Tänapäeval pole puutetundlikud ekraanid ammu enam eksootilised. Nad kõik näevad väljast sarnased, kuid kas need kuvarid on tegelikult samad? Vaatame tundlike ekraanide peamiste tüüpide disaini, nende eeliseid, puudusi ja rakendusala.

Tänapäeval on enim kasutatavad andurid, mis põhinevad mahtuvuslikul ja takistuslikul tehnoloogial, samuti nende sordid.

"Mitme puutega"

See on tehnoloogia nimi, mis võimaldab tuvastada puutetundliku ekraani vajutusi mitmes punktis korraga. See avab seadmehalduses uusi võimalusi. Multi-touch tehnoloogia kasutamise näide on Apple iPhone'i liides.

Mahtuvuslikud puuteekraanid

	Näiteks: Tne Prada Phoneby LG

Puutetundlik ekraan, mis töötab mahtuvuslikul põhimõttel, reageerib tegelikult puudutusele. See koosneb läbipaistva juhtiva seguga kaetud klaaspaneelist. Paneeli nurkades on neli elektroodi, millele toidetakse vahelduvvool. Sel hetkel, kui kasutaja sellist ekraani sõrmega puudutab, voolab juhtivast kihist elektrilaeng läbi naha inimkehasse. Ekraanikontroller mõõdab kõigis neljas elektroodis tekkiva voolu tugevust – see on võrdeline kaugusega paneeli nurgast kokkupuutepunktini. Saadud väärtusi võrreldes saate teada kokkupuutepunkti täpsed koordinaadid. Sellel põhimõttel töötavaid andureid saab eristada “puudutusega” – need käivituvad kerge puudutusega ning need reageerivad sõrmeotsaga survele kiiremini ja selgemalt kui küünega. Lisaks ei reageeri nad muude objektide survele, eriti kui need ei ole juhtivad. Seetõttu ei saa sellise ekraaniga telefoni kinnastatud käega juhtida. Lisaks muutuvad temperatuuri langedes anduri elektrilised omadused ja ekraan hakkab halvemini töötama. Olgu lisatud, et seda põhimõtet kasutatakse tavaliselt sülearvutite puuteplaatides.

	Näiteks: Apple iPhone

Projitseeritud mahtuvuslikud ekraanid

On ka teist tüüpi mahtuvuslik andur - projekteeritud mahtuvuslik ekraan. Tagaküljel on elektroodide võre. Kohas, kus käsi puudutab, muutub elektriline mahtuvus (elektrodünaamika seaduste järgi on inimkeha kondensaator), kontroller määrab, millisel elektroodide ristumiskohal see juhtus ja arvutab koordinaadid. Sellistel ekraanidel on lisaks suurele läbipaistvusele ja vastupidavusele veel kaks olulist eelist - klaasist aluspinda saab teha nii tugevaks kui soovitakse (ja päris paksuks) ning lisaks toetavad need multi-touch. Negatiivne külg on tavapärase mahtuvusliku tehnoloogiaga võrreldes väiksem täpsus.

Resistiivsed puuteekraanid

	Näiteks: HTC Touch Diamond

Takistusandur reageerib de facto rõhule. Ekraan koosneb kahest plaadist, mille vahel on kompositsioon, mis ei juhi elektrivoolu. Kui puudutate välimist painduvat (ja läbipaistvat) plaati sõrmega (või mõne muu esemega - antud juhul pole see oluline), sulguvad plaadid ja kokkupuutepunktis hakkab vool voolama. Puudutuse asukoha määramiseks mõõdab ekraanikontroller paarikaupa pinget paneeli servades paiknevate elektroodide vahel. Sellist ekraani nimetatakse 4-juhtmeliseks (on ka 5-juhtmelisi, millel on mõningaid erinevusi).

Takistusliku ekraani eripära on see, et selle tööks on vaja füüsilist pingutust ning see tunneb küünega survet paremini ära kui padjaga ning reageerib pinda puudutavatele objektidele. Resistiivse ekraaniga seadmed on sageli varustatud pliiatsidega. Selline ekraan tagab suurema täpsuse juhtimise (pliiatsiga saab sõna otseses mõttes tabada pikslit, samas kui mahtuvuslikul ekraanil saab sõrmega tabada vaid üsna suurt ala), kuid pideva kokkupuute tõttu kõvade objektidega muutub painduv plaat kiiresti kaetud kriimudega. Enamik mobiilseadmeid on varustatud takistuslike ekraanidega.

