Σήμερα δεν θα εκπλήξετε κανέναν με μια οθόνη αφής. Επιπλέον, είναι ήδη περίεργο να βλέπεις συσκευές χωρίς αισθητήρα, ειδικά όταν πρόκειται για κινητά gadget. Αυτό οφείλεται στην επιθυμία να αυξηθεί η επιφάνεια εργασίας. Πόσο συχνά όμως σκεφτόμαστε ποιος τύπος οθόνης χρησιμοποιείται σε μια συγκεκριμένη συσκευή; Έχει συμβεί ποτέ, έχοντας αγοράσει ένα νέο tablet ή smartphone, να προσπαθήσουμε να το ελέγξουμε χρησιμοποιώντας το συνηθισμένο ψηφιακό στυλό, αλλά κακή τύχη, η συσκευή απλά δεν ανταποκρίνεται στην αφή της. Προφανώς, η οθόνη είναι κατασκευασμένη με χρήση διαφορετικής τεχνολογίας, χωρητικής, η οποία αρχίζει σταδιακά να εκτοπίζει τον προκάτοχό της, την οθόνη αντίστασης.
Μπορείτε να βρείτε μεγάλο αριθμό οθονών αφής που διαφέρουν όχι μόνο ως προς τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού, αλλά και στην αρχή λειτουργίας τους. Σήμερα, υπάρχουν οι ακόλουθοι τύποι οθονών αφής: αντίσταση, χωρητική, χωρητική προβολής, μήτρας, οθόνη αφής ακουστικών κυμάτων επιφάνειας, υπέρυθρες, μετρητές καταπόνησης, επαγωγικές.
Επί του παρόντος, υπάρχουν δύο κύριοι τύποι οθονών αφής που χρησιμοποιούνται στην ηλεκτρονική τεχνολογία: αντίσταση και χωρητική. Θα μιλήσουμε για αυτά με περισσότερες λεπτομέρειες, και επίσης θα προσπαθήσουμε να επισημάνουμε τα δυνατά και τα αδύνατα σημεία του καθενός.
Αρχικά, ας δούμε την αρχή λειτουργίας μιας οθόνης αφής με αντίσταση. Αποτελείται από γυάλινο πάνελ και εύκαμπτη πλαστική μεμβράνη, πάνω στην οποία εφαρμόζεται ωμική επίστρωση. Ο χώρος μεταξύ του γυαλιού και της μεμβράνης είναι γεμάτος με μικρομονωτές, οι οποίοι με τη σειρά τους μονώνουν αξιόπιστα τις αγώγιμες επιφάνειες, ομοιόμορφα κατανεμημένες στην ενεργή περιοχή της οθόνης. Όταν πατάτε την οθόνη, ο πίνακας και η μεμβράνη κλείνουν και ο ελεγκτής, χρησιμοποιώντας έναν μετατροπέα αναλογικού σε ψηφιακό, καταγράφει την αλλαγή στην αντίσταση, μετατρέποντάς την σε συντεταγμένες αφής. Αυτός είναι ο λόγος που μια τέτοια οθόνη μπορεί να πιεστεί με οποιοδήποτε σκληρό αντικείμενο, μπορεί να είναι ένα νύχι, μια ειδική γραφίδα ή ακόμα και ένα συνηθισμένο μολύβι. Ως συνέπεια αυτής της δομής, οι οθόνες αντίστασης φθείρονται σταδιακά, γι' αυτό χρειάζεται περιοδική βαθμονόμηση της οθόνης έτσι ώστε όταν πατάτε την οθόνη, οι συντεταγμένες του σημείου αφής να επεξεργάζονται σωστά.
Υπάρχουν οθόνες τεσσάρων, οκτώ, πέντε, έξι ή επτά ηλεκτροδίων. Τα απλούστερα στην κατασκευή, άρα και τα φθηνότερα, είναι τα τετραηλεκτρόδια. Μπορούν να αντέξουν μόνο 3 εκατομμύρια κλικ σε ένα σημείο. Τα πέντε σύρματα θα είναι ήδη πολύ πιο αξιόπιστα - έως και 35 εκατομμύρια κλικ · σε αυτά, τέσσερα ηλεκτρόδια βρίσκονται στον πίνακα και το πέμπτο βρίσκεται σε μια μεμβράνη, η οποία είναι επικαλυμμένη με μια αγώγιμη σύνθεση. Αξίζει να σημειωθεί ότι οι πεντάσυρμα και οι επόμενες εκδόσεις οθονών έξι και επτά καλωδίων συνεχίζουν να λειτουργούν ακόμη και αν ένα μέρος της μεμβράνης έχει καταστραφεί.
Πλεονεκτήματα
Τα πλεονεκτήματα μιας ωμικής οθόνης περιλαμβάνουν το χαμηλό κόστος παραγωγής της και, κατά συνέπεια, το χαμηλό κόστος της συσκευής στην οποία χρησιμοποιείται. Επιπλέον, αξίζει να σημειωθεί ότι η απόκριση του αισθητήρα εδώ δεν εξαρτάται από την κατάσταση της επιφάνειας της οθόνης· ακόμη και αν είναι βρώμικη, η οθόνη αφής παραμένει εξίσου ευαίσθητη. Θα πρέπει επίσης να επισημάνετε την ακρίβεια του χτυπήματος στο επιθυμητό σημείο, γιατί χρησιμοποιείται ένα πυκνό πλέγμα από στοιχεία αντίστασης.
Ελαττώματα
Ως μειονέκτημα των οθονών με αντίσταση, επισημαίνουμε τη μετάδοση χαμηλού φωτισμού, όχι περισσότερο από 70% ή 85%, επομένως απαιτείται αυξημένη φωτεινότητα οπίσθιου φωτισμού. Είναι επίσης χαμηλής ευαισθησίας, δηλ. Το απλό άγγιγμα με το δάχτυλό σας δεν αρκεί, απαιτείται πίεση, επομένως δεν μπορείτε να κάνετε χωρίς ψηφιακό στυλό ή μακριά νύχια. Αυτός ο τύπος στις περισσότερες περιπτώσεις δεν υποστηρίζει multi-touch, δηλαδή η οθόνη καταλαβαίνει μόνο ένα άγγιγμα. Κατά την αλληλεπίδραση με την οθόνη, πρέπει να καταβάλετε κάποια προσπάθεια για να μεταδώσετε οποιαδήποτε εντολή και αν το παρακάνετε, μπορείτε όχι μόνο να τη χαράξετε, αλλά και να καταστρέψετε την οθόνη. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, για τη σωστή λειτουργία είναι απαραίτητο να βαθμονομείτε περιοδικά την οθόνη.
