Термін « тачскрін» з'явився в результаті злиття слів «touch» і «screen», що з англійської можна перекласти дослівно як екран, що «реагує на дотик».
Сенсорний екран ( тачскрін) — пристрій введення інформації, що є екраном, що реагує на дотики до нього.
Найчастіше його називають «сенсорним» екраном - торкаючись пальцем або спеціальним пристроєм(Стилусом) до певної області екрана запускається передбачена алгоритмом програма.
Пристрій із сенсорним екраном зустрічається мешканцям міст практично щодня: це банкомати, банківський бокс для прийому платежу, довідковий термінал, екран мобільного телефону та багато іншого.
Види сенсорних екранів
Сенсорні екрани поділяються на резистивні, матричні, проекційно-ємнісні, сенсорні екранина поверхнево-акустичних хвилях, інфрачервоні, оптичні, тензометричні, сенсорні екрани DST та індукційні .
Резистивні сенсорні екрани
Поділяються на чотирипровідні та п'ятипровідні.
Чотирипровідний екран
Резистивний сенсорний екран складається зі скляної панелі та гнучкої пластикової мембрани. І на панель, і на мембрану завдано резистивне покриття. Простір між склом та мембраною заповнено мікро-ізоляторами, які рівномірно розподілені по активній області екрану та надійно ізолюють провідні поверхні. Коли на екран натискають, панель та мембрана замикаються, і контролер за допомогою аналогово-цифрового перетворювача реєструє зміну опору та перетворює його на координати дотику (X та Y). Загалом алгоритм зчитування такий:
На верхній електрод подається напруга +5В нижній заземляється. Лівий з правим з'єднуються коротко, і перевіряється напруга на них. Ця напруга відповідає Y-координаті екрану.
Аналогічно на лівий та правий електрод подається +5В та «земля», з верхнього та нижнього зчитується X-координата.
Існують також восьмипровідні сенсорні екрани. Вони покращують точність відстеження, але не підвищують надійність.
П'ятипровідний екран
П'ятипровідний екран більш надійний за рахунок того, що резистивне покриття на мембрані замінено на провідний (5-провідний екран продовжує працювати навіть з прорізаною мембраною). на задньому склінанесено резистивне покриття із чотирма електродами по кутах.
Спочатку всі чотири електроди заземлені, а мембрана підтягнута резистором до +5В. Рівень напруги на мембрані постійно відстежується аналогово-цифровим перетворювачем. Коли ніщо не стосується сенсорного екрану, напруга дорівнює 5 Ст.
Як тільки на екран натискають, мікропроцесор вловлює зміну напруги мембрани і починає обчислювати координати торкання таким чином:
На два праві електроди подається напруга +5В, ліві заземлюються. Напруга на екрані відповідає X-координаті.
Y-координата зчитується підключенням до +5В обох верхніх електродів та до «землі» обох нижніх.
Особливості:
Резистивні сенсорні екрани дешеві та стійкі до забруднення. Резистивні екрани реагують на дотик будь-яким гладким твердим предметом: рукою (голою або рукавичкою), пером, кредитною карткою, медіатор. Їх використовують скрізь, де вандалізм та низькі температури не виключені: для автоматизації промислових процесів, у медицині, у сфері обслуговування (POS-термінали), у персональній електроніці (КПК). Кращі зразки забезпечують точність 4096×4096 пікселів.
Недоліками резистивних екранів є низьке світлопропускання (не більше 85% для 5-провідних моделей та ще більш низьке для 4-провідних), низька довговічність (не більше 35 млн натискань в одну точку) та недостатня вандалостійкість (плівку легко розрізати).
Матричні сенсорні екрани
Конструкція аналогічна резистивної, але спрощена до краю. На скло нанесені горизонтальні провідники, на мембрану вертикальні.
При дотику до екрана провідники торкаються. Контролер визначає, які провідники замкнулися, та передає у мікропроцесор відповідні координати.
