Ưu điểm của màn hình cảm ứng điện dung dự kiến ​​là tốc độ nhanh phản hồi chạm, hỗ trợ cảm ứng đa điểm, xác định tọa độ chính xác hơn so với màn hình điện trở và phát hiện áp suất. Do đó, những màn hình này được sử dụng ở mức độ lớn hơn trong các thiết bị như iPhone và iPad. Điều đáng chú ý là độ tin cậy cao hơn của những màn hình này và kết quả là tuổi thọ dài hơn. Trong số những nhược điểm, có thể lưu ý rằng trên những màn hình như vậy, bạn chỉ có thể chạm bằng ngón tay (vẽ hoặc viết bằng tay bằng ngón tay rất bất tiện) hoặc bằng bút cảm ứng đặc biệt.

Ứng dụng: thiết bị đầu cuối thanh toán, ATM, ki-ốt điện tử trên đường phố, bàn di chuột của máy tính xách tay, iPhone, iPad, thiết bị liên lạc, v.v.

Màn hình cảm ứng SAW (sóng âm bề mặt)

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của loại màn hình này như sau: các phần tử áp điện được đặt ở các góc của màn hình, có nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu điện cung cấp cho chúng thành sóng siêu âm và truyền các sóng này dọc theo bề mặt màn hình. Các tấm phản xạ được phân bổ dọc theo các cạnh của một bên màn hình, giúp phân phối sóng siêu âm trên toàn bộ màn hình. Ở các cạnh đối diện của màn hình với tấm phản xạ có các cảm biến tập trung sóng siêu âm và truyền chúng xa hơn đến đầu dò, từ đó chuyển đổi sóng siêu âm trở lại thành tín hiệu điện. Do đó, đối với bộ điều khiển, màn hình được biểu diễn dưới dạng ma trận kỹ thuật số, mỗi giá trị tương ứng với một điểm cụ thể trên bề mặt màn hình. Khi ngón tay chạm vào màn hình tại bất kỳ điểm nào, sóng sẽ bị hấp thụ và kết quả là mô hình truyền sóng siêu âm tổng thể sẽ thay đổi và kết quả là đầu dò tạo ra tín hiệu điện yếu hơn so với tín hiệu được lưu trữ trong màn hình. ký ức ma trận kỹ thuật số màn hình và do đó tọa độ chạm vào màn hình được tính toán.

Màn hình cảm ứng SAW

Ưu điểm bao gồm độ trong suốt cao, vì màn hình không chứa bề mặt dẫn điện, độ bền (lên đến 50 triệu lần chạm) và màn hình cảm ứng chất hoạt động bề mặt cho phép bạn xác định không chỉ tọa độ nhấn mà còn cả lực nhấn.

Trong số những nhược điểm, chúng ta có thể lưu ý rằng độ chính xác của việc xác định tọa độ thấp hơn so với tọa độ điện dung, nghĩa là bạn sẽ không thể vẽ trên những màn hình như vậy. Một nhược điểm lớn là trục trặc khi tiếp xúc với tiếng ồn, rung động hoặc khi màn hình bị bẩn, tức là. Bất kỳ bụi bẩn nào trên màn hình sẽ cản trở hoạt động của nó. Ngoài ra, những màn hình này chỉ hoạt động chính xác với các vật thể hấp thụ sóng âm.

Ứng dụng: màn hình cảm ứng chất hoạt động bề mặt chủ yếu ở các ki-ốt thông tin bảo mật, trong cơ sở giáo dục, V máy đánh bạc và như thế.

Màn hình cảm ứng hồng ngoại

Thiết kế và nguyên lý hoạt động của màn hình cảm ứng hồng ngoại khá đơn giản. Dọc hai bên cạnh màn hình cảm ứng có đèn LED phát ra tia hồng ngoại. Và phía đối diện màn hình có các phototransistor tiếp nhận tia hồng ngoại. Do đó, toàn bộ màn hình được bao phủ bởi một lưới vô hình gồm các tia hồng ngoại giao nhau và nếu bạn chạm vào màn hình bằng ngón tay, các tia sẽ chồng lên nhau và không chạm vào các bóng bán dẫn quang, được bộ điều khiển đăng ký ngay lập tức và do đó tọa độ của chạm đã được xác định.

Màn hình cảm ứng hồng ngoại

Ứng dụng: Màn hình cảm ứng hồng ngoại chủ yếu được sử dụng trong các ki-ốt thông tin, Máy bán hàng tự động, V Thiết bị y tế vân vân.

Trong số các ưu điểm, chúng ta có thể lưu ý đến độ trong suốt cao của màn hình, độ bền, tính đơn giản và khả năng bảo trì của mạch. Trong số những nhược điểm: chúng sợ bụi bẩn (do đó chỉ được sử dụng trong nhà), không xác định được lực ép, độ chính xác trung bình trong việc xác định tọa độ.

tái bút Vì vậy, chúng tôi đã xem xét các loại chính phổ biến nhất công nghệ cảm ứng(mặc dù cũng có những cái ít phổ biến hơn, chẳng hạn như quang học, máy đo biến dạng, cảm ứng, v.v.). Trong số tất cả các công nghệ này, công nghệ điện trở và điện dung phổ biến nhất trong các thiết bị di động, vì chúng có độ chính xác cao xác định điểm tiếp xúc. Của họ đặc điểm tốt nhất có màn hình cảm ứng điện dung.

Văn bản được biên soạn dựa trên tài liệu từ các nguồn mở bởi các nhà phương pháp công nghệ Karabin A.S., L.V. Gavrik, S.V. Usachev