Muud tüüpi puuteekraanid

Samuti on mitmeid sensortehnoloogiaid, sageli üsna eksootilisi. Näiteks infrapunakiirte võre kasutamine või isegi ultraheli vibratsiooni tekitamine. Viimast tuntakse pinnaakustiliste lainete tehnoloogiana. On kaameratel põhinevaid süsteeme, mis jälgivad liikumist (siin on ka multi-touch), ja tõmbekatetel põhinevaid süsteeme, mille deformatsioon muudab elektritakistust.

Puuteekraan kui teabe sisestus-/väljundseade tekkis suhteliselt kaua aega tagasi. Veel eelmise sajandi 90ndatel võis müügil leida pihuarvuteid ja muid puuteekraaniga varustatud kaasaskantavaid seadmeid. Tehnoloogia arenedes on puuteekraaniga nutitelefonid paranenud ja neile on seatud uued nõudmised, mistõttu on puuteekraanid viimase kümnendi jooksul dramaatiliselt muutunud.

Resistiivsed andurid

Kõige lihtsamad ja soodsamad andurid nutitelefonidele. Need koosnevad kahest kihist, millele kantakse läbipaistvast juhtivast materjalist võrk. Alumine on klaasist (mineraalne või orgaaniline) ja ülemine plastikust. Nende vahel on õhuke õhukiht. Puutehetkel suletakse erinevate kihtide võre vahel vooluahel ning kontroller määrab puute tegemise koha koordinaadid.

Resistiivsete ekraanide eelised on tundlikkus mis tahes objekti survele, madal hind, disaini lihtsus ja täpsus. Peamine puudus on haprus: plastikust pealiskihti on lihtne lõigata või läbi torgata, misjärel kontakt katkeb ja andur ei tööta.

Resistiivsed andurid on ka suhteliselt väikese läbipaistvusega (kuni 80%), seetõttu langevad need alates 2010. aastast nutitelefonides kasutusest välja. Tänapäeval leidub sellist puutetundlikku ekraani vaid odavates Hiinas toodetud telefonides.

Mahtuvuslikud andurid

Nutitelefonide mahtuvuslikud andurid koosnevad läbipaistva juhtiva kihiga kaetud klaaspaneelist ja neljast nurgaandurist. Seda varustatakse nõrga vahelduvvooluga, mille puudutamisel lekke registreerivad andurid, arvutades pressi koordinaate. Lisaks sellele, et sellised puuteekraanid reageerivad ainult elektrit juhtiva objekti puudutamisele, on neil madal täpsus ja nad ei suuda samaaegselt tajuda mitut puudutust.

Mahtuvuslikud projektsiooniandurid

Kaasaegsetes nutitelefonides levinuim anduritüüp. Need esindavad eelmise tüübi edasiarendust. Juhtiva kihi asemel kantakse paneelile elektroodide võre, mis on samuti pingestatud. Hetkel, kui puudutate sõrme, mis toimib kondensaatorina, tekib vooluleke, mille asukoha arvutab kontroller. See disain võimaldab jälgida mitut puudutust (hetkel kuni 10, rohkem pole mõtet) korraga.

Mobiilseadmete tootjad muudavad selliste puuteekraanide põhikujundust. Kaasaegsetel OGS-i nutitelefonide ekraanidel saab tundlikud elektroodid paigaldada otse maatriksi kristallide (või dioodide) vahele ning ekraan on kahjustuste vältimiseks kaetud karastatud klaasiga.

Varem harjutati ka kaitseklaasi ja puutekihi eraldamist: elektroodid kanti läbipaistvale kilele, mis kaeti pealt klaasiga. Selline lähenemine võimaldas säilitada anduri funktsionaalsust ka tõsiste kahjustuste (praod, kiibid) korral.