Особливості:
Мають дуже низьку точність. Елементи інтерфейсу доводиться спеціально розташовувати з урахуванням клітин матричного екрану. Єдина перевага — простота, дешевизна та невибагливість. Зазвичай матричні екрани опитуються рядками (аналогічно матриці кнопок); це дозволяє налагодити мультитач. Поступово замінюються резистивними.
Ємнісні сенсорні екрани
Принцип дії ємнісного сенсорного екрану
Ємнісний (або поверхнево-ємнісний) екран використовує той факт, що предмет великої ємності проводить змінний струм.
Ємнісний сенсорний екран є скляною панеллю, покритою прозорим резистивним матеріалом (зазвичай застосовується сплав оксиду індію та оксиду олова). Електроди, розташовані по кутах екрану, подають на провідний шар невелике змінна напруга(однакове для всіх кутів). При торканні екрана пальцем або іншим провідним предметом з'являється витік струму. При цьому чим ближче палець до електрода, тим менший опір екрану, а значить, сила струму більша. Струм у всіх чотирьох кутах реєструється датчиками і передається в контролер, що обчислює координати точки торкання.
У ранніх моделях ємнісних екранів застосовувався постійний струм— це спрощувало конструкцію, але при поганому контакті користувача із землею призводило до збоїв.
Ємнісні сенсорні екрани надійні, близько 200 млн натискань (близько 6 з половиною років натискань з проміжком в одну секунду), не пропускають рідини і добре зазнають струмопровідних забруднення. Прозорість лише на рівні 90%. Втім, що проводить покриття, розташоване прямо на зовнішній поверхні, все ще вразливе. Тому ємнісні екрани широко застосовуються в автоматах, лише встановлених у захищеному від негоди приміщенні. Чи не реагують на руку в рукавичці.
Варто зауважити, що через відмінності в термінології часто плутають поверхнево- та проекційно-ємнісні екрани. За класифікацією, застосованою в цій статті, екран, наприклад, iPhone є проекційно-ємнісним, а не ємнісним.
Проекційно-ємнісні сенсорні екрани
Принцип дії проекційно-ємнісного сенсорного екрану
На внутрішній стороні екрана нанесена сітка електродів. Електрод разом із тілом людини утворює конденсатор; електроніка вимірює ємність цього конденсатора (подає імпульс струму та вимірює напругу).
Компанія Samsung зуміла встановити чутливі електроди прямо між субпікселями AMOLED-екрана, це спрощує конструкцію та підвищує прозорість.
Особливості:
Прозорість таких екранів до 90%, температурний діапазон є надзвичайно широким. Дуже довговічні (вузьке місце – складна електроніка, що обробляє натискання). На ПЕСЕ може застосовуватися скло завтовшки до 18 мм, що призводить до крайньої вандалостійкості. На непровідні забруднення не реагують, провідні легко пригнічуються. програмними методами. Тому проекційно-ємнісні сенсорні екрани широко використовуються і в персональній електроніці, і в автоматах, у тому числі встановлених на вулиці. Багато різновидів підтримують мультитач.
Сенсорні екрани на поверхнево-акустичних хвилях
Екран є скляною панеллю з п'єзоелектричними перетворювачами (ПЕП), що знаходяться по кутах. По краях панелі знаходяться відбиваючі та приймаючі датчики. Принцип дії такого екрану ось у чому. Спеціальний контролер формує високочастотний електричний сигнал та посилає його на ПЕП. ПЕП перетворює цей сигнал на ПАР, а датчики, що відбивають його відповідно відображають.
Ці відбиті хвилі приймаються відповідними датчиками та посилаються на ПЕП. ПЕП, своєю чергою, приймають відбиті хвилі і перетворюють в електричний сигнал, який потім аналізується з допомогою контролера. При торканні екрана пальцем частина енергії акустичних хвиль поглинається. Приймачі фіксують цю зміну, а мікроконтролер обчислює положення точки дотику. Реагує на торкання предметом, здатним поглинути хвилю (палець, рука в рукавичці, пориста гума).
