Muchas personas, especialmente jóvenes y de mediana edad, utilizan activamente teléfonos inteligentes, tabletas y otros dispositivos de pantalla inteligente. Sin embargo, pocos de ellos pensaron en el principio de funcionamiento de la pantalla táctil y sus variedades. Tratemos de entender esto con más detalle.
Historia de la invención
Por primera vez en el mundo, Sam Hurst, un profesor de EE. UU., utilizó un prototipo de dispositivo táctil. Desarrolló la idea en 1970 de leer datos de una gran cantidad de registradores de gráficos de tira. La automatización de este proceso se ha convertido en una especie de trampolín para la creación de monitores táctiles, conocidos como Elotouch. El desarrollo de un grupo de colegas de Hurst se publicó en 1971, que incluía una tecnología resistiva de cuatro hilos para determinar los puntos de contacto.
El sistema PLATO IV se considera el primer sensor informático. También fue lanzado en los EE. UU., como resultado de estudios especiales relacionados con la informatización de la educación. Consistía en un panel block (256 piezas), funcionaba segúnel principio de utilizar una red de flujos de infrarrojos.
Descripción
La pantalla táctil es un elemento electrónico que visualiza información digital al tocar la superficie del monitor. Diferentes tipos de estas estructuras reaccionan a varios momentos o a un factor específico (cambio en capacitancia y resistencia, diferencia térmica, indicador especial).
Según el principio de funcionamiento, las pantallas táctiles se dividen de la siguiente manera:
- Versiones resistivas.
- Modelos matriciales.
- Opciones capacitivas.
- Modificaciones acústicas superficiales.
- Sensores ópticos y sus variedades.
Veamos modelos de pantalla comunes de esta categoría, alcance, características y ventajas.
Cómo funcionan las pantallas táctiles resistivas
Este es el tipo de monitor más simple. Reacciona a la transformación de la fuerza de resistencia en el área de tocar un determinado objeto y la superficie de visualización. La tecnología más común y elemental incluye dos elementos principales en su diseño:
- Panel-sustrato de poliéster o polímero similar, cuyo espesor no exceda algunas decenas de moléculas. La parte transparente sirve para conducir partículas de corriente.
- Membrana plástica delgada que transmite luz.
Ambas capas están recubiertas con una capa resistiva especial. Entre ellos hay aisladores microscópicos en forma de bola.
Durante el funcionamiento, la membrana se flexiona en contacto consustrato, como resultado de lo cual el circuito está cerrado. El controlador con un convertidor de analógico a digital reacciona a la operación, calculando el valor de la resistencia inicial y actual, así como las coordenadas del punto de contacto. Tales dispositivos rápidamente mostraron sus lados negativos, como resultado de lo cual los ingenieros mejoraron el diseño al agregar un quinto cable.
Usar
Debido al sencillo principio de funcionamiento de la pantalla táctil de configuración resistiva, se utiliza en todas partes. Características del diseño:
- bajo costo;
- resistencia a las influencias ambientales, excepto a temperaturas negativas;
- buena reacción al contacto con cualquier objeto adecuado no afilado.
Estas pantallas se montan en terminales de reposición y transferencia de dinero, cajeros automáticos y otros dispositivos que están aislados del entorno. La débil protección del monitor contra daños se compensa con la presencia de una película protectora.
Cómo funcionan las pantallas táctiles capacitivas
Este tipo de visualización funciona teniendo en cuenta la capacidad de los objetos de mayor capacidad para transformarse en conductores de corriente eléctrica alterna. El dispositivo es un panel de vidrio con revestimiento resistivo. Los electrodos colocados en las esquinas aplican un voltaje débil a la capa conductora. Durante el contacto, se observa una fuga de corriente si el objeto tiene una capacidad eléctrica mayor que la pantalla. La corriente se fija en las partes de las esquinas, y la información deindicadores va al controlador para su procesamiento, que calcula el área táctil.