Χωρητική οθόνη αφής
Μια χωρητική οθόνη είναι ένα γυάλινο πάνελ που είναι επικαλυμμένο με ένα διαφανές ανθεκτικό υλικό, συνήθως ένα κράμα οξειδίου του ινδίου και οξειδίου του κασσιτέρου. Στις γωνίες του πίνακα εγκαθίστανται ηλεκτρόδια, τα οποία παρέχουν μια εναλλασσόμενη τάση χαμηλής τάσης στο αγώγιμο στρώμα, παρακολουθούν τη ροή των φορτίων στην οθόνη και μεταδίδουν δεδομένα στον ελεγκτή, καθορίζοντας έτσι τις συντεταγμένες του σημείου επαφής. Πριν αγγίξετε, η οθόνη έχει κάποιο ηλεκτρικό φορτίο. όταν αγγίζεται με ένα δάχτυλο, εμφανίζεται ένα σημείο στο αγώγιμο στρώμα, το δυναμικό του οποίου είναι μικρότερο από τα δυναμικά του ηλεκτροδίου, καθώς το ανθρώπινο σώμα έχει την ικανότητα να διεξάγει ηλεκτρικό ρεύμα και έχει μια ορισμένη χωρητικότητα. Δεν υπάρχουν εύκαμπτες μεμβράνες στην οθόνη, γεγονός που εξασφαλίζει υψηλή αξιοπιστία και σας επιτρέπει να μειώσετε τη φωτεινότητα του οπίσθιου φωτισμού. Αυτός ο τύπος οθόνης είναι ικανός να προσδιορίζει ταυτόχρονα τις συντεταγμένες δύο ή περισσότερων σημείων αφής, πράγμα που σημαίνει υποστήριξη πολλαπλής αφής.
Οι χωρητικές οθόνες προβολής έχουν γίνει υποτύπος χωρητικών οθονών. Λειτουργούν με παρόμοια αρχή. Η διαφορά είναι ότι τα βασικά στοιχεία σε αυτά δεν βρίσκονται στο εξωτερικό της οθόνης, αλλά στο εσωτερικό, καθιστώντας τον αισθητήρα πιο προστατευμένο. Αυτός ο τύπος οθόνης χρησιμοποιείται κυρίως σε σύγχρονες κινητές συσκευές.
Η αλληλεπίδραση με μια χωρητική οθόνη πρέπει να πραγματοποιείται μόνο με ένα αγώγιμο αντικείμενο, ένα γυμνό δάχτυλο ή μια ειδική γραφίδα που έχει ηλεκτρική χωρητικότητα. Ο αριθμός των κλικ πριν αποτύχουν τα στοιχεία του αισθητήρα φτάνει τις 200 εκατομμύρια φορές.
Πλεονεκτήματα
Ένα από τα πλεονεκτήματα των χωρητικών οθονών είναι ότι ακόμη και σε έντονη ηλιοφάνεια, η ορατότητα παραμένει αρκετά καλή, κάτι που δεν μπορεί να ειπωθεί για μια οθόνη με αντίσταση, καθώς αντανακλά πολύ φως του περιβάλλοντος. Ένα άλλο πλεονέκτημα ήταν η δυνατότητα γρήγορης και ακριβούς αναγνώρισης της αφής χωρίς τη χρήση πρόσθετων αξεσουάρ. Το αναμφισβήτητο πλεονέκτημα των οθονών αυτού του τύπου είναι η μεγαλύτερη διάρκεια ζωής του αισθητήρα σε σύγκριση με τον προηγούμενο τύπο. Έχει επίσης εμφανιστεί μια διεπαφή "πολλών δακτύλων" ή πολλαπλή αφής, αν και δεν έχουν εφαρμοστεί πλήρως όλες οι συσκευές με οθόνη αυτού του τύπου.
Ελαττώματα
Οι αρνητικές πτυχές της χρήσης μιας χωρητικής οθόνης αφής περιλαμβάνουν υψηλότερο κόστος λόγω της πολυπλοκότητας της παραγωγής. Η αλληλεπίδραση με την οθόνη είναι δυνατή μόνο αγγίζοντας ένα υλικό που είναι αγωγός. Για το λόγο αυτό, αγοράζονται ειδικές χωρητικές γραφίδες ή γάντια για να το δουλέψετε· αυτό γίνεται ιδιαίτερα σημαντικό σε κρύο καιρό και αυτό είναι ένα άλλο στοιχείο εξόδων.
Συνοψίζοντας, ας υπενθυμίσουμε ότι οι οθόνες με αντίσταση είναι ευαίσθητες στην πίεση, ενώ οι χωρητικές οθόνες είναι ευαίσθητες στην αφή. Η ακρίβεια των χωρητικών οθονών είναι συγκρίσιμη με αυτή των ωμικών οθονών, αλλά ο χωρητικός τύπος είναι πιο αξιόπιστος λόγω της απουσίας εύκαμπτης μεμβράνης και τα λιγότερα στρώματα τις καθιστούν πιο διαφανείς.
Υπάρχει η άποψη ότι οι αντιστατικές οθόνες έχουν ήδη ξεπεράσει τη χρησιμότητά τους και το μέλλον ανήκει στις χωρητικές οθόνες. Πράγματι, η μετάβαση από τη μηχανική-ηλεκτρική είσοδο στην ηλεκτρική σημαίνει ήδη πολλά, καθώς η ακρίβεια του προσδιορισμού των συντεταγμένων έχει αυξηθεί και έχει εμφανιστεί το multi-touch.
