Көптеген адамдар, әсіресе орта жастағы және жастар смартфондарды, планшеттерді және басқа смарт дисплей гаджеттерін белсенді пайдаланады. Дегенмен, олардың аз бөлігі сенсорлық экранның жұмыс принципі мен олардың сорттары туралы ойлады. Мұны толығырақ түсінуге тырысайық.
Өнертабыс тарихы
Әлемде алғаш рет сенсорлық құрылғының прототипін АҚШ-тан келген мұғалім Сэм Херст пайдаланды. Ол 1970 жылы көптеген жолақ диаграмма жазу құрылғыларынан деректерді оқу идеясын әзірледі. Бұл процесті автоматтандыру Elotouch деп аталатын сенсорлық мониторларды жасаудың өзіндік трамплиніне айналды. Херст әріптестері тобының әзірлемесі 1971 жылы басылып шықты, ол жанасу нүктелерін анықтауға арналған резистивті төрт сымды технологияны қамтиды.
PLATO IV жүйесі бірінші компьютер сенсоры болып саналады. Ол білім беруді компьютерлендіруге байланысты арнайы зерттеулер нәтижесінде АҚШ-та да шығарылды. Ол блоктық панельден (256 дана) тұрды, сәйкес жұмыс істейдіинфрақызыл ағындар торын пайдалану принципі.
Сипаттамасы
Сенсорлық дисплей – монитордың бетіне түрту арқылы сандық ақпаратты көрнекі көрсететін электрондық элемент. Бұл құрылымдардың әртүрлі түрлері бірнеше моментке немесе бір нақты факторға (сыйымдылық пен кедергінің өзгеруі, жылу айырмашылығы, арнайы көрсеткіш) әрекет етеді.
Жұмыс принципі бойынша сенсорлық экрандар келесідей бөлінеді:
- Резистивті нұсқалар.
- Матрицалық үлгілер.
- Сыйымдылық опциялары.
- Беттік-акустикалық модификациялар.
- Оптикалық сенсорлар және олардың түрлері.
Осы санаттағы жалпы дисплей үлгілерін, ауқымын, мүмкіндіктерін және артықшылықтарын қарастырайық.
Резистивті сенсорлық экрандар қалай жұмыс істейді
Бұл монитордың ең қарапайым түрі. Ол белгілі бір затқа және дисплей бетіне тию аймағындағы қарсылық күшінің өзгеруіне әсер етеді. Ең кең таралған және қарапайым технология дизайнында екі негізгі элементті қамтиды:
- Полиэстерден немесе қалыңдығы бірнеше ондаған молекулалардан аспайтын ұқсас полимерден жасалған панель-субстрат. Мөлдір бөлік ток бөлшектерін өткізуге қызмет етеді.
- Жарық өткізетін жұқа пластикалық мембрана.
Екі қабат арнайы резистивті жабынмен қапталған. Олардың арасында шар тәрізді микроскопиялық оқшаулағыштар бар.
Жұмыс барысында мембрана жанасу кезінде майысадысубстрат, нәтижесінде тізбек жабылады. Аналогты-цифрлық түрлендіргіші бар контроллер бастапқы және ағымдағы кедергінің мәнін, сондай-ақ байланыс нүктесінің координаттарын есептей отырып, операцияға әрекет етеді. Мұндай құрылғылар өздерінің жағымсыз жақтарын тез көрсетті, нәтижесінде инженерлер бесінші сымды қосу арқылы дизайнды жақсартты.
Қолдану
Резистивті конфигурациялы сенсорлық экранның қарапайым жұмыс принципіне байланысты ол барлық жерде қолданылады. Дизайн мүмкіндіктері:
- төмен құн;
- теріс температураны қоспағанда, қоршаған орта әсерлеріне төзімділік;
- өткір емес кез келген қолайлы затқа тигенде жақсы реакция.
Мұндай дисплейлер толтыру және ақша аудару терминалдарына, банкоматтарға және қоршаған ортадан оқшауланған басқа құрылғыларға орнатылады. Монитордың зақымданудан әлсіз қорғанысы қорғаныс қабықшасының болуымен өтеледі.
Сыйымдылықты сенсорлық экрандар қалай жұмыс істейді
Дисплейдің бұл түрі қуаттылығы жоғары объектілердің айнымалы электр тогының өткізгіштеріне айналу мүмкіндігін ескере отырып жұмыс істейді. Құрылғы резистивті жабыны бар шыны панель болып табылады. Бұрыштарға орналастырылған электродтар өткізгіш қабатқа әлсіз кернеу береді. Байланыс кезінде, егер объект экранға қарағанда үлкен электрлік сыйымдылыққа ие болса, токтың ағуы байқалады. Ток бұрыштық бөліктерде бекітілген, ал ақпарат оданиндикаторлар өңдеу үшін контроллерге түседі, ол сенсорлық аумақты есептейді.