Los primeros modelos usaban corriente continua. Esto simplificó el diseño, sin embargo, fallaba si el usuario no tenía contacto con el suelo. En términos de confiabilidad, estos dispositivos superan a sus homólogos resistivos en unas 60 veces (diseñados para 200 millones de clics). Nivel de transparencia - 0, 9, temperatura mínima de funcionamiento - hasta -15 °C.
Contras:
- f alta de reacción a manos enguantadas y a la mayoría de objetos extraños;
- el revestimiento con conductor se encuentra en la capa superior, lo que provoca susceptibilidad a la tensión mecánica;
- son aptos para terminales interiores.
Versiones de proyección capacitiva
El principio de funcionamiento de la pantalla táctil de los teléfonos inteligentes de algunas configuraciones se basa en este tipo. Se aplica una rejilla de electrodos en la superficie interna del dispositivo que, cuando entra en contacto con el cuerpo humano, forma una capacitancia de condensador. Después de tocar la pantalla con un dedo, los sensores y el microcontrolador procesan la información, los cálculos se envían al procesador principal.
Características:
- estos diseños tienen todas las capacidades de los sensores capacitivos;
- pueden equiparse con una película de revestimiento de hasta 18 milímetros de espesor, que proporciona protección adicional contra impactos mecánicos;
- los contaminantes en las partes conductoras de difícil acceso se eliminan mediante el método del software.
Las configuraciones especificadas están montadas en muchos dispositivos personales y terminales que funcionan al aire libre bajo techo. Vale la pena señalar que Apple también favorece los monitores capacitivos proyectados.
Modificaciones de matriz
Estas son versiones simplificadas de tecnología resistiva. La membrana está equipada con una serie de conductores verticales, el sustrato, con análogos horizontales. El principio de funcionamiento de la pantalla táctil: cuando se toca, se calcula el punto en el que se produjo el contacto de los conductores, la información recibida se envía al procesador. Eso, a su vez, determina la señal de control, después de lo cual el dispositivo reacciona de una manera determinada, por ejemplo, realiza una acción asignada a un botón específico.
Características:
- debido al número limitado de conductores, la tasa de precisión es baja;
- el precio es el más bajo entre todos los sensores;
- la función multitáctil se implementa sondeando la pantalla punto por punto.
El modelo indicado se usa exclusivamente en dispositivos obsoletos, prácticamente no se usa en los tiempos modernos debido a la aparición de soluciones innovadoras.
Señales acústicas de superficie
Cómo la pantalla táctil de los primeros teléfonos estaba equipada con una tecnología similar. La pantalla es un panel de vidrio en el que se incrustan los receptores (dos piezas) y los transformadores piezoeléctricos se colocan en las esquinas opuestas.
Desde el generador se suministra una señal eléctrica de frecuencia a los convertidores, de donde salen una serie delos pulsos se propagan por medio de reflectores. Los sensores captan las ondas y las devuelven al PET, donde se vuelven a convertir en corriente eléctrica. Además, la información va al controlador, en el que se analiza.
Al tocar la pantalla, las características de la onda sufren cambios con la absorción de parte de la energía en un lugar determinado. En base a esta información, se calculan el punto y la fuerza de contacto. Los displays de esta categoría están disponibles con un espesor de película de 3 o 6 milímetros, lo que te permite soportar un ligero golpe de tu mano sin consecuencias.
Defectos:
- violación de trabajo en condiciones de vibración y sacudidas;
- inestabilidad ante cualquier contaminación;
- interferencia debida a señales acústicas de determinada configuración;
- La baja precisión los hace inutilizables para dibujar.
Otras especies
El dispositivo y el principio de funcionamiento de las pantallas táctiles, que se utilizan con mayor frecuencia, se analizan anteriormente. La siguiente es una lista de pantallas de configuraciones impopulares:
- Monitores ópticos: admiten multitoque, incluidas las huellas grandes.
- Modelos infrarrojos: cubiertos con pares de LED de fotodiodo, reaccionan al tacto a través de un microcontrolador.
- Opciones de inducción: equipado con una bobina especial y una red de conductores sensibles, utilizado en tabletas costosas.
Como puede ver, hay varias opciones para las pantallas táctiles. La elección siempre depende del consumidor.