Особливості:
Головною перевагою екрану на поверхневих акустичних хвилях (ПАВ) є можливість відстежувати не тільки координати точки, але і силу натискання (тут, швидше, здатність точно визначати радіус або область натискання), завдяки тому, що ступінь поглинання акустичних хвиль залежить від величини тиску в точці торкання (екран не прогинається під натисканням пальця і не деформується, тому сила натискання не тягне за собою якісних змін в обробці контролером даних про координати впливу, який фіксує тільки область, що перекриває шлях акустичних імпульсів).
Даний пристрій має дуже високу прозорість, так як світло від приладу, що відображає, проходить через скло, що не містить резистивних або провідних покриттів. У деяких випадках для боротьби з відблисками скло взагалі не використовується, а випромінювачі, приймачі та відбивачі кріпляться безпосередньо до екрану пристрою, що відображає. Незважаючи на складність конструкції, ці екрани є досить довговічними. За заявою, наприклад, американської компанії Tyco Electronics і тайванської фірми GeneralTouch вони витримують до 50 млн дотиків в одній точці, що перевищує ресурс 5-провідного резистивного екрану.
Екрани на ПАР застосовуються, в основному, в ігрових автоматах, в довідкових системах, що охороняються, і освітніх установах. Як правило, екрани ПАР розрізняють на звичайні - товщиною 3 мм, і вандалостійкі - 6 мм. Останні витримують удар кулаком середнього чоловіка або падіння металевої кулі вагою 0.5 кг із висоти 1.3 метра (за даними Elo Touch Systems). На ринку пропонуються варіанти підключення до комп'ютера як через інтерфейс RS232, так і через інтерфейс USB. на даний моментНайбільшою популярністю користуються контролери до сенсорних екранів ПАР, що підтримують і той, і інший тип підключення - combo (дані Elo Touch Systems).
Головним недоліком екрана на ПАР є збої у роботі за наявності вібрації чи впливу акустичними шумами, і навіть при забрудненні экрана. Будь-який сторонній предмет, розміщений на екрані (наприклад, жувальна гумка), повністю блокує його роботу. Крім того, дана технологія вимагає торкання предметом, який обов'язково поглинає акустичні хвилі, тобто, наприклад, пластикова банківська картка в цьому випадку не застосовується.
Точність цих екранів вища, ніж матричних, але нижча, ніж традиційних ємнісних. Для малювання та введення тексту вони, як правило, не використовуються.
Інфрачервоні сенсорні екрани
Принцип роботи інфрачервоної сенсорної панелі простий - сітка, сформована горизонтальними та вертикальними інфрачервоними променями, переривається при торканні монітора будь-яким предметом. Контролер визначає місце, у якому промінь було перервано.
Особливості:
Інфрачервоні сенсорні екрани бояться забруднень і тому застосовуються там, де важлива якість зображення, наприклад, електронних книгах. Через простоту та ремонтопридатність схема популярна у військових. Часто на такому принципі роблять клавіатури домофонів. Цей типекрана застосовується в рясні телефони компанії Neonode.
Оптичні сенсорні екрани
Скляна панель забезпечена інфрачервоним підсвічуванням. На межі «скло-повітря» виходить повне внутрішнє відображення, на межі «скло - сторонній предмет» світло розсіюється. Залишається зняти картину розсіювання, для цього існують дві технології:
У проекційних екранах поруч із проектором встановлюється камера.
Так улаштований, наприклад, Microsoft PixelSense.
Або світлочутливим роблять додатковий четвертий субпіксель РК-екрана.
Особливості:
Дозволяють відрізнити натискання рукою від натискань будь-якими предметами, є мультитач. Можливі великі сенсорні поверхні до класної дошки.
Тензометричні сенсорні екрани
Реагують на деформацію дисплея. Точність тензометричних екранів невелика, зате вони добре витримують вандалізм. Основне застосування – банкомати, квиткові автомати та інші пристрої, розташовані на вулиці.