Ωστόσο, σήμερα υπάρχει ακόμη ένας μεγάλος αριθμός συσκευών με οθόνες αντίστασης στην αγορά ηλεκτρονικών, αλλά αρχίζουν σιγά σιγά να αντικαθίστανται από gadget με χωρητικούς αισθητήρες. Παρατηρώντας αυτή την τάση, μπορεί κανείς να υποθέσει ότι η πρώτη σύντομα θα εξαφανιστεί εντελώς.
Οι οθόνες των σύγχρονων συσκευών μπορούν όχι μόνο να εμφανίζουν εικόνες, αλλά και να σας επιτρέπουν να αλληλεπιδράτε με τη συσκευή μέσω αισθητήρων.
Αρχικά, οι οθόνες αφής χρησιμοποιούνταν σε ορισμένους υπολογιστές τσέπης και σήμερα οι οθόνες αφής χρησιμοποιούνται ευρέως σε κινητές συσκευές, συσκευές αναπαραγωγής, φωτογραφικές μηχανές και βιντεοκάμερες, περίπτερα πληροφοριών κ.λπ. Επιπλέον, κάθε μία από τις αναφερόμενες συσκευές μπορεί να χρησιμοποιεί έναν ή άλλο τύπο οθόνης αφής. Επί του παρόντος, έχουν αναπτυχθεί διάφοροι τύποι πάνελ αφής και, κατά συνέπεια, καθένας από αυτούς έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Σε αυτό το άρθρο θα δούμε ποιοι τύποι οθονών αφής υπάρχουν, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους και ποιος τύπος οθόνης αφής είναι καλύτερος.
Υπάρχουν τέσσερις κύριοι τύποι οθονών αφής: ωμικό, χωρητικό, με ανίχνευση επιφανειακών ακουστικών κυμάτων και υπέρυθρων . Στις κινητές συσκευές, μόνο δύο είναι πιο διαδεδομένα: ωμική και χωρητική . Η κύρια διαφορά τους είναι το γεγονός ότι οι οθόνες αντίστασης αναγνωρίζουν την πίεση, ενώ οι χωρητικές οθόνες αναγνωρίζουν την αφή.
Οθόνες αφής με αντίσταση
Αυτή η τεχνολογία είναι πιο διαδεδομένη μεταξύ των φορητών συσκευών, γεγονός που εξηγείται από την απλότητα της τεχνολογίας και το χαμηλό κόστος παραγωγής. Μια ωμική οθόνη είναι μια οθόνη LCD στην οποία τοποθετούνται δύο διαφανείς πλάκες, που χωρίζονται από ένα διηλεκτρικό στρώμα. Η επάνω πλάκα είναι εύκαμπτη, καθώς ο χρήστης την πιέζει, ενώ η κάτω πλάκα στερεώνεται άκαμπτα στην οθόνη. Οι αγωγοί εφαρμόζονται σε επιφάνειες που βρίσκονται ο ένας απέναντι από τον άλλο.
 |
|
Αντιστατική οθόνη αφής |
Ο μικροελεγκτής παρέχει τάση σε σειρά στα ηλεκτρόδια της επάνω και κάτω πλάκας. Όταν πιέζεται η οθόνη, το εύκαμπτο επάνω στρώμα κάμπτεται και η εσωτερική του αγώγιμη επιφάνεια αγγίζει το κάτω αγώγιμο στρώμα, αλλάζοντας έτσι την αντίσταση ολόκληρου του συστήματος. Η μεταβολή της αντίστασης καταγράφεται από τον μικροελεγκτή και έτσι καθορίζονται οι συντεταγμένες του σημείου επαφής.
Τα πλεονεκτήματα των οθονών με αντίσταση περιλαμβάνουν την απλότητα και το χαμηλό κόστος, την καλή ευαισθησία και τη δυνατότητα να πιέζετε την οθόνη είτε με το δάχτυλο είτε με οποιοδήποτε αντικείμενο. Μεταξύ των μειονεκτημάτων, είναι απαραίτητο να σημειωθεί κακή μετάδοση φωτός (ως αποτέλεσμα, πρέπει να χρησιμοποιήσετε πιο φωτεινό οπίσθιο φωτισμό), κακή υποστήριξη για πολλαπλά κλικ (πολλαπλό άγγιγμα), δεν μπορούν να καθορίσουν τη δύναμη πίεσης, καθώς και αρκετά γρήγορη μηχανική φθορά, αν και σε σύγκριση με τη διάρκεια ζωής του τηλεφώνου, αυτό το μειονέκτημα δεν είναι τόσο σημαντικό, καθώς το τηλέφωνο συνήθως αποτυγχάνει πιο γρήγορα από την οθόνη αφής.
Εφαρμογή: κινητά τηλέφωνα, PDA, smartphone, συσκευές επικοινωνίας, τερματικά POS, TabletPC, ιατρικός εξοπλισμός.
Χωρητικές οθόνες αφής
Οι χωρητικές οθόνες αφής χωρίζονται σε δύο τύπους: επιφανειακά-χωρητική και προβαλλόμενη-χωρητική . Επιφανειακές χωρητικές οθόνες αφής Είναι γυαλί στην επιφάνεια του οποίου εφαρμόζεται μια λεπτή διαφανής αγώγιμη επίστρωση, στην κορυφή της οποίας εφαρμόζεται προστατευτική επίστρωση. Κατά μήκος των άκρων του γυαλιού υπάρχουν τυπωμένα ηλεκτρόδια που εφαρμόζουν εναλλασσόμενη τάση χαμηλής τάσης στην αγώγιμη επίστρωση.
 |
|
Επιφανειακή χωρητική οθόνη αφής |
Όταν αγγίζετε την οθόνη, δημιουργείται ένας παλμός ρεύματος στο σημείο επαφής, το μέγεθος του οποίου είναι ανάλογο με την απόσταση από κάθε γωνία της οθόνης έως το σημείο επαφής, επομένως είναι πολύ απλό για τον ελεγκτή να υπολογίσει το συντεταγμένες του σημείου επαφής και συγκρίνετε αυτά τα ρεύματα. Τα πλεονεκτήματα των χωρητικών οθονών επιφάνειας περιλαμβάνουν: καλή μετάδοση φωτός, σύντομο χρόνο απόκρισης και μεγάλη διάρκεια αφής. Μεταξύ των μειονεκτημάτων: τα ηλεκτρόδια που τοποθετούνται στα πλάγια δεν είναι κατάλληλα για φορητές συσκευές, είναι απαιτητικά σε εξωτερική θερμοκρασία, δεν υποστηρίζουν multi-touch, μπορείτε να τα αγγίξετε με τα δάχτυλά σας ή μια ειδική γραφίδα και δεν μπορούν να καθορίσουν το πάτημα δύναμη.
Εφαρμογή: Περίπτερα πληροφοριών σε ασφαλείς χώρους, σε ορισμένα ΑΤΜ.
Προβαλλόμενες χωρητικές οθόνες αφής Είναι γυαλί με οριζόντιες κορυφαίες γραμμές αγώγιμου υλικού και κάθετες καθοριστικές γραμμές αγώγιμου υλικού που εφαρμόζονται σε αυτό, που χωρίζονται από ένα στρώμα διηλεκτρικού.
 |
|
Προβαλλόμενη χωρητική οθόνη αφής |
Μια τέτοια οθόνη λειτουργεί ως εξής: ένας μικροελεγκτής εφαρμόζει διαδοχικά τάση σε καθένα από τα ηλεκτρόδια του αγώγιμου υλικού και μετρά το πλάτος του παλμού ρεύματος που προκύπτει. Καθώς το δάχτυλο πλησιάζει την οθόνη, η χωρητικότητα των ηλεκτροδίων που βρίσκονται κάτω από το δάκτυλο αλλάζει και έτσι ο ελεγκτής καθορίζει τη θέση της αφής, δηλαδή οι συντεταγμένες της αφής είναι τεμνόμενα ηλεκτρόδια με αυξημένη χωρητικότητα.
Το πλεονέκτημα των προβαλλόμενων χωρητικών οθονών αφής είναι η γρήγορη ταχύτητα απόκρισης αφής, η υποστήριξη πολλαπλής αφής, ο ακριβέστερος προσδιορισμός συντεταγμένων σε σύγκριση με τις οθόνες αντίστασης και η ανίχνευση πίεσης. Επομένως, αυτές οι οθόνες χρησιμοποιούνται σε μεγαλύτερο βαθμό σε συσκευές όπως το iPhone και το iPad. Αξίζει επίσης να σημειωθεί η μεγαλύτερη αξιοπιστία αυτών των οθονών και, ως εκ τούτου, η μεγαλύτερη διάρκεια ζωής. Μεταξύ των μειονεκτημάτων, μπορεί να σημειωθεί ότι σε τέτοιες οθόνες μπορείτε να αγγίζετε μόνο με τα δάχτυλά σας (το σχέδιο ή το γράψιμο με το χέρι με τα δάχτυλά σας είναι πολύ άβολο) ή με μια ειδική γραφίδα.
Εφαρμογή: τερματικά πληρωμών, ΑΤΜ, ηλεκτρονικά περίπτερα στους δρόμους, touchpad φορητών υπολογιστών, iPhone, iPad, συσκευές επικοινωνίας και ούτω καθεξής.
Οθόνες αφής SAW (επιφανειακά ακουστικά κύματα)
Η σύνθεση και η αρχή λειτουργίας αυτού του τύπου οθόνης είναι η εξής: πιεζοηλεκτρικά στοιχεία τοποθετούνται στις γωνίες της οθόνης, τα οποία μετατρέπουν το ηλεκτρικό σήμα που τους παρέχεται σε υπερηχητικά κύματα και κατευθύνουν αυτά τα κύματα κατά μήκος της επιφάνειας της οθόνης. Οι ανακλαστήρες κατανέμονται κατά μήκος των άκρων μιας πλευράς της οθόνης, οι οποίοι διανέμουν τα υπερηχητικά κύματα σε ολόκληρη την οθόνη. Στα απέναντι άκρα της οθόνης από τους ανακλαστήρες υπάρχουν αισθητήρες που εστιάζουν τα υπερηχητικά κύματα και τα μεταδίδουν περαιτέρω στον μορφοτροπέα, ο οποίος με τη σειρά του μετατρέπει το υπερηχητικό κύμα ξανά σε ηλεκτρικό σήμα. Έτσι, για τον ελεγκτή, η οθόνη αναπαρίσταται ως ψηφιακός πίνακας, κάθε τιμή του οποίου αντιστοιχεί σε ένα συγκεκριμένο σημείο στην επιφάνεια της οθόνης. Όταν ένα δάχτυλο αγγίζει την οθόνη σε οποιοδήποτε σημείο, τα κύματα απορροφώνται και ως αποτέλεσμα, το συνολικό μοτίβο διάδοσης των κυμάτων υπερήχων αλλάζει και ως αποτέλεσμα, ο μορφοτροπέας παράγει ένα ασθενέστερο ηλεκτρικό σήμα, το οποίο συγκρίνεται με την ψηφιακή μήτρα του οθόνη που αποθηκεύεται στη μνήμη, και έτσι υπολογίζονται οι συντεταγμένες του αγγίγματος της οθόνης.
 |
|
SAW οθόνη αφής |
Τα πλεονεκτήματα περιλαμβάνουν υψηλή διαφάνεια, καθώς η οθόνη δεν περιέχει αγώγιμες επιφάνειες, ανθεκτικότητα (έως 50 εκατομμύρια πινελιές) και οι οθόνες αφής επιφανειοδραστικού σάς επιτρέπουν να προσδιορίζετε όχι μόνο τις συντεταγμένες πίεσης, αλλά και τη δύναμη πίεσης.
