Banyak orang, terutama setengah baya dan anak muda, secara aktif menggunakan smartphone, tablet, dan gadget layar pintar lainnya. Namun, hanya sedikit dari mereka yang memikirkan prinsip pengoperasian layar sentuh dan varietasnya. Mari kita coba memahami ini lebih detail.
Kisah Penemuan
Untuk pertama kalinya di dunia, prototipe perangkat sentuh digunakan oleh Sam Hurst, seorang guru dari Amerika Serikat. Dia mengembangkan ide pada tahun 1970 untuk membaca data dari sejumlah besar perekam grafik strip. Otomatisasi proses ini telah menjadi semacam batu loncatan untuk pembuatan monitor sentuh, yang dikenal sebagai Elotouch. Pengembangan sekelompok rekan Hurst diterbitkan pada tahun 1971, yang mencakup teknologi empat kawat resistif untuk menentukan titik sentuh.
Sistem PLATO IV dianggap sebagai sensor komputer pertama. Itu juga dirilis di AS, sebagai hasil dari studi khusus terkait dengan komputerisasi pendidikan. Ini terdiri dari panel blok (256 buah), berfungsi sesuai denganprinsip menggunakan kisi-kisi aliran inframerah.
Deskripsi
Layar sentuh adalah elemen elektronik yang memvisualisasikan informasi digital dengan menyentuh permukaan monitor. Berbagai jenis struktur ini bereaksi terhadap beberapa momen atau satu faktor tertentu (perubahan kapasitansi dan resistansi, perbedaan termal, penunjuk khusus).
Menurut prinsip operasi, layar sentuh dibagi sebagai berikut:
- Versi resistif.
- Model matriks.
- Opsi kapasitif.
- Modifikasi akustik permukaan.
- Sensor optik dan varietasnya.
Mari kita pertimbangkan model tampilan umum dari kategori, cakupan, fitur, dan manfaat ini.
Cara kerja layar sentuh resistif
Ini adalah jenis monitor yang paling sederhana. Bereaksi terhadap transformasi gaya resistensi di bidang menyentuh objek tertentu dan permukaan tampilan. Teknologi yang paling umum dan mendasar mencakup dua elemen utama dalam desainnya:
- Panel-substrat dari poliester atau polimer serupa, yang ketebalannya tidak melebihi beberapa puluh molekul. Bagian transparan berfungsi untuk menghantarkan partikel arus.
- Membran plastik tipis yang memancarkan cahaya.
Kedua lapisan dilapisi dengan lapisan resistif khusus. Di antara mereka ada isolator berbentuk bola mikroskopis.
Selama operasi, membran melenturkan kontak dengansubstrat, akibatnya sirkuit ditutup. Pengontrol dengan konverter analog-ke-digital bereaksi terhadap operasi, menghitung nilai resistansi awal dan arus, serta koordinat titik kontak. Perangkat semacam itu dengan cepat menunjukkan sisi negatifnya, akibatnya para insinyur meningkatkan desain dengan menambahkan kabel kelima.
Gunakan
Karena prinsip pengoperasian layar sentuh konfigurasi resistif yang sederhana, layar sentuh ini digunakan di mana-mana. Fitur Desain:
- biaya rendah;
- tahan terhadap pengaruh lingkungan, kecuali suhu negatif;
- reaksi yang baik untuk kontak dengan benda yang tidak tajam.
Tampilan semacam itu dipasang pada terminal pengisian dan pengiriman uang, ATM, dan perangkat lain yang terisolasi dari lingkungan. Lemahnya perlindungan monitor dari kerusakan dikompensasi dengan adanya lapisan film pelindung.
Cara kerja layar sentuh kapasitif
Jenis tampilan ini berfungsi dengan mempertimbangkan kemampuan objek dengan kapasitas yang meningkat untuk berubah menjadi konduktor arus listrik bolak-balik. Perangkat adalah panel kaca dengan lapisan resistif. Elektroda yang ditempatkan di sudut memberikan tegangan lemah ke lapisan konduktif. Selama kontak, kebocoran arus diamati jika objek memiliki kapasitansi listrik yang lebih besar daripada layar. Arus ditetapkan di bagian sudut, dan informasi dariindikator masuk ke pengontrol untuk diproses, yang menghitung area sentuh.
Model pertama menggunakan arus searah. Ini menyederhanakan desain, namun gagal jika pengguna tidak memiliki kontak dengan tanah. Dalam hal keandalan, perangkat ini melebihi perangkat resistif sekitar 60 kali (dirancang untuk 200 juta klik). Tingkat transparansi - 0, 9, suhu pengoperasian minimum - hingga -15 °C.