Сенсорні екрани DST
Основна стаття: Dispersive Signal Technology
Сенсорний екран DST (Dispersive Signal Technology) реєструє п'єзоелектричний ефект у склі. Можливе натискання на екран рукою чи будь-яким предметом.
Відмінною особливістю є висока швидкістьреакції та можливість роботи в умовах сильного забруднення екрану. Однак палець повинен рухатись, нерухомий палець система не помічає.
Індукційні сенсорні екрани
Індукційний сенсорний екран – це графічний планшетіз вбудованим екраном. Такі екрани реагують лише на спеціальне перо.
Застосовуються, коли потрібна реакція саме на натискання пером (а не рукою): мистецькі планшети класу high-end, деякі моделі планшетних ПК.
- Підтримується з обмеженнями максимум 2 точки торкання.
- Якщо потрібна тільки скляна панель, без будь-яких прозорих провідних плівок – умовно 95%. Якщо не потрібна навіть вона (можна застосувати штатне покриття екрану) – умовно 100%
- Висока – до пікселя (точно відстежує гостре перо). Середня – до кількох пікселів (достатня для натискань пальцем). Низька - великими блоками екрана (неможливе малювання, потрібні дуже великі елементи інтерфейсу).
- Обмежується надійністю електроніки.
- Обмежується забрудненням датчика.
- Огран - апаратура обмеженого доступу(Персональна електроніка, промислова апаратура). Приміщ — загальний доступ в приміщенні, що охороняється. Вулиця – загальний доступ на вулиці.
Джерела інформації:
ru.wikipedia.org - сенсорний екран;
Сфера пристроїв мобільного зв'язкурозвивається небаченими темпами. Ще не всі встигли звикнути до термінів «моноблок, слайдер та розкладачка», як з'явилися нові. Наприклад, незалежно від побажань користувачів, виробники насильно переводять всіх на сенсорні екрани, відмовляючись від апаратних кнопок. Зараз вибір кнопкових апаратів, порівняно з сенсорниками, дуже малий. Добре це чи погано - покаже час, але, безперечно, знати, що таке тачскрин, повинен кожен.
Цей незвичайний термін є об'єднанням двох англійських слів - «Touch» і «Screen», що в дослівному перекладі може бути прочитано як екран, що «реагує на дотики». Той, хто ставить питання «тачскрин: що це», просто не завжди представляє сфери застосування даної технології. Пристрої із сенсорними екранами мешканці міст бачать щодня по кілька разів на день: банківські бокси для прийому платежів, довідкові термінали, мобільні телефонита ін. При натисканні на певні ділянки екрану, відбувається реєстрація факту дотику та обробка, згідно з алгоритмами запущеної програми. Зараз в Інтернеті є багато інформації про те, що таке тачскрін. Насправді загальний принципроботи таких екранів досить простий і в ньому зможе розібратися навіть людина, далека від електротехніки. Проте, хоча термін той самий, застосовувану виготовлення технологію визначає
Напевно, кожен, кому довелося вибирати собі сучасний телефон, звертав увагу на опис різновиду сенсорного екрану - резистивний або ємнісний. Той, хто розуміється на питанні «що таке тачскрин», легко вибере найкращу модель, тому що розуміє різницю між ними.
Основою будь-якого тачскріна є матриця на рідких кристалах (фактично зменшена копія розташованої в моніторі). З її зворотного боку знаходяться світловипромінюючі діоди підсвічування, а на лицьовій поверхні – шари, що фіксують натискання (резистивна технологія) та дотику (ємнісний різновид).
Людина, яка вивчила, що таке тачскрин, без сумніву, знає, що більше половини пристроїв використовують резистивні. Це пояснюється відносною простотою їх конструкції та дешевизною. Більшість китайських «смартфонів», що заполонили ринок, виконані саме за резистивною технологією. Крім того, що важливо, цей різновид екранів з'явився першим.