Algul olid puuteekraanid (puuteekraanid) üsna haruldased. Neid võis leida ainult mõnes pihuarvutis ja pihuarvutis (tasuarvutites). Nagu teate, ei saanud seda tüüpi seadmed kunagi laialt levinud, kuna neil puudus kõige olulisem asi, see tähendab funktsionaalsus. Nutitelefonide ajalugu on puuteekraanidega otseselt seotud. Seetõttu ei imesta tänapäeval puutetundliku ekraaniga “nutitelefoniga” inimene. Puuteekraani kasutatakse laialdaselt mitte ainult moodsates kallites seadmetes, vaid isegi kaasaegsete telefonide suhteliselt odavates mudelites. Millised on 3 tüüpi puutetundlike ekraanide tööpõhimõtted, mida tänapäevastes seadmetes leidub?

Puuteekraanide tüübid

Puuteekraanid pole enam liiga kallid. Lisaks on puuteekraanid tänapäeval palju “tundlikumad” – nad tunnevad kasutaja puudutusi lihtsalt suurepäraselt ära. Just see omadus sillutas neile tee suure hulga kasutajateni üle kogu maailma. Praegu on puuteekraanidel kolm peamist kujundust:

1. Mahtuvuslik.
2. Laine.
3. Resistiivne või lihtsalt "elastne".

Mahtuvuslik puuteekraan: tööpõhimõte

Seda tüüpi puutetundliku ekraani puhul on klaasist alus kaetud kihiga, mis toimib laadimismahutina. Kasutaja vabastab oma puudutusega teatud punktis osa elektrilaengust. Selle vähendamise määravad mikroskeemid, mis asuvad ekraani igas nurgas. Arvuti arvutab välja ekraani erinevate osade elektriliste potentsiaalide erinevuse ning detailne puuteinfo edastatakse koheselt puuteekraani draiveriprogrammi.

Mahtuvuslike puuteekraanide üsna oluline eelis on seda tüüpi ekraanide võime säilitada peaaegu 90% algsest ekraani heledusest. Seetõttu näivad mahtuvuslikul ekraanil olevad pildid teravamad kui takistusliku disainiga puuteekraanidel.

Video mahtuvusliku puuteekraani kohta:

Tulevik: lainekuju puuteekraanid

Klaasekraani koordinaatvõre telgede otstes on kaks andurit. Üks neist on saatja, teine ​​vastuvõtja. Samuti on klaasalusel helkurid, mis “peegeldavad” elektrisignaali, mis ühelt muundurilt teisele edastatakse.

Andur-vastuvõtja "teab" absoluutselt täpselt, kas vajutus toimus ja mis konkreetsel hetkel see toimus, kuna kasutaja katkestab puudutusega akustilise laine. Samas puudub laineekraani klaasil metallkate – see võimaldab säilitada 100% originaalvalgust täies mahus. Sellega seoses on lainekuju ekraan parim valik neile kasutajatele, kes töötavad peente detailidega graafikas, sest takistuslikud ja mahtuvuslikud puuteekraanid ei ole pildi selguse mõttes ideaalsed. Nende kate blokeerib valguse, mille tulemuseks on oluliselt moonutatud kujutised.

Video pindaktiivsete puuteekraanide tööpõhimõtte kohta:

Minevik: takistusliku puuteekraani kohta

Takistussüsteem on tavaline klaas, mis on kaetud elektrijuhi kihiga, samuti elastne metallist “kile”, millel on ka juhtivad omadused. Nende kahe kihi vahel on tühi ruum spetsiaalsete vahetükkide abil. Ekraani pind on kaetud spetsiaalse materjaliga, mis kaitseb seda mehaaniliste kahjustuste, näiteks kriimustuste eest.

Elektrilaeng läbib neid kahte kihti, kui kasutaja suhtleb puuteekraaniga. Kuidas see juhtub? Kasutaja puudutab ekraani teatud punktis ja elastne pealiskiht puutub kokku juhtiva kihiga – ainult selles punktis. Seejärel määrab arvuti selle punkti koordinaadid, mida kasutaja puudutas.

Kui koordinaadid saavad seadmele teada, teisendab spetsiaalne draiver puudutused operatsioonisüsteemile teadaolevateks käskudeks. Antud juhul saame tuua analoogiaid kõige tavalisema arvutihiire draiveriga, sest see teeb täpselt sama asja: selgitab operatsioonisüsteemile, mida kasutaja manipulaatorit liigutades või nupule vajutades konkreetselt talle öelda tahtis. Seda tüüpi ekraanide puhul kasutatakse reeglina spetsiaalseid pliiatseid.

Resistiivseid ekraane võib leida suhteliselt vanadest seadmetest. Just sellise puutetundliku ekraaniga on meie tsivilisatsioonile teadaolevalt vanim nutitelefon IBM Simon.

Video takistusliku puuteekraani tööpõhimõttest:

Erinevat tüüpi puuteekraanide omadused

Odavaimad, kuid samas kõige vähem pilti edastavad puuteekraanid on takistuslikud puuteekraanid. Lisaks on nad ka kõige haavatavamad, sest absoluutselt iga terav ese võib üsna õrna takistusega “kilet” tõsiselt kahjustada.

Järgmine tüüp, s.o. laine puuteekraanid on omasuguste seas kõige kallimad. Samal ajal kuulub takistuslik disain tõenäoliselt minevikku, mahtuvuslik disain olevikku ja lainekujundus tulevikku. On selge, et absoluutselt keegi ei tea tulevikku sada protsenti ja sellest tulenevalt võib praegu vaid oletada, millisel tehnoloogial on selle kasutamiseks tulevikus suured väljavaated.

Resistiivse puutetundliku ekraaniga süsteemi puhul ei ole erilist vahet, kas kasutaja puudutab seadme ekraani pliiatsi kummist otsaga või lihtsalt sõrmega. Piisab, kui kahe kihi vahel on kontakt. Samal ajal tunneb mahtuvuslik ekraan ära ainult mõne elektrit juhtiva objekti puudutused. Sageli kasutavad kaasaegsete seadmete kasutajad neid oma sõrmedega. Lainekujundusekraanid on selles osas lähedasemad takistustele. Peaaegu iga esemega on võimalik käsku anda – tuleb lihtsalt vältida raskete või liiga väikeste esemete kasutamist, näiteks pastapliiatsi täitmine selleks ei sobi.

Puuteekraaniga varustatud seadmed (mobiiltelefonid, tahvelarvutid, netbookid, isegi personaalarvutid) muutuvad üha populaarsemaks. Kuid kui otsustate osta seadme, mille ekraan reageerib puudutusele, peaksite teadma, et neid on erinevaid puutetundlike ekraanide tüübid.

Erinevat tüüpi puuteekraanid töötavad erinevatel füüsilistel põhimõtetel. Puuteekraane on kahte peamist tüüpi – mahtuvuslikud ja takistuslikud. On ka teisi tüüpe, näiteks pinnaakustilistel lainetel, infrapuna-, optilistel, deformatsioonimõõturitel, induktsioonil (kasutatakse) jne põhinevaid ekraane. Kuid võimalus seda tüüpi ekraanidega igapäevaelus kokku puutuda on üsna väike, nii et räägime sellest kaks levinumat puuteekraani tüüpi.

Puuteekraanide tüübid: takistuslik

Resistiivne puuteekraan on lihtsam ja odavam tehnoloogia. Selline ekraan koosneb kahest põhiosast: juhtivast substraadist ja plastmembraanist. Membraanile vajutades lukustub see aluspinnaga kokkupuutesse. Sel juhul arvutab juhtelektroonika membraani servade ja aluspinna vahel tekkiva takistuse ning määrab seeläbi survepunkti koordinaadid.

Resistiivseid puuteekraane kasutatakse pihuarvutites, kommunikaatorites ja mõnedes mobiiltelefonide mudelites, POS terminalid, tahvelarvutid, tööstuslikud juhtimisseadmed, meditsiiniseadmed. Tavaliselt on väikesemahulised takistusliku ekraaniga seadmed varustatud pliiatsiga, et oleks lihtsam membraanile vajutada (väikese ekraaniala puhul on seda sõrmega raske teha).