Μεταξύ των μειονεκτημάτων, μπορούμε να σημειώσουμε τη χαμηλότερη ακρίβεια του προσδιορισμού των συντεταγμένων από τις χωρητικές, δηλαδή, δεν θα μπορείτε να σχεδιάσετε σε τέτοιες οθόνες. Ένα μεγάλο μειονέκτημα είναι οι δυσλειτουργίες όταν εκτίθενται σε ακουστικό θόρυβο, κραδασμούς ή όταν η οθόνη είναι βρώμικη, π.χ. Οποιαδήποτε βρωμιά στην οθόνη θα εμποδίσει τη λειτουργία της. Επίσης, αυτές οι οθόνες λειτουργούν σωστά μόνο με αντικείμενα που απορροφούν ακουστικά κύματα.
Εφαρμογή: Οι οθόνες αφής SAW βρίσκονται κυρίως σε ασφαλή περίπτερα πληροφοριών, εκπαιδευτικά ιδρύματα, μηχανές τυχερών παιχνιδιών και ούτω καθεξής.
Υπέρυθρες οθόνες αφής
Ο σχεδιασμός και η αρχή λειτουργίας των οθονών αφής υπερύθρων είναι αρκετά απλή. Κατά μήκος των δύο παρακείμενων πλευρών της οθόνης αφής υπάρχουν LED που εκπέμπουν υπέρυθρες ακτίνες. Και στην απέναντι πλευρά της οθόνης υπάρχουν φωτοτρανζίστορ που δέχονται υπέρυθρες ακτίνες. Έτσι, ολόκληρη η οθόνη καλύπτεται με ένα αόρατο πλέγμα τεμνόμενων υπέρυθρων ακτίνων, και αν αγγίξετε την οθόνη με το δάχτυλό σας, οι ακτίνες επικαλύπτονται και δεν χτυπούν τα φωτοτρανζίστορ, τα οποία καταγράφονται αμέσως από τον ελεγκτή, και επομένως οι συντεταγμένες του το άγγιγμα καθορίζεται.
 |
|
Υπέρυθρη οθόνη αφής |
Εφαρμογή: Οι υπέρυθρες οθόνες αφής χρησιμοποιούνται κυρίως σε περίπτερα πληροφοριών, μηχανήματα αυτόματης πώλησης, ιατρικό εξοπλισμό κ.λπ.
Μεταξύ των πλεονεκτημάτων μπορούμε να σημειώσουμε την υψηλή διαφάνεια της οθόνης, την αντοχή, την απλότητα και τη συντηρησιμότητα του κυκλώματος. Μεταξύ των μειονεκτημάτων: φοβούνται τη βρωμιά (επομένως χρησιμοποιούνται μόνο σε εσωτερικούς χώρους), δεν μπορούν να καθορίσουν τη δύναμη της πίεσης, μέση ακρίβεια στον προσδιορισμό των συντεταγμένων.
ΥΣΤΕΡΟΓΡΑΦΟ. Έτσι, εξετάσαμε τους κύριους τύπους των πιο κοινών τεχνολογιών αισθητήρων (αν και υπάρχουν και λιγότερο συνηθισμένοι, όπως οπτικός, μετρητής τάσης, επαγωγή κ.λπ.). Από όλες αυτές τις τεχνολογίες, οι ωμικές και οι χωρητικές χρησιμοποιούνται ευρύτερα σε φορητές συσκευές, καθώς έχουν υψηλή ακρίβεια στον προσδιορισμό του σημείου επαφής. Από αυτές, οι προβαλλόμενες χωρητικές οθόνες αφής έχουν τα καλύτερα χαρακτηριστικά.
Το κείμενο ετοιμάστηκε με βάση υλικά από ανοιχτές πηγές από τους Τεχνολόγους μεθοδολόγους Karabin A.S., L.V. Gavrik, S.V. Ουσάτσεφ
Εάν δεν είστε ένας από τους χρήστες με γνώσεις τεχνολογίας και σύντομα θα έρθετε αντιμέτωποι με το ζήτημα της επιλογής κινητού τηλεφώνου ή smartphone με οθόνη αφής, πιθανότατα θα συναντήσετε όρους όπως "χωρητική οθόνη" ή "αντιστατική οθόνη" όταν ανάγνωση των προδιαγραφών των φορητών συσκευών. Και τότε θα έρθει στο μυαλό σας μια απολύτως λογική ερώτηση - ποια είναι καλύτερη: αντίσταση ή χωρητική; Ας μάθουμε πώς διαφέρουν οι οθόνες αφής, ποιοι τύποι υπάρχουν και ποια είναι τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους.
ΑΝΤΙΣΤΑΤΙΚΕΣ ΟΘΟΝΕΣ
Για να το πούμε με απλή γλώσσα, αποφεύγοντας έξυπνους τεχνικούς όρους και φράσεις, μια ωμική οθόνη αφής είναι μια εύκαμπτη διαφανής μεμβράνη πάνω στην οποία εφαρμόζεται μια αγώγιμη (με άλλα λόγια, ωμική) επίστρωση. Κάτω από τη μεμβράνη υπάρχει γυαλί, επίσης καλυμμένο με αγώγιμο στρώμα. Η αρχή λειτουργίας μιας ωμικής οθόνης είναι ότι όταν πιέζετε την οθόνη με ένα δάχτυλο ή γραφίδα, το γυαλί κλείνει με τη μεμβράνη σε ένα συγκεκριμένο σημείο. Ο μικροεπεξεργαστής καταγράφει τη μεταβολή της τάσης της μεμβράνης και υπολογίζει τις συντεταγμένες επαφής. Όσο πιο ακριβής είναι η πρέσα, τόσο πιο εύκολο είναι για τον επεξεργαστή να υπολογίσει τις ακριβείς συντεταγμένες. Επομένως, με οθόνες αντίστασης είναι πολύ πιο εύκολο να δουλέψετε με γραφίδα.
Τα κύρια πλεονεκτήματα των οθονών με αντίσταση είναι ότι είναι σχετικά φθηνές στην παραγωγή τους και επίσης ότι αυτός ο τύπος οθόνης ανταποκρίνεται στην πίεση από οποιοδήποτε αντικείμενο. Αυτό είναι πολύ χρήσιμο όταν κάνετε παρουσιάσεις, ειδικά επειδή οι τιμές των προβολέων σήμερα πέφτουν καθημερινά.