Сенсор резистивного типу є дві прозорі пластмасові пластини з тонкою сіткою з струмопровідного матеріалу, розташовані поверх рідкокристалічного екрану. Між ними знаходиться діелектричний шар (прозорий). Оскільки зображення на матриці добре проглядається, програми виводять графічний інтерактивний у відповідь запит програми, натискає якусь певну точку інтерфейсу (наприклад, зображену кнопку). В результаті пластичний діелектрик розходиться, а пластмасові пластини стикаються. Струм, що подається на електрод однієї з них, потрапляє на сітку іншої. Реєструючий контролер вловлює появу струму і відповідно до координатної сітки визначає точку натискання. Її координати передаються працюючій програмі та, відповідно до закладених алгоритмів, обробляються.
Наслідки:
- простого дотику недостатньо, потрібне саме натискання;
- через перерозподіл маси ізолюючого шару через час необхідне калібрування екрану;
- кількість натискань на кожну ділянку екрана обмежена (від 3 до 35 млн.).
Інакше влаштовані В них на верхню поверхню екрана нанесено прозоре провідне струм покриття, з підключеними по кутах електродами. При дотику людини (велика ємність) такого шару відбувається витік струму в тіло. Координати точки торкання обчислюються та обробляються. Сенсорні екрани, створені за такою технологією, витримують понад 200 млн. дотиків.
Тачскрін (touch screen), що з англійської мовидослівно перекладається як «сенсорний екран», замінює пристрій введення інформації в телефонах та іншій електроніці, тобто, можна сказати, що тачскрин в сенсорних телефонівє заміною клавіатури. Насправді все влаштовано саме так: сенсорна панель, яка є абсолютно прозорою, розміщується поверх дисплея телефону. При відображенні якоїсь кнопки на дисплеї ми намагаємося натиснути на неї, але насправді виконуємо натискання на тачскрін. Таким чином, у разі проблем із сенсорикою, погане сприйняття натискання на екран, або не на всій поверхні екрана, то виною тому, швидше за все, тачскрін. Але у разі поломки цей пристрій змінюється не складно, та й ціна його відносно не дорога, зокрема, що використовують резистивну технологію. На однойменному віртуальному аукціоні ebay.com можна придбати тачскрини, напевно, практично всіх типів і для всіх видів телефонів, але шукати необхідно як «digitizer», саме під такою назвою він у них відомий. Ось, наприклад, для тачфона Samsung S5230 сенсорна панель обійдеться Вам близько 130 рублів, причому, що ця ціна вже вказана, разом з інструментом. При цьому саме цієї моделі притаманне найчастіший збій або зовсім відмова сенсора. Так само для девайса LG KP500 ціна на сенсорну панель не складе більше 120 рублів, а під час як у будь-якій майстерні ціна на тачскрин для даної моделі буде вищою як мінімум в 3 рази.
Сенсорні пристрої поділяються на кілька видів: акустичні ультразвукові, ємнісні та резистивні. Кожен вид має свої як позитивні, і негативні боку.
Наскільки мені відомо, саме панелі з резистивною технологією мають схильність до заміни. Даний вид є найпростішим і найдешевшим видом пристрою. З конструктивної сторони панель являє собою набір підкладок (R3, R4), які є провідниками струму і мембрани (R1, R2). У момент дотику до мембрани виконується замикання відповідної підкладки з мембраною, через що збільшується опір на виводах сенсорної панелі (Ux1-Ux2 і Uy3-Uy4), а процесор при уловлюванні даної зміни визначає координати місця дотику тачскрину, і зіставляє з розташування на дисплеї виконання відповідної команди. Ще однією позитивною якістю даної технології, по мімо дешевизни, так само є і чутливість практично до будь-яких дотиків: рукавичка, рука, стілус або якийсь інший предмет. Що стосується мінусів, то це нестабільна роботапри негативній температурі, так само те, що таку панель легко подряпати, тому багато покупців змушені купувати ще й захисну плівку для захисту екрану і далеко не маловажний мінус - низька прозорість сенсорної панелі, яка затримує до 15% потоку світла, що виходить від дисплея.
Сфери, в яких знаходять застосування сенсорні панелі, збільшуються і постійно зростають, це: планшетні комп'ютери, навігатори, наручний годинник, інформаційні та термінали обслуговування і все більше і більше різної побутової електроніки.
Ще зовсім недавно мало хто міг повірити в те, що телефони зі звичними кнопками поступляться місцем пристроям, які управляються за допомогою дотику до екрану. Але часи змінюються і попит на кнопкові телефонипоступово падає, а на смартфони росте.
Термін "тачскрин" утворився від двох слів - Touch і Screen, що в перекладі з англійської перекладається як "сенсорний екран". Так, саме так - тачскрин і є сенсорний екран, до якого ви торкаєтеся, коли користуєтесь своїм смартфоном або планшетом. Насправді ж сенсорні екрани зустрічаються не лише у світі мобільної техніки. Так, ви могли бачити їх при внесенні коштів на рахунок мобільного пристроючерез термінал, у банкоматі, у квиткових пристроях тощо.
Важливо звернути увагу, що існує кілька різних принципів роботи сенсорних екранів, залежно від цього, де і чого вони використовуються. Зрозуміло, різниться і вартість технології. Так, немає жодного сенсу застосовувати високотехнологічні сенсорні екрани для терміналів поповнення рахунку мобільного зв'язку, чого не скажеш про ті ж смартфони.
Що являє собою тачскрін?
У сучасних смартфонах використовуються ємнісні сенсорні екрани. Вони являють собою скляну панель, на яку нанесений шар прозорого резистивного матеріалу. У кутах розташовані електроди, які подають на провідний шар низьковольтну змінну напругу. Тіло людини може проводити через себе електричний струм, а також має певну ємність. Тому під час дотику до екрану виникає витік і місце цього витоку визначає контролер, який використовує дані з електродів по кутах панелі.
У КПК, які сьогодні у продажу майже не зустрічаються, використовуються резистивні екрани, в яких, крім скляної панелі, є гнучка мембрана. Поверхня між ними заповнена мікроізоляторами. Коли на екран проводиться натискання, мембрана та панель замикаються, після чого контролер фіксує зміну опору та перетворює його на координати дотику.
Запам'ятайте, ємнісний екран не реагує на натискання предмета і навіть найпростішого (потрібний стілус зі спеціальним наконечником), тоді як резистивні екрани реагують абсолютно на будь-який дотик.
Чи можна замінити тачскрін?
У випадку, якщо користувач розбив тачскрин або той вийшов з ладу з тих чи інших причин (наприклад, перестав реагувати на натискання), можлива заміна тачскрину. Заміну бажано робити у спеціалізованому сервісі з гарантією.
Що таке тачскрин і як він працює в телефоні?
У перекладі з англійської «touch-screen» означає «торкання екрана» або «екран, який торкаються». Іншими словами, мається на увазі сенсорний дисплейкерувати яким можна за допомогою пальців. Сьогодні тачскрин дуже поширений, адже він повністю замінює собою такі зовнішні пристроїяк миша і клавіатура. Ця технологіявикористовується при створенні смартфонів та планшетів.
Конструктивно це виглядає так: у нас є екран, а над ним розташована сенсорна панель. Ми бачимо потрібну нам кнопку і натискаємо її зображення, торкаючись дисплея пальцями.
Своєю появою touch-screen завдячує західним ученим. Найперші зразки з'явилися на світ у другій половині 60-х років минулого століття. На підставі цього можна дійти невтішного висновку у тому, що тачскрин використовується вже більше 40 років. До появи смартфонів вони використовувалися у банкоматах тощо. У заразкожна людина, яка користується стільниковим зв'язком, Автомