Có những loại màn hình cảm ứng nào? Các loại màn hình cảm ứng. Màn hình cảm ứng nào tốt hơn?
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 cao 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.
Trước khi xem xét màn hình điện dung hoặc điện trở, bạn cần quyết định công nghệ cảm ứng nói chung là gì. Mọi thứ đều rõ ràng ở đây: đây là màn hình xác định tọa độ của máy ép. Theo thuật ngữ khoa học, điều này đề cập đến một phương pháp kiểm soát giao diện mà người dùng có thể nhấp trực tiếp vào địa điểm quan tâm. Hiện tại, có một số phương pháp để triển khai màn hình cảm ứng. Đó là giá trị xem xét từng riêng biệt.
Công nghệ điện trở
Để quyết định loại màn hình nào, điện dung hay điện trở, là tốt nhất cho bạn, bạn cần xem xét chúng. Tùy chọn thứ hai liên quan đến việc sử dụng một công nghệ sản xuất nhất định. Phía dưới có tấm kính, phía trên có màng dẻo trong suốt. Có một lớp phủ dẫn điện trên bảng và màng, nghĩa là điện trở. Khi bạn nhấn vào màn hình, hiện tượng đoản mạch sẽ xảy ra tại một điểm nhất định. Nếu bạn biết điện áp trên các điện cực ở một bên và đo nó trên màng, bạn có thể theo dõi một tọa độ. Hai tọa độ sẽ yêu cầu tắt một nhóm điện cực để bật nhóm khác. Tất cả điều này được bộ vi xử lý thực hiện tự động ngay khi điện áp trên màng thay đổi. Màn hình điện trở không cho phép cảm ứng đa điểm.
Đặc điểm của công nghệ điện trở
Giống như bất kỳ loại thiết bị được triển khai nào khác, có một số tính năng nhất định là tích cực hoặc tiêu cực tùy thuộc vào tình huống. Ưu điểm thường là chi phí sản xuất thấp cũng như khả năng ép bằng bất cứ thứ gì vì bạn chỉ cần đẩy màng. Độ chính xác định vị được tăng lên thông qua việc sử dụng bút stylus.
Điểm tiêu cực
Những nhược điểm chính bao gồm mức độ truyền ánh sáng thấp, tỷ lệ trầy xước trên bề mặt cao, khả năng nhấp vào một điểm không quá 35 triệu lần và không thể thực hiện cảm ứng đa điểm. Nếu bạn không thể quyết định nên chọn màn hình điện dung hay điện trở, thì điều quan trọng cần lưu ý là không thể sử dụng các cử chỉ như trượt, vì bạn cần phải nhấn ngón tay lên màn hình và kéo mà không thả ngón tay ra. Trong các thiết bị có điều khiển như vậy, tốt hơn là nên sử dụng phần mềm yêu cầu sử dụng tối thiểu các cử chỉ “vuốt”.
Tìm hiểu các tính năng của công nghệ này, điều đáng chú ý là nó có thể được thực hiện theo nhiều cách và có những khác biệt nhất định. Màn hình cảm ứng điện dung có thể đơn giản là điện dung hoặc điện dung chiếu. Tùy chọn đầu tiên liên quan đến việc sử dụng các yếu tố nhất định. Một vật liệu điện trở trong suốt, chẳng hạn như hợp kim oxit thiếc hoặc indium, được đặt phía trên tấm kính. Các điện cực được đặt ở các góc, tạo một điện áp xoay chiều nhỏ lên lớp dẫn điện. Nếu màn hình bị một vật dẫn điện chạm vào thì sẽ xảy ra hiện tượng rò rỉ và vật này càng gần điện cực thì điện trở của màn hình càng thấp, tức là cường độ dòng điện tăng lên rõ rệt. Và tất cả điều này được gọi là màn hình điện dung, vì dòng điện xoay chiều được dẫn bởi một vật thể có điện dung lớn hơn. Thông thường chúng ta đang nói về một ngón tay.