Τα μειονεκτήματα των οθονών με αντίσταση είναι: χαμηλή αντοχή. χαμηλή αντοχή (περίπου 35 εκατομμύρια κλικ ανά σημείο) αδυναμία υλοποίησης· ένας μεγάλος αριθμός σφαλμάτων κατά την επεξεργασία κινήσεων όπως η ολίσθηση και η ανατροπή.
Ποια οθόνη λοιπόν είναι καλύτερη: ωμική ή χωρητική;
Εάν έχετε διαβάσει προσεκτικά αυτό το άρθρο, θα μπορέσετε να βγάλετε το δικό σας συμπέρασμα χωρίς κανένα πρόβλημα. Θα πω μόνο ότι αυτή η διαμάχη είναι καταδικασμένη σε αποτυχία. Σε ορισμένους χρήστες αρέσει να εργάζονται με γραφίδα και δεν αισθάνονται άνετα με τις χωρητικές οθόνες. Αλλά οι περισσότεροι άνθρωποι είναι πιο άνετοι να χειρίζονται μια συσκευή εξοπλισμένη με χωρητική οθόνη - είναι πιο βολικό και η λειτουργία πολλαπλής αφής κάνει μεγάλη διαφορά. Δεν είναι τυχαίο ότι όλα τα σύγχρονα smartphone και tablet με Android έχουν χωρητική οθόνη.
Συσκευές εξοπλισμένες με οθόνες αφής (κινητά τηλέφωνα, tablet, netbooks, ακόμη και προσωπικοί υπολογιστές) γίνονται όλο και πιο δημοφιλείς. Αν όμως αποφασίσετε να αγοράσετε μια συσκευή της οποίας η οθόνη ανταποκρίνεται στο άγγιγμα, θα πρέπει να γνωρίζετε ότι υπάρχουν διαφορετικές τύπους οθονών αφής.
Διαφορετικοί τύποι οθονών αφής λειτουργούν με διαφορετικές φυσικές αρχές. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι οθονών αφής - χωρητική και αντίσταση. Υπάρχουν και άλλοι τύποι, για παράδειγμα, οθόνες που βασίζονται σε επιφανειακά ακουστικά κύματα, υπέρυθρες, οπτικές, μετρητές καταπόνησης, επαγωγικές (που χρησιμοποιούνται σε) κ.λπ. Αλλά η πιθανότητα να συναντήσετε τέτοιους τύπους οθονών στην καθημερινή ζωή είναι πολύ μικρή, οπότε ας μιλήσουμε για οι δύο πιο συνηθισμένοι τύποι οθονών αφής.
Τύποι οθόνης αφής: αντίσταση
Η οθόνη αφής με αντίσταση είναι μια απλούστερη και φθηνότερη τεχνολογία. Μια τέτοια οθόνη αποτελείται από δύο κύρια μέρη: ένα αγώγιμο υπόστρωμα και μια πλαστική μεμβράνη. Όταν πιέζετε τη μεμβράνη, αυτή ασφαλίζει σε επαφή με το υπόστρωμα. Σε αυτή την περίπτωση, το ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου υπολογίζει την αντίσταση που εμφανίζεται μεταξύ των άκρων της μεμβράνης και του υποστρώματος και έτσι καθορίζει τις συντεταγμένες του σημείου πίεσης.
Οι οθόνες αφής με αντίσταση χρησιμοποιούνται σε PDA, συσκευές επικοινωνίας και ορισμένα μοντέλα κινητών τηλεφώνων, τερματικά POS, υπολογιστές tablet, συσκευές βιομηχανικού ελέγχου, ιατρικός εξοπλισμός. Συνήθως, οι μικρού μεγέθους συσκευές εξοπλισμένες με οθόνη αντίστασης είναι εξοπλισμένες με γραφίδα για να διευκολύνεται το πάτημα της μεμβράνης (με μια μικρή περιοχή οθόνης είναι δύσκολο να το κάνετε αυτό με το δάχτυλό σας).
Ένα σημαντικό πλεονέκτημα των οθονών με αντίσταση είναι η απλότητα και το χαμηλό κόστος τους., γεγονός που μειώνει τελικά την τιμή ολόκληρης της συσκευής. Είναι επίσης ανθεκτικά στους λεκέδες. Αλλά το κύριο πράγμα είναι ότι ακόμη και αν δεν υπάρχει ειδική γραφίδα, μπορείτε να εργαστείτε μαζί τους με σχεδόν οποιοδήποτε σκληρό, αμβλύ αντικείμενο που έχετε στο χέρι. Αντιδρούν επίσης στο άγγιγμα των δακτύλων, ακόμα κι αν το χέρι είναι σε γάντι, ωστόσο, το άγγιγμα πρέπει να είναι αρκετά δυνατό.
Αλλά οι ωμικές οθόνες έχουν επίσης τα μειονεκτήματά τους.. Αυτός ο τύπος οθόνης αφής είναι ευαίσθητος σε μηχανικές βλάβες: εάν χρησιμοποιήσετε ένα ακατάλληλο αντικείμενο αντί για γραφίδα ή, ας πούμε, αποθηκεύσετε το τηλέφωνό σας στην ίδια τσέπη με τα κλειδιά σας, μπορείτε εύκολα να το χαράξετε. Επομένως, για συσκευές με αυτόν τον τύπο οθόνης, είναι καλύτερο να αγοράσετε επιπλέον μια ειδική προστατευτική μεμβράνη. Η ευαισθησία των προστατευτικών οθονών μειώνεται σε χαμηλές θερμοκρασίες. Επιπλέον, η διαφάνειά τους αφήνει επίσης πολλά περιθώρια: εκπέμπουν το πολύ 85% του φωτός που εκπέμπεται από την οθόνη.
Τύποι οθόνης αφής: χωρητική
Οι χωρητικές οθόνες αφής εκμεταλλεύονται το γεγονός ότι αντικείμενα υψηλής χωρητικότητας (σε αυτήν την περίπτωση, ένα άτομο) εκπέμπουν εναλλασσόμενο ηλεκτρικό ρεύμα. Τέτοιες οθόνες αποτελούνται από ένα γυάλινο πάνελ επικαλυμμένο με ένα διαφανές κράμα αντίστασης. Μια μικρή εναλλασσόμενη τάση μεταδίδεται στο αγώγιμο στρώμα. Εάν αγγίξετε το δάχτυλό σας με μια οθόνη ή άλλο αντικείμενο που μεταφέρει ρεύμα, διαρροές ρεύματος, ανιχνεύεται από αισθητήρες και υπολογίζονται οι συντεταγμένες του σημείου επαφής.
Υπάρχουν συνηθισμένες χωρητικές οθόνες και προβαλλόμενη χωρητική. Η δεύτερη τεχνολογία είναι πιο «προηγμένη». Τέτοιες οθόνες είναι πιο ευαίσθητες (ας πούμε, αντιδρούν σε ένα χέρι με γάντι, ανάλογα με τις απλά χωρητικές), υποστήριξη τεχνολογίας πολλαπλής αφής(ταυτόχρονος προσδιορισμός των συντεταγμένων πολλών σημείων επαφής). Οι χωρητικές οθόνες χρησιμοποιούνται σε ΑΤΜ, περίπτερα πληροφοριών και ασφαλείς χώρους. Προβαλλόμενη χωρητική - σε ηλεκτρονικά περίπτερα δρόμου, τερματικά πληρωμών, ΑΤΜ, επιφάνειες αφής φορητών υπολογιστών, smartphone και άλλες συσκευές που υποστηρίζουν τεχνολογία πολλαπλής αφής.
Πλεονεκτήματα τέτοιων οθονών αφής- αυτό είναι ανθεκτικότητα, αντοχή στους περισσότερους ρύπους (αυτούς που δεν μεταδίδουν ρεύμα), υψηλή διαφάνεια οθόνης και ικανότητα εργασίας σε χαμηλές θερμοκρασίες. Εάν είναι απαραίτητο, μπορεί να εξασφαλιστεί υψηλή αντοχή - το στρώμα γυαλιού σε μια χωρητική οθόνη μπορεί να έχει πάχος έως και 2 εκ. Οι χωρητικές οθόνες ανταποκρίνονται στις πιο ελαφριές πινελιές. Οι προβαλλόμενες χωρητικές οθόνες υποστηρίζουν επίσης multi-touch.
Το μειονέκτημα των χωρητικών οθονών είναι το υψηλότερο κόστος τους σε σύγκριση με τις οθόνες αντίστασης. Επιπλέον, τέτοιες οθόνες αντιδρούν μόνο σε αγώγιμα αντικείμενα: ένα δάχτυλο ή μια ειδική γραφίδα (δεν είναι η ίδια που χρησιμοποιείται με τις ωμικές οθόνες). Μερικοί τεχνίτες καταφέρνουν να χρησιμοποιούν λουκάνικα, αλλά πού είναι η εγγύηση ότι το λουκάνικο θα είναι διαθέσιμο την κατάλληλη στιγμή;
Οπως βλέπεις, διαφορετικοί τύποι οθονών αφής έχουν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους, επομένως είναι στο χέρι σας να αποφασίσετε ποιο είναι πιο κατάλληλο για εσάς προσωπικά.
Όταν συζητάτε για κινητά τηλέφωνα, smartphone ή tablet, μπορεί να ακούσετε τη λέξη οθόνη αφής. Από το πλαίσιο μπορεί να γίνει κατανοητό ότι η οθόνη αφής είναι κατά κάποιο τρόπο συνδεδεμένη με την οθόνη της συσκευής, αλλά δεν γνωρίζουν όλοι τι είδους εξάρτημα είναι και ποιες λειτουργίες εκτελεί. Σε αυτό το άρθρο θα σας πούμε τι είναι η οθόνη αφής σε ένα τηλέφωνο ή smartphone, γιατί χρειάζεται και πώς λειτουργεί.
Οθόνη αφής ή οθόνη αφήςείναι μια συσκευή που σας επιτρέπει να εισάγετε πληροφορίες σε έναν υπολογιστή αγγίζοντας την οθόνη του χρησιμοποιώντας ένα ειδικό στυλό (γραφίδα) ή απλά χρησιμοποιώντας τα δάχτυλά σας. Αυτή η τεχνολογία εξαλείφει την ανάγκη για πρόσθετα κουμπιά υλικού, τα οποία βελτιώνουν τη χρηστικότητα και μπορούν να μειώσουν το κόστος ολόκληρης της συσκευής.
Αυτή η μέθοδος εισαγωγής πληροφοριών επινοήθηκε στις ΗΠΑ τη δεκαετία του '70 του περασμένου αιώνα. Ο πρώτος υπολογιστής με οθόνη αφής ήταν το σύστημα PLATO IV, το οποίο εμφανίστηκε το 1972. Αυτή η οθόνη αφής λειτουργούσε με βάση ένα πλέγμα υπέρυθρων ακτίνων. Την ίδια περίοδο, η πρώτη οθόνη αφής που χρησιμοποιεί τεχνολογία αντίστασης αναπτύχθηκε από τον Samuel Hearst. Και το 1982, εμφανίστηκε η πρώτη τηλεόραση με οθόνη αφής με αντίσταση.
Η τεχνολογία για την κατασκευή οθονών αφής αναπτύχθηκε και στις αρχές της δεκαετίας του 2000 άρχισε να χρησιμοποιείται ενεργά στην παραγωγή κινητών συσκευών. Πρώτα εμφανίστηκαν υπολογιστές τσέπης με οθόνες αφής και στη συνέχεια τηλέφωνα, smartphone και tablet. Η χρήση της οθόνης αφής έχει επεκτείνει σημαντικά τις δυνατότητες των φορητών συσκευών, γεγονός που έχει γίνει η ώθηση για σημαντική ανάπτυξη σε αυτόν τον κλάδο.
Τώρα η οθόνη αφής χρησιμοποιείται παντού, είναι ενσωματωμένη σε τηλέφωνα, smartphone, tablet, φορητούς υπολογιστές, υπολογιστές all-in-one και οθόνες. Οι οθόνες αφής χρησιμοποιούνται επίσης ενεργά σε αυτοκίνητα, ιατρικές, βιομηχανικές και οικιακές συσκευές. Στην πραγματικότητα, κάθε συσκευή που απαιτεί εισαγωγή πληροφοριών μπορεί να εξοπλιστεί με μια τέτοια οθόνη.
Πώς λειτουργεί η οθόνη αφής;
Υπάρχουν αρκετές τεχνολογίες για την παραγωγή οθονών αφής, οι οποίες βασίζονται σε εντελώς διαφορετικές αρχές. Μία από τις παλαιότερες και πιο κοινές επιλογές είναι η τεχνολογία αντίστασης.
Αντιστατική οθόνη αφήςαποτελείται από μια μαλακή πλαστική επιφάνεια και ένα γυάλινο πάνελ, στο οποίο εφαρμόζεται ειδική αντίσταση. Όταν πιέζετε την οθόνη, η επάνω μαλακή επιφάνεια αγγίζει το γυάλινο πλαίσιο και το ηλεκτρικό κύκλωμα κλείνει. Αυτή η επαφή σάς επιτρέπει να μετρήσετε την αντίσταση και να προσδιορίσετε το σημείο στο οποίο συνδέθηκαν δύο επιφάνειες.
Η αρχή λειτουργίας μιας ωμικής οθόνης αφής.
Στο παρελθόν, οι οθόνες αντίστασης ήταν η κύρια τεχνολογία για την παραγωγή οθονών αφής. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκαν σε φορητές συσκευές (PDA, τηλέφωνα και smartphone). Όμως, λόγω της χαμηλής αξιοπιστίας και της κακής μετάδοσης φωτός, πλέον αντικαθίστανται όλο και περισσότερο από χωρητικές οθόνες αφής.
Χωρητική οθόνη αφήςβασίζεται στο γεγονός ότι όταν αγγίζετε την οθόνη με το δάχτυλό σας, διαρρέει ρεύμα. Αυτή η διαρροή μπορεί να μετρηθεί και να προσδιοριστεί το σημείο όπου σημειώθηκε η διαρροή. Ο σχεδιασμός της χωρητικής οθόνης αφής αποτελείται από ένα γυάλινο πάνελ, το οποίο καλύπτεται με ένα ειδικό ωμικό στρώμα. Τα ηλεκτρόδια είναι προσαρτημένα στις γωνίες της οθόνης· εφαρμόζουν μια μικρή τάση στην οθόνη. Τη στιγμή που αγγίζετε την οθόνη, εμφανίζεται μια τρέχουσα διαρροή, η οποία εντοπίζεται και στις τέσσερις γωνίες του γυαλιού. Οι λαμβανόμενες πληροφορίες μεταδίδονται στον ελεγκτή, ο οποίος καθορίζει τις συντεταγμένες της διαρροής.
Αρχή λειτουργίας χωρητικής οθόνης αφής.
Λόγω του απλούστερου σχεδιασμού τους, οι χωρητικές οθόνες αφής είναι πολύ πιο αξιόπιστες. Μπορούν να αντέξουν έως και 200 εκατομμύρια κλικ (έναντι 35 εκατομμυρίων για μοντέλα με αντίσταση), που είναι υπεραρκετά για οποιαδήποτε συσκευή. Επίσης, μια χωρητική οθόνη αφής επιτρέπει εικόνες υψηλότερης ποιότητας, κάτι που είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τηλέφωνα και smartphone, τα οποία χρησιμοποιούνται συχνά για τη λήψη φωτογραφιών και την προβολή φωτογραφιών.
Λόγω αυτών των πλεονεκτημάτων, η χωρητική τεχνολογία είναι πλέον κυρίαρχη. Το 100% όλων των κινητών συσκευών χρησιμοποιούν τεχνολογία χωρητικής οθόνης αφής. Οι οθόνες, οι φορητοί υπολογιστές και οι υπολογιστές all-in-one χρησιμοποιούν επίσης κυρίως χωρητικές οθόνες αφής. Προς το παρόν, οθόνες αντίστασης μπορούν να βρεθούν μόνο σε ιατρικό και βιομηχανικό εξοπλισμό, καθώς και σε τερματικά αυτοεξυπηρέτησης.
Οθόνη αφής και οι βλάβες της
Όπως ήδη αναφέρθηκε, η χωρητική οθόνη αφής, η οποία χρησιμοποιείται σε τηλέφωνα και smartphone, είναι αρκετά αξιόπιστη. Επομένως, με σωστή χρήση, θα διαρκέσει όσο χρειαστεί. Όμως, λόγω του γεγονότος ότι είναι χτισμένο σε γυάλινο πάνελ, είναι αρκετά ευάλωτο σε κρούσεις. Ακόμη και μια μικρή πρόσκρουση μπορεί να προκαλέσει ρωγμή, η οποία θα καταστήσει την οθόνη αφής άχρηστη.
Οθόνη αφής από τηλέφωνο Samsung.
Σε μια τέτοια περίπτωση, μόνο η αντικατάσταση της οθόνης αφής θα βοηθήσει. Σε παλαιότερα μοντέλα τηλεφώνων, αυτό το τμήμα θα μπορούσε να αλλάξει, αφήνοντας την παλιά οθόνη. Αυτό έκανε την αντικατάσταση αρκετά απλή και φθηνή. Αλλά τώρα η οθόνη αφής είναι τις περισσότερες φορές μέρος της ίδιας της οθόνης και δεν μπορεί να αντικατασταθεί ξεχωριστά, γεγονός που αυξάνει σημαντικά το κόστος των επισκευών.
Για να αποφύγετε τέτοια έξοδα, μπορείτε να προστατέψετε το τηλέφωνό σας εκ των προτέρων. Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να κολλήσετε ένα προστατευτικό γυαλί πάνω από την οθόνη αφής. Ένα τέτοιο γυαλί δεν μειώνει την απόδοση της οθόνης αφής με κανέναν τρόπο, αλλά μπορεί να το σώσει εάν πέσει η συσκευή.