Kekurangan:
- kurangnya reaksi terhadap sarung tangan dan sebagian besar benda asing;
- pelapisan dengan konduktor terletak di lapisan atas, yang menyebabkan kerentanan terhadap tekanan mekanis;
- mereka cocok untuk terminal dalam ruangan.
Versi proyeksi kapasitif
Prinsip pengoperasian layar sentuh ponsel cerdas dari beberapa konfigurasi didasarkan pada jenis ini. Kotak elektroda diterapkan pada permukaan bagian dalam perangkat, yang, ketika bersentuhan dengan tubuh manusia, membentuk kapasitansi kapasitor. Setelah menyentuh layar dengan jari, sensor dan mikrokontroler memproses informasi, perhitungan dikirim ke prosesor utama.
Fitur:
- desain ini memiliki semua kemampuan sensor kapasitif;
- mereka dapat dilengkapi dengan lapisan film setebal 18 milimeter, yang memberikan perlindungan tambahan terhadap benturan mekanis;
- kontaminan pada bagian konduktif yang sulit dijangkau dihilangkan menggunakan metode perangkat lunak.
Konfigurasi yang ditentukan dipasang pada banyak perangkat pribadi dan terminal yang beroperasi di luar ruangan di bawah penutup. Perlu dicatat bahwa Apple juga menyukai monitor kapasitif yang diproyeksikan.
Modifikasi matriks
Ini adalah versi sederhana dari teknologi resistif. Membran dilengkapi dengan sejumlah konduktor vertikal, substrat - dengan analog horizontal. Prinsip pengoperasian layar sentuh: ketika disentuh, titik di mana kontak konduktor terjadi dihitung, informasi yang diterima dikirim ke prosesor. Itu, pada gilirannya, menentukan sinyal kontrol, setelah itu perangkat bereaksi dengan cara tertentu, misalnya, melakukan tindakan yang ditetapkan untuk tombol tertentu.
Fitur:
- karena jumlah konduktor yang terbatas, tingkat akurasinya rendah;
- harga adalah yang terendah di antara semua sensor;
- Fungsi multi-sentuh diimplementasikan dengan mengumpulkan tampilan poin demi poin.
Model yang ditunjukkan digunakan secara eksklusif di perangkat usang, praktis tidak digunakan di zaman modern karena munculnya solusi inovatif.
Sinyal akustik permukaan
Bagaimana layar sentuh ponsel awal dilengkapi dengan teknologi serupa. Layar adalah panel kaca di mana penerima (dua bagian) tertanam dan transformator piezoelektrik ditempatkan di sudut yang berlawanan.
Dari generator, sinyal listrik frekuensi disuplai ke konverter, dari mana serangkaianpulsa disebarkan melalui reflektor. Gelombang ditangkap oleh sensor, dikembalikan ke PET, di mana mereka diubah kembali menjadi arus listrik. Selanjutnya, informasi tersebut masuk ke pengontrol, di mana informasi tersebut dianalisis.
Saat Anda menyentuh layar, karakteristik gelombang mengalami perubahan dengan penyerapan sebagian energi di tempat tertentu. Berdasarkan informasi ini, titik dan kekuatan kontak dihitung. Layar dalam kategori ini tersedia dengan ketebalan film 3 atau 6 milimeter, yang memungkinkan Anda menahan sedikit pukulan dari tangan Anda tanpa konsekuensi.
Kekurangan:
- pelanggaran pekerjaan dalam kondisi bergetar dan gemetar;
- ketidakstabilan terhadap polusi apa pun;
- interferensi karena sinyal akustik dengan konfigurasi tertentu;
- presisi rendah membuatnya tidak dapat digunakan untuk menggambar.
Spesies lain
Perangkat dan prinsip pengoperasian layar sentuh, yang paling sering digunakan, dibahas di atas. Berikut adalah daftar tampilan konfigurasi yang tidak populer:
- Monitor optik - mendukung multi-sentuh, termasuk footprint yang besar.
- Model inframerah - ditutupi dengan sepasang LED fotodioda, bereaksi terhadap sentuhan melalui mikrokontroler.
- Opsi induksi - dilengkapi dengan kumparan khusus dan jaringan konduktor sensitif, digunakan pada tablet mahal.
Seperti yang Anda lihat, ada beberapa opsi untuk layar sentuh. Pilihan selalu ada di tangan konsumen.