Đặc điểm của màn hình điện dung
Giống như các loại công nghệ khác, trong trường hợp này chúng ta đang nói về sự kết hợp giữa ưu điểm và nhược điểm. Ưu điểm so với các loại khác bao gồm độ truyền ánh sáng cao, tuổi thọ nhấp chuột đáng kể, tính đơn giản và dễ vận hành bằng phương pháp “lật”. Ở đây cũng có nhược điểm: bạn chỉ cần sử dụng ngón tay hoặc bút cảm ứng chuyên dụng. Màn hình điện dung thông thường không hỗ trợ công nghệ cảm ứng đa điểm. Thường có những cú nhấp chuột tình cờ. Ví dụ: hệ thống có thể nhận dạng một cử chỉ là "cuộn" ngay cả khi nó không có chủ ý, vì rất khó để giữ ngón tay ở một vị trí sau khi nhấn.
Màn hình cảm ứng điện dung dự kiến
Trong trường hợp này, thiết bị khác khá nhiều so với những thiết bị trước. Mặt trong của màn hình là một mạng lưới các điện cực. Nếu một vật có điện dung lớn hơn chạm vào điện cực thì sẽ tạo thành một tụ điện có điện dung không đổi. Những màn hình như vậy được sử dụng ngoài trời vì chúng cho phép lắp đặt kính có độ dày lên tới 18 mm, không chỉ tạo ra bề mặt cứng nhất có thể mà còn đảm bảo khả năng chống phá hoại.
Các tính năng của cảm biến điện dung dự kiến
Trong trường hợp này, cũng như tất cả những trường hợp khác, có những ưu điểm và nhược điểm nhất định mà bạn nên biết. Những ưu điểm bao gồm khả năng thực hiện cảm ứng đa điểm, phản ứng với áp lực bằng găng tay, mức độ truyền ánh sáng cao cũng như độ bền của màn hình. Những màn hình như vậy có thể phản hồi khi ngón tay tiếp cận mà không cần thực sự nhấn. Ngưỡng thời điểm hoàn tất thao tác chạm thường có thể được cấu hình bằng phần mềm. Điểm cực đoan thường là chính màn hình, vì việc đẩy qua nó hoàn toàn vô dụng.
Nếu chúng ta xem xét màn hình điện dung chiếu, nó cũng có một số nhược điểm nhất định, thường được gọi là thiết bị điện tử phức tạp và khá đắt tiền, không thể sử dụng bút cảm ứng thông thường và khả năng xảy ra nhấp chuột vô tình.
Công nghệ cảm ứng đa điểm
Không thể xác định loại màn hình cảm ứng, điện dung hoặc điện trở thích hợp nếu không giải quyết được vấn đề liên quan đến việc triển khai công nghệ này. Multitouch là khả năng thực hiện nhiều thao tác chạm. Việc triển khai này liên quan đến việc theo dõi tọa độ của một số lần nhấp chuột cùng một lúc. Nếu công nghệ như vậy được triển khai trên điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng thì nó có thể được sử dụng để bắt chước việc chơi một nhạc cụ, chẳng hạn như ghi-ta. Điều này cần phải được xem xét chi tiết hơn.
Bạn có thể lấy màn hình điện dung hoặc điện trở thông thường. Ví dụ: nếu trước tiên bạn nhấn vào góc trên bên trái, sau đó không nhấc ngón tay lên mà dùng ngón tay khác nhấn vào góc dưới bên phải, thì thiết bị điện tử sẽ xác định tâm màn hình là tọa độ, tức là giữa đoạn giữa các cặp chạm này. Điều này sẽ hiển thị nếu bạn khởi chạy một ứng dụng đặc biệt theo dõi tọa độ của lần nhấp. Tuy nhiên, câu hỏi đặt ra: việc chia tỷ lệ hình ảnh được thực hiện như thế nào nếu chỉ nhận ra một cú nhấp chuột?
Mọi thứ đều đơn giản ở đây. Đây là thủ thuật phần mềm phổ biến nhất. Bạn đã nhấn vào màn hình điện dung - thiết bị điện tử đã phát hiện ra điều này. Đây sẽ là điểm "A". Bây giờ, không cần thả ngón tay ra, bạn ấn vào một chỗ khác, đó sẽ là điểm “B”, hóa ra lúc này điểm áp lực đó lập tức di chuyển sang một bên, tạo thành chữ “C”. Đó là thời điểm, khi ngón tay thực sự không được nhả ra nhưng điểm nhấn sẽ di chuyển ngay lập tức, điều này được xử lý trong phần mềm dưới dạng cảm ứng đa điểm. Hơn nữa, nếu điểm “C” trở nên gần hơn với “A”, thì chuyển động của các ngón tay sẽ được xác định, tức là trong trường hợp là một hình ảnh, hình ảnh phải được giảm bớt và ngược lại. Một điểm nữa: nếu điểm “C” mô tả một vòng cung xung quanh một trong các điểm thì chương trình sẽ xác định đây là thao tác xoay một ngón tay quanh ngón tay kia, điều này đòi hỏi phải xoay hình ảnh theo hướng thích hợp.
Sử dụng màn hình điện trở và điện dung
Các nhà phát triển chuyên nghiệp thường sử dụng loại đầu tiên vì nó cho phép bạn điều khiển bất kỳ đối tượng nào trong các điều kiện thời tiết khác nhau. Công nghệ điện trở sử dụng số lượng cảm biến trên mỗi cm vuông lớn hơn so với công nghệ điện dung, do đó màn hình có thể hiển thị các biểu tượng nhỏ có thể được ấn bằng kim. Ví dụ: hệ điều hành Windows Mobile được thiết kế với tính năng này nên nó hoạt động tốt với màn hình điện trở. Những màn hình như vậy hầu như không nhạy cảm với những cú nhấp chuột vô tình. Tuy nhiên, nhiều nhà phát triển hiện đang hướng tới việc tạo ra các ứng dụng hướng tới màn hình cảm ứng điện dung. Điều này đã trở thành một vấn đề đối với các thiết bị được chế tạo bằng công nghệ điện trở.
Mức độ bảo vệ
Điều quan trọng là phải hiểu rằng đối với máy tính bảng và thiết bị liên lạc, màn hình là bộ phận dễ bị tổn thương nhất. Màn hình điện dung là một lựa chọn thích hợp hơn về độ tin cậy. Hiệu suất của nó trong mọi điều kiện cao hơn đáng kể và các mẫu điện trở có thể bị hỏng, chẳng hạn như nếu bạn mang chúng xuống bằng kính. Màn hình điện dung là một lựa chọn không an toàn. Ngay cả khi nó bị hỏng, nó vẫn sẽ tiếp tục thực hiện các chức năng của mình. Nếu bạn đang quyết định nên chọn màn hình điện dung hay điện trở, điều cần lưu ý là trong điều kiện hiện trường, màn hình đầu tiên sẽ là lựa chọn tốt nhất.
kết luận
Tóm lại, có thể lưu ý rằng cả hai tùy chọn triển khai hiển thị đều có những ưu điểm và nhược điểm. Trong khi màn hình điện dung là một tập hợp các khả năng thì màn hình điện trở lại tập trung vào việc sử dụng trong một số tình huống nhất định. Thông thường tất cả phụ thuộc vào giao diện được sử dụng trong tiện ích. dễ sử dụng, diện tích nhấn của nó nhỏ hơn đáng kể so với ngón tay, tuy nhiên, với khả năng phản hồi bề mặt tốt, rất thuận tiện khi thực hiện mà không cần thiết bị này. Sự cải tiến không ngừng của màn hình điện trở đã dẫn đến sự xuất hiện của các mẫu khá cứng, tức là có khả năng chống trầy xước nhưng cũng phản hồi nhanh. Các tùy chọn như vậy đã trở nên rất thuận tiện để sử dụng.
Nhu cầu sử dụng bút cảm ứng đặc biệt cho màn hình điện dung đôi khi gây ra sự bất tiện đáng kể vì nó thường không đi kèm với thiết bị. Và công nghệ điện trở liên quan đến cả việc đi kèm với một thiết bị đặc biệt và khả năng ấn bằng bất kỳ vật cứng nào. Một trong những lý do khiến nhiều người chọn màn hình cảm ứng điện dung là cảm ứng đa điểm, tuy nhiên, cần lưu ý rằng phần lớn đây là cách triển khai phần mềm, như đã được mô tả và với cách tiếp cận phù hợp, nó có thể được áp dụng cho màn hình cảm ứng điện trở. Công nghệ điện dung dự kiến vẫn chưa trở nên dễ tiếp cận như chúng ta mong muốn.
Dựa trên sự khác biệt về cách nhập thông tin, cảm biến màn hình được chia thành hai loại: màn hình điện trở và màn hình điện dung.
loại điện trở
Loại điện trở - một màn hình phản ứng với áp lực từ hầu hết mọi vật cứng. Theo quy định, điện thoại có cảm biến này sẽ đi kèm với bút cảm ứng - một cây gậy đặc biệt.