Алғашқы үлгілер тұрақты токты пайдаланды. Бұл дизайнды жеңілдетті, бірақ пайдаланушы жермен байланысы болмаса, ол сәтсіз болды. Сенімділік тұрғысынан бұл құрылғылар резистивті аналогтардан шамамен 60 есе асып түседі (200 миллион шертуге арналған). Мөлдірлік деңгейі - 0, 9, ең төменгі жұмыс температурасы - -15 °C дейін.
Жағымсыз жақтары:
- қолғапты қолға және көптеген бөгде заттарға реакцияның болмауы;
- өткізгіші бар жабын жоғарғы қабатта орналасқан, бұл механикалық кернеуге бейімділік тудырады;
- олар ішкі терминалдар үшін жарамды.
Сыйымдылық проекциялық нұсқалары
Кейбір конфигурациядағы смартфондардың сенсорлық экранының жұмыс принципі осы түрге негізделген. Құрылғының ішкі бетінде электрод торы қолданылады, ол адам денесімен байланыста болған кезде конденсатордың сыйымдылығын құрайды. Дисплейді саусақпен түрткеннен кейін сенсорлар мен микроконтроллер ақпаратты өңдейді, есептеулер негізгі процессорға жіберіледі.
Мүмкіндіктер:
- бұл конструкцияларда сыйымдылық сенсорларының барлық мүмкіндіктері бар;
- оларды механикалық әсерден қосымша қорғауды қамтамасыз ететін қалыңдығы 18 миллиметрге дейінгі үлбірлі жабынмен жабдықтауға болады;
- жетуге қиын өткізгіш бөліктердегі ластаушы заттар бағдарламалық құрал әдісі арқылы жойылады.
Көрсетілген конфигурациялар сыртта, қақпақ астында жұмыс істейтін көптеген жеке құрылғылар мен терминалдарға орнатылады. Айта кетейік, Apple сонымен қатар болжанған сыйымдылық мониторларды жақсы көреді.
Матрицалық өзгертулер
Бұл резистивті технологияның жеңілдетілген нұсқалары. Мембрана бірқатар тік өткізгіштермен, субстрат - көлденең аналогтармен жабдықталған. Сенсорлық экранның жұмыс істеу принципі: түрткен кезде өткізгіштердің контактілері орын алған нүкте есептеледі, алынған ақпарат процессорға жіберіледі. Бұл өз кезегінде басқару сигналын анықтайды, содан кейін құрылғы берілген жолмен әрекет етеді, мысалы, белгілі бір түймеге тағайындалған әрекетті орындайды.
Мүмкіндіктер:
- өткізгіштердің шектеулі санына байланысты дәлдік деңгейі төмен;
- бағасы барлық сенсорлар арасындағы ең төмен;
- көп түрту функциясы дисплей нүктесін нүкте бойынша сұрау арқылы жүзеге асырылады.
Көрсетілген модель тек ескірген құрылғыларда қолданылады, инновациялық шешімдердің пайда болуына байланысты қазіргі уақытта іс жүзінде қолданылмайды.
Беттік дыбыстық сигналдар
Ертедегі телефондардың сенсорлық экраны ұқсас технологиямен қалай жабдықталған. Дисплей - қабылдағыштар (екі бөлік) енгізілген және пьезоэлектрлік трансформаторлар қарама-қарсы бұрыштарға орналастырылған шыны панель.
Генератордан түрлендіргіштерге жиілік электр сигналы беріледі, ол жерденимпульстар рефлекторлар арқылы таралады. Толқындар сенсорлармен қабылданады, ПЭТ-ке қайтарылады, онда олар қайтадан электр тогына айналады. Әрі қарай ақпарат ол талданатын контроллерге түседі.
Экранды түрткен кезде толқынның сипаттамалары белгілі бір жерде энергияның бір бөлігінің жұтылуына байланысты өзгереді. Осы ақпарат негізінде жанасу нүктесі мен күші есептеледі. Бұл санаттағы дисплейлердің қалыңдығы 3 немесе 6 миллиметрлік пленкамен қол жетімді, бұл қолыңыздың шамалы соққысына салдарсыз төтеп беруге мүмкіндік береді.
Кемшіліктер:
- діріл және шайқау жағдайында жұмыс тәртібін бұзу;
- кез келген ластануға тұрақсыздық;
- белгілі бір конфигурацияның дыбыстық сигналдарына байланысты кедергі;
- төмен дәлдік оларды сурет салуға жарамсыз етеді.
Басқа түрлер
Жоғарыда жиі қолданылатын сенсорлық экрандардың құрылғысы мен жұмыс принципі талқыланды. Төменде танымал емес конфигурациялардың дисплейлерінің тізімі берілген:
- Оптикалық мониторлар - үлкен іздерді қоса, мультисенсорды қолдайды.
- Инфрақызыл модельдер - жұп фотодиодты жарықдиодты шамдармен жабылған, микроконтроллер арқылы жанасуға жауап береді.
- Индукция опциялары - қымбат планшеттерде қолданылатын арнайы катушкалар мен сезімтал өткізгіштер желісімен жабдықталған.
Көріп отырғаныңыздай, сенсорлық экрандарға арналған бірнеше опция бар. Таңдау әрқашан тұтынушыға байланысты.