Resistiivsete ekraanide oluline eelis on nende lihtsus ja madal hind., mis lõppkokkuvõttes vähendab kogu seadme hinda. Need on ka plekikindlad. Kuid peamine on see, et isegi spetsiaalse pliiatsi puudumisel saate nendega töötada peaaegu iga käepärast oleva kõva ja nüri esemega. Samuti reageerivad nad sõrmede puudutusele, isegi kui käsi on kindas, kuid puudutus peab olema piisavalt tugev.

Kuid takistuslikel ekraanidel on ka oma puudused.. Seda tüüpi puutetundlik ekraan on tundlik mehaaniliste vigastuste suhtes: kui kasutate pliiatsi asemel sobimatut eset või hoiate telefoni näiteks klahvidega samas taskus, võite selle kergesti kriimustada. Seetõttu on seda tüüpi ekraaniga seadmete jaoks parem osta lisaks spetsiaalne kaitsekile. Resistiivsete ekraanide tundlikkus väheneb madalatel temperatuuridel. Lisaks jätab soovida ka nende läbipaistvus: need lasevad läbi maksimaalselt 85% ekraanilt tulevast valgusest.

Puuteekraanide tüübid: mahtuvuslik

Mahtuvuslikud puuteekraanid kasutavad ära asjaolu, et suure mahtuvusega objektid (antud juhul inimene) juhivad vahelduvat elektrivoolu. Sellised ekraanid koosnevad klaaspaneelist, mis on kaetud läbipaistva takistussulamiga. Juhtivale kihile edastatakse väike vahelduvpinge. Kui puudutate sõrme ekraani või muu voolu juhtiva esemega, tuvastavad voolulekked andurid ja arvutavad välja vajutuspunkti koordinaadid.

Seal on tavalised mahtuvuslikud ekraanid ja projekteeritud mahtuvuslik. Teine tehnoloogia on rohkem "täiustatud". Sellised ekraanid on tundlikumad (ütleme, et nad reageerivad kinnastele käele, olenevalt lihtsalt mahtuvuslikest), toetab multi-touch tehnoloogiat(mitme puutepunkti koordinaatide üheaegne määramine). Mahtuvuslikke ekraane kasutatakse sularahaautomaatides, infokioskides ja turvaaladel. Prognoositud mahtuvuslik – tänavaelektroonilistes kioskites, makseterminalides, sularahaautomaatides, sülearvutite puuteplaatidel, nutitelefonides ja muudes multi-touch tehnoloogiat toetavates seadmetes.

Selliste puutetundlike ekraanide eelised- see on vastupidavus, vastupidavus enamikule saasteainetele (need, mis ei juhi voolu), ekraani suur läbipaistvus ja võime töötada madalatel temperatuuridel. Vajadusel saab tagada suure tugevuse - mahtuvuslikul ekraanil võib klaasikiht olla kuni 2 cm paksune Mahtuvuslikud ekraanid reageerivad kõige kergematele puudutustele. Projitseeritud mahtuvuslikud ekraanid toetavad ka multi-touch-funktsiooni.

Mahtuvuslike ekraanide puuduseks on nende kõrgem hind võrreldes takistuslike ekraanidega. Lisaks reageerivad sellised ekraanid ainult juhtivatele objektidele: sõrmele või spetsiaalsele pliiatsile (mitte sama, mida kasutatakse takistuslike ekraanide puhul). Mõnel meistrimehel õnnestub vorsti kasutada, kuid kus on garantii, et vorst on õigel ajal käepärast?

Nagu sa näed, erinevat tüüpi puuteekraanidel on oma eelised ja puudused, seega on teie otsustada, milline neist teile isiklikult sobib.

Selles artiklis vaatleme erinevat tüüpi puutetundlikke ekraane, nende omadusi, tehnoloogia plusse ja miinuseid.

"Mitme puutega"

See tehnoloogia võimaldab teil korraga ära tunda mitu puudutust ekraani erinevates punktides. See avab seadmehalduses uusi võimalusi. Mitme puutega tehnoloogia näiteks on Apple iPhone.

Mahtuvuslikud puuteekraanid

Näiteks: HTC Wildfire

Mahtuvusliku puuteekraani sensorelemendiks on läbipaistva juhtiva ühendiga (tavaliselt indiumoksiidi ja tinaoksiidi sulam) kaetud klaas. Paneeli nurkadesse asetatakse neli elektroodi, mis annavad juhtivale kihile väikese vahelduvpinge.

Kui sõrm (või muu juhtiv objekt) puudutab sellist ekraani, tekib sõrme ja ekraani vahele mahtuvuslik side (vooluleke), mis põhjustab vooluimpulsi kokkupuutepunkti. Ekraanikontroller mõõdab kõigis neljas elektroodis tekkiva voolu tugevust. Ekraani iga nurga elektrivool on võrdeline puutepunkti kaugusega, nii et kontroller saab neid voolusid lihtsalt võrrelda, et teha kindlaks, kus puute tehakse.

Plussid: usaldusväärne läbipaistev ekraan, kiire reageerimisaeg, kõrge tugevus ja vastupidavus.

Sellise ekraani miinuseks on see, et seda saab juhtida vaid sõrmede või spetsiaalse elektrilise võimsusega pliiatsi abil. Seetõttu võite talvel unustada sellise ekraani kasutamise kinnastega. Ja pealegi muutuvad madalatel temperatuuridel anduri elektrilised omadused ja mõnikord ei pruugi see õigesti töötada (pressi koordinaatide vale määramisest kuni täieliku töövõimetuseni).

Projitseeritud mahtuvuslikud ekraanid

Näiteks: Apple iPhone

On ka teist tüüpi mahtuvuslik andur - projekteeritud mahtuvuslik ekraan. Selle tagaküljele kantakse elektroodide võre, millele toidetakse nõrk vool, ja kokkupuutekoha määravad suurenenud mahtuvusega punktid.

Sellistel ekraanidel on lisaks suurele läbipaistvusele ja vastupidavusele veel kaks olulist eelist - klaasist aluspinda saab teha nii tugeva kui soovitakse (ja päris paksuks) ning lisaks võimaldavad need kasutada ka multi-touch tehnoloogiat, mida võiksid kasutada ka tavalised mahtuvuslikud ekraanid. ei luba endale.

Negatiivne külg võib olla veidi väiksem täpsus klõpsu koordinaatide määramisel.

Resistiivsed puuteekraanid

Näiteks: HTC Touch Diamond

Resistiivne ekraan reageerib ainult survele. Ekraan on klaasist vedelkristallekraan, millele kantakse painduv membraan. Kokkupuutuvatele külgedele kantakse takistuskompositsioon ja tasandite vaheline ruum jaotatakse dielektrikuga.

Kui vajutate ekraanile sõrme (või mõne muu esemega), puutub see kokku membraaniga ja kokkupuutepunktis hakkab vool voolama. Puudutuse asukoha määramiseks mõõdab ekraanikontroller paarikaupa pinget paneeli servades paiknevate elektroodide vahel. Sellist ekraani nimetatakse 4-juhtmeliseks (on ka 5-6-7-juhtmelisi, millel on mõningaid erinevusi).

Takistusliku ekraani eripära on see, et selle tööks on vaja füüsilist pingutust ning see tunneb küünega survet paremini ära kui padjaga ning reageerib pinda puudutavatele objektidele. Resistiivse ekraaniga seadmed on sageli varustatud pliiatsidega. Selline ekraan tagab suurema täpsuse juhtimise (pliiatsiga saab sõna otseses mõttes tabada pikslit, samas kui mahtuvuslikul ekraanil saab sõrmega tabada vaid üsna suurt ala), kuid pideva kokkupuute tõttu kõvade objektidega muutub painduv membraan kiiresti kaetud kriimudega. Enamik mobiilseadmeid on varustatud takistuslike ekraanidega.

Resistiivsete ekraanide puudused hõlmavad ka vähese valguse läbilaskvust - mitte rohkem kui 70-85%, mis nõuab taustvalgustuse heleduse suurendamist.

Kuid nende ekraanide tootmine on äärmiselt odav, mis seletab nende laialdast levikut.