Ưu điểm của màn hình như vậy có thể kể đến là gì: giá cả! chúng rất rẻ để sản xuất và lấp đầy một khoảng trống cực kỳ lớn.
Một ưu điểm quan trọng khác là chúng có khả năng chống ô nhiễm rất cao. Nói một cách khá đơn giản, nếu bạn nhìn thấy (ít nhất là bằng cách nào đó) các nút thì chúng hoạt động!
Về nhược điểm, điều đáng chú ý là độ dẫn ánh sáng không cao lắm.
Màn hình điện trở có 2 loại: 4 dây và 5 dây
loại điện dung
Loại điện dung - giống như loại điện trở, có hai loại màn hình điện dung - loại điện dung bề mặt và loại điện dung chiếu.
Loại điện dung bề mặt: Màn hình sử dụng nguyên lý dẫn dòng điện xoay chiều bởi một vật có điện dung cao.
Cảm biến loại điện dung là một tấm kính được phủ một lớp dây dẫn. Các điện cực nằm ở các góc của màn hình cung cấp điện áp xoay chiều cho nó. Khi một người chạm vào bằng ngón tay hoặc bất kỳ vật nào khác, một dòng điện sẽ xuất hiện. Dòng điện ở tất cả các góc của màn hình được ghi lại bằng các cảm biến đặc biệt và truyền đến bộ điều khiển để tính toán tọa độ của điểm tiếp xúc.
Loại màn hình điện dung đáng tin cậy hơn (được thiết kế cho 200 triệu lần chạm vào một điểm so với 35 triệu), không cho chất lỏng đi qua và có khả năng chống lại các chất gây ô nhiễm không dẫn điện. Một ưu điểm nữa của loại này là độ trong suốt của màn hình lên đến 90%.
Bây giờ về nhược điểm - màn hình sẽ không hoạt động khi bạn đeo găng tay, đây là nhược điểm đầu tiên. Nhược điểm thứ hai là không thể chạm đa điểm trên nó.
Loại điện dung dự kiến: Một lưới điện cực được áp dụng bên trong màn hình. Cùng với cơ thể con người, những điện cực này tạo ra một tụ điện.
Các tính năng của loại này bao gồm: ưu điểm - độ trong suốt của màn hình khoảng 90%, dải nhiệt độ rộng bất thường, nhiều màn hình có thể hoạt động ngay cả khi bạn đeo găng tay. Cảm ứng đa điểm đã xuất hiện ở đây. Và cuối cùng, những màn hình này rất bền.
Những nhược điểm bao gồm giá của một cảm biến như vậy và sự phức tạp của việc sản xuất.
Do đó, nếu bạn đang chọn loại màn hình cảm ứng để mua điện thoại, cá nhân tôi khuyên bạn nên mua loại màn hình điện dung.
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, mỗi thiết bị được liệt kê đều có thể sử dụng loại màn hình cảm ứng này hoặc loại khác. Hiện nay, một số loại màn hình cảm ứng đã được phát triển và theo đó, mỗi loại 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 có hai tấm trong suốt được đặt chồng lên nhau, 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 những nhược điểm, cần lưu ý khả năng truyền ánh sáng kém (kết quả là bạn phải sử dụng đèn nền sáng hơn), hỗ trợ bấm nhiều lần (cảm ứng đa điểm) kém, chúng không thể xác định được lực nhấn cũng như khá nhanh. hao mòn cơ học, mặc dù so với tuổi thọ của điện thoại thì nhược điểm này không quá quan trọng vì điện thoại thường hỏng nhanh hơn màn hình cảm ứng.
Ứng dụng: điện thoại di động, 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 Chúng là thủy tinh, trên bề mặt được phủ một lớp dẫn điện mỏng trong suốt, trên đó phủ một lớp 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 tuổi thọ cảm ứng dài. 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 chiếu là tốc độ phản hồi cảm ứng nhanh, 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, được so sánh với ma trận kỹ thuật số của màn hình được lưu trong bộ nhớ 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 SAW chủ yếu được tìm thấy trong các ki-ốt thông tin an toàn, cơ sở giáo dục, máy chơi game, v.v.
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, thiết bị y tế, v.v.
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 công nghệ cảm biến phổ biến nhất (mặc dù cũng có những loại 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 được sử dụng rộng rãi nhất trong các thiết bị di động vì chúng có độ chính xác cao trong việc xác định điểm tiếp xúc. Trong số này, màn hình cảm ứng điện dung chiếu có đặc điểm tốt nhất.
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
iPhone 2G là điện thoại di động đầu tiên hoạt động hoàn toàn trên màn hình cảm ứng. Đã hơn mười năm trôi qua kể từ khi nó được trình làng nhưng nhiều người trong chúng ta vẫn chưa biết Màn hình cảm ứng hoạt động như thế nào. Nhưng chúng ta gặp phải công cụ nhập liệu trực quan này không chỉ trong điện thoại thông minh mà còn trong máy ATM, thiết bị đầu cuối thanh toán, máy tính, ô tô và máy bay - theo đúng nghĩa đen ở mọi nơi.
Trước màn hình cảm ứng, giao diện phổ biến nhất để nhập lệnh vào các thiết bị điện tử là các loại bàn phím khác nhau. Mặc dù chúng dường như không có gì chung với màn hình cảm ứng, nhưng trên thực tế, màn hình cảm ứng giống với bàn phím đến mức nào có thể gây ngạc nhiên. Hãy xem xét chi tiết thiết bị của họ.
Bàn phím là một bảng mạch in trên đó có lắp đặt một số hàng nút công tắc. Bất kể thiết kế, màng hay cơ học của chúng là gì, khi bạn nhấn từng phím, điều tương tự cũng xảy ra. Một mạch điện được đóng trên bo mạch máy tính dưới nút bấm, máy tính ghi lại dòng điện đi qua vị trí này của mạch, “hiểu” phím nào được nhấn và thực hiện lệnh tương ứng. Trong trường hợp màn hình cảm ứng, điều tương tự cũng xảy ra gần như tương tự.
Có khoảng chục loại màn hình cảm ứng khác nhau, nhưng hầu hết các mẫu này đều đã lỗi thời và không được sử dụng hoặc chỉ mang tính thử nghiệm và khó có thể xuất hiện trong các thiết bị sản xuất. Trước hết, tôi sẽ nói về cấu trúc của các công nghệ hiện tại, những công nghệ mà bạn thường xuyên tương tác hoặc ít nhất có thể gặp phải trong cuộc sống hàng ngày.
Màn hình cảm ứng điện trở
Màn hình cảm ứng điện trở được phát minh vào năm 1970 và có rất ít thay đổi kể từ đó.
Trong màn hình có cảm biến như vậy, một vài lớp bổ sung được đặt phía trên ma trận. Tuy nhiên, tôi sẽ khẳng định rằng ma trận ở đây hoàn toàn không cần thiết. Các thiết bị cảm ứng điện trở đầu tiên hoàn toàn không phải là màn hình.
Lớp cảm biến phía dưới bao gồm một đế bằng kính và được gọi là lớp điện trở. Một lớp phủ kim loại trong suốt được áp dụng cho nó để truyền dòng điện tốt, chẳng hạn như từ chất bán dẫn như oxit thiếc indi. Lớp trên cùng của màn hình cảm ứng, nơi người dùng tương tác bằng cách nhấn vào màn hình, được làm bằng một lớp màng dẻo và đàn hồi. Nó được gọi là lớp dẫn điện. Khoảng trống giữa các lớp được để lại một khe hở không khí hoặc được rải đều các hạt cách điện cực nhỏ. Dọc theo các cạnh, bốn, năm hoặc tám điện cực được kết nối với lớp cảm biến, kết nối nó với các cảm biến và bộ vi điều khiển. Càng nhiều điện cực, độ nhạy của màn hình cảm ứng điện trở càng cao vì sự thay đổi điện áp trên chúng được theo dõi liên tục.
Đây là màn hình có màn hình cảm ứng điện trở được bật. Chưa có gì xảy ra cả. Dòng điện chạy tự do qua lớp dẫn điện, nhưng khi người dùng chạm vào màn hình, lớp màng phía trên sẽ uốn cong, các hạt cách điện tách ra và nó chạm vào lớp dưới cùng của màn hình cảm ứng và tiếp xúc. Tiếp theo là sự thay đổi điện áp cùng một lúc trên tất cả các điện cực của màn hình.
Bộ điều khiển màn hình cảm ứng phát hiện sự thay đổi điện áp và đọc kết quả từ các điện cực. Bốn, năm, tám ý nghĩa và tất cả đều khác nhau. Dựa trên sự chênh lệch số đọc giữa điện cực bên phải và bên trái, bộ vi điều khiển sẽ tính toán tọa độ X của máy ép, đồng thời dựa trên sự chênh lệch điện áp ở điện cực trên và điện cực dưới sẽ xác định tọa độ Y và từ đó cho biết máy tính là điểm mà các lớp của màn hình cảm ứng chạm vào.
Màn hình cảm ứng điện trở có một danh sách dài các nhược điểm. Vì vậy, về nguyên tắc, họ không thể nhận ra hai lần nhấp chuột đồng thời chứ chưa nói đến số lượng lớn hơn. Họ không cư xử tốt trong thời tiết lạnh. Do cần có một lớp giữa các lớp cảm biến, ma trận của những màn hình như vậy sẽ giảm đáng kể độ sáng và độ tương phản, có xu hướng chói dưới ánh nắng mặt trời và nhìn chung trông tệ hơn rõ rệt. Tuy nhiên, khi chất lượng hình ảnh chỉ có tầm quan trọng thứ yếu, chúng vẫn tiếp tục được sử dụng do khả năng chống bám bẩn, khả năng sử dụng với găng tay và quan trọng nhất là giá thành thấp.
Những thiết bị đầu vào như vậy có mặt khắp nơi trong các thiết bị sản xuất hàng loạt rẻ tiền, chẳng hạn như thiết bị đầu cuối thông tin ở những nơi công cộng, và vẫn còn được tìm thấy trong các thiết bị cũ kỹ, chẳng hạn như máy nghe nhạc MP3 giá rẻ.
Màn hình cảm ứng hồng ngoại
Tùy chọn tiếp theo, ít phổ biến hơn nhưng vẫn phù hợp cho màn hình cảm ứng là màn hình cảm ứng hồng ngoại. Nó không có gì chung với cảm biến điện trở, mặc dù nó thực hiện các chức năng tương tự.
Màn hình cảm ứng hồng ngoại được cấu tạo từ dãy đèn LED và tế bào quang điện nhạy sáng nằm ở hai phía đối diện của màn hình. Đèn LED chiếu sáng bề mặt màn hình bằng ánh sáng hồng ngoại vô hình, tạo thành thứ gì đó giống như mạng nhện hoặc lưới tọa độ trên đó. Điều này gợi nhớ đến cảnh báo an ninh, như được thể hiện trong các bộ phim hành động gián điệp hoặc trò chơi máy tính.
Khi có thứ gì đó chạm vào màn hình, cho dù đó là ngón tay, bàn tay đeo găng, bút cảm ứng hay bút chì, hai hoặc nhiều chùm tia sẽ bị gián đoạn. Các tế bào quang điện ghi lại sự kiện này, bộ điều khiển màn hình cảm ứng sẽ tìm ra cái nào trong số chúng không nhận đủ ánh sáng hồng ngoại và dựa trên vị trí của chúng, tính toán diện tích màn hình nơi phát sinh chướng ngại vật. Việc còn lại là khớp cảm ứng với thành phần giao diện nào trên màn hình tại vị trí đó - công việc của phần mềm.
Ngày nay, màn hình cảm ứng hồng ngoại có thể được tìm thấy trong những thiết bị có màn hình có thiết kế không chuẩn, trong đó việc thêm các lớp cảm ứng bổ sung là khó khăn về mặt kỹ thuật hoặc không thực tế - trong sách điện tử dựa trên màn hình E-link, chẳng hạn như Amazon Kindle Touch và Sony. Sách điện tử. Ngoài ra, các thiết bị có cảm biến tương tự do tính đơn giản và dễ bảo trì nên đã thu hút sự chú ý của quân đội.
Màn hình cảm ứng điện dung
Nếu trong màn hình cảm ứng điện trở, máy tính ghi lại sự thay đổi độ dẫn điện sau khi nhấn trực tiếp lên màn hình giữa các lớp của cảm biến, thì cảm biến điện dung sẽ ghi lại thao tác chạm trực tiếp.
Cơ thể con người và da là chất dẫn điện tốt và mang điện tích. Bạn thường nhận thấy điều này bằng cách đi trên thảm len hoặc cởi chiếc áo len yêu thích của mình rồi chạm vào thứ gì đó bằng kim loại. Tất cả chúng ta đều quen thuộc với tĩnh điện, đã từng trải nghiệm tác dụng của nó và đã từng nhìn thấy những tia lửa nhỏ bay ra khỏi ngón tay của mình trong bóng tối. Sự trao đổi điện tử yếu hơn, không thể nhận thấy giữa cơ thể con người và các bề mặt dẫn điện khác nhau xảy ra liên tục và đây là điều mà màn hình điện dung ghi lại.
Những màn hình cảm ứng đầu tiên như vậy được gọi là điện dung bề mặt và là sự phát triển hợp lý của cảm biến điện trở. Trong đó, chỉ có một lớp dẫn điện, tương tự như lớp được sử dụng trước đây, được lắp trực tiếp lên trên màn hình. Các điện cực nhạy cảm cũng được gắn vào nó, lần này là ở các góc của bàn di chuột. Các cảm biến theo dõi điện áp trên các điện cực và phần mềm của chúng được làm cho nhạy hơn đáng kể và giờ đây có thể phát hiện những thay đổi nhỏ nhất trong dòng điện chạy qua màn hình. Khi một ngón tay (một vật dẫn điện khác, chẳng hạn như bút stylus) chạm vào bề mặt bằng màn hình cảm ứng điện dung bề mặt, lớp dẫn điện ngay lập tức bắt đầu trao đổi electron với nó và bộ vi điều khiển sẽ nhận thấy điều này.
Sự ra đời của màn hình cảm ứng điện dung bề mặt là một bước đột phá, nhưng do lớp dẫn điện được phủ trực tiếp lên mặt kính rất dễ bị hỏng nên chúng không phù hợp với thế hệ thiết bị mới.
Để tạo ra chiếc iPhone đầu tiên, cần có cảm biến điện dung dự kiến. Loại màn hình cảm ứng này đã nhanh chóng trở thành loại phổ biến nhất trong các thiết bị điện tử tiêu dùng hiện đại: điện thoại thông minh, máy tính bảng, máy tính xách tay, máy tính đa năng và các thiết bị gia dụng khác.
Lớp trên cùng của loại màn hình cảm ứng này có chức năng bảo vệ và có thể được làm bằng kính cường lực, chẳng hạn như loại kính Gorilla Glass nổi tiếng. Dưới đây là các điện cực mỏng nhất tạo thành lưới. Lúc đầu, chúng được đặt chồng lên nhau thành hai lớp, sau đó để giảm độ dày của màn hình, chúng bắt đầu được đặt ngang nhau.
Được làm từ vật liệu bán dẫn, bao gồm oxit thiếc indium nói trên, những sợi lông dẫn điện này tạo ra một trường tĩnh điện nơi chúng giao nhau.
Khi ngón tay chạm vào kính, do đặc tính dẫn điện của da, nó sẽ làm biến dạng điện trường cục bộ tại các điểm giao nhau gần nhất của các điện cực. Sự biến dạng này có thể được đo bằng sự thay đổi điện dung tại một điểm lưới.
Do dãy điện cực được chế tạo khá nhỏ và dày đặc nên hệ thống như vậy có thể theo dõi thao tác chạm rất chính xác và có thể dễ dàng nhận biết nhiều thao tác chạm cùng một lúc. Ngoài ra, việc không có các lớp và lớp xen kẽ bổ sung trong lớp ma trận, cảm biến và kính bảo vệ có tác động tích cực đến chất lượng hình ảnh. Đúng, vì lý do tương tự, màn hình bị hỏng thường được thay thế hoàn toàn. Sau khi lắp ráp lại với nhau, màn hình cảm ứng điện dung dự kiến sẽ cực kỳ khó sửa chữa.
Giờ đây, những ưu điểm của màn hình cảm ứng điện dung xạ ảnh nghe có vẻ không có gì đáng ngạc nhiên, nhưng tại thời điểm iPhone ra mắt, họ đã mang lại cho công nghệ này thành công rực rỡ, bất chấp những nhược điểm khách quan - nhạy cảm với bụi bẩn và độ ẩm.
Màn hình cảm ứng nhạy áp lực - 3D Touch
Tiền thân về mặt tư tưởng của màn hình cảm ứng nhạy áp lực là công nghệ độc quyền của Apple, được gọi là Force Touch, được sử dụng trong đồng hồ thông minh của công ty, MacBook, MackBook Pro và Magic Trackpad 2.
Sau khi thử nghiệm các giải pháp giao diện và các tình huống khác nhau để sử dụng tính năng nhận dạng áp lực trên các thiết bị này, Apple bắt đầu triển khai một giải pháp tương tự trên điện thoại thông minh của mình. Trong iPhone 6s và 6s Plus, nhận dạng và đo áp suất đã trở thành một trong những chức năng của màn hình cảm ứng và nhận được tên thương mại là 3D Touch.
Mặc dù Apple không che giấu sự thật rằng công nghệ mới chỉ sửa đổi các cảm biến điện dung mà chúng ta quen thuộc và thậm chí còn đưa ra một sơ đồ giải thích chung về nguyên lý hoạt động của nó, nhưng chi tiết về thiết kế màn hình cảm ứng với 3D Touch chỉ xuất hiện sau những chiếc iPhone đầu tiên. của thế hệ mới đã được tháo rời bởi những người đam mê.
Để dạy cho màn hình cảm ứng điện dung nhận biết các cú nhấp chuột và phân biệt giữa nhiều mức độ áp lực, các kỹ sư từ Cupertino cần phải xây dựng lại bánh sandwich màn hình cảm ứng. Họ đã thực hiện các thay đổi đối với từng bộ phận của nó và thêm một lớp mới vào lớp điện dung. Và điều thú vị là khi làm điều này, rõ ràng họ đã lấy cảm hứng từ những màn hình điện trở lỗi thời.
Lưới cảm biến điện dung vẫn không thay đổi nhưng được di chuyển về phía sau, gần với ma trận hơn. Một mảng bổ sung gồm 96 cảm biến riêng lẻ đã được tích hợp giữa một bộ tiếp điểm điện theo dõi nơi chạm vào màn hình và kính bảo vệ.
Nhiệm vụ của nó không phải là xác định vị trí của ngón tay trên màn hình iPhone. Màn hình cảm ứng điện dung vẫn xử lý việc này một cách hoàn hảo. Những tấm này cần thiết để phát hiện và đo mức độ uốn cong của kính an toàn. Apple dành riêng cho iPhone đã đặt hàng Gorilla Glass phát triển và sản xuất một lớp phủ bảo vệ có thể giữ nguyên độ bền, đồng thời đủ linh hoạt để màn hình phản ứng với áp lực.
Sự phát triển này có thể là sự kết thúc của tài liệu về màn hình cảm ứng, nếu không có một công nghệ khác được dự đoán sẽ có tương lai tuyệt vời cách đây vài năm.
Màn hình cảm ứng dạng sóng
Điều đáng ngạc nhiên là chúng không sử dụng điện và thậm chí không liên quan gì đến ánh sáng. Công nghệ hệ thống Surface Acoustic Wave sử dụng sóng âm bề mặt truyền dọc theo bề mặt màn hình để phát hiện điểm chạm. Siêu âm được tạo ra bởi các phần tử áp điện ở các góc quá cao để thính giác của con người có thể phát hiện được. Nó lan tới lui, bật ra khỏi mép màn hình nhiều lần. Âm thanh được phân tích để phát hiện những điểm bất thường do các vật thể chạm vào màn hình.
Màn hình cảm ứng sóng có một số nhược điểm. Họ bắt đầu mắc lỗi sau khi kính bị bẩn nhiều và trong điều kiện có nhiều tiếng ồn, nhưng đồng thời, ở những màn hình có cảm biến như vậy không có lớp bổ sung làm tăng độ dày và ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh. Tất cả các thành phần cảm biến được ẩn dưới khung hiển thị. Ngoài ra, cảm biến sóng cho phép bạn tính toán chính xác diện tích tiếp xúc giữa màn hình với ngón tay hoặc vật thể khác và dựa trên diện tích này, gián tiếp tính toán lực nhấn vào màn hình.
Chúng ta khó có thể bắt gặp công nghệ này trên điện thoại thông minh do xu hướng màn hình không khung hiện nay, nhưng vài năm trước, Samsung đã thử nghiệm hệ thống Surface Acoustic Wave ở dạng khối đơn và các tấm nền có màn hình cảm ứng âm thanh cũng được bán dưới dạng linh kiện cho máy đánh bạc và thiết bị đầu cuối quảng cáo. Hiện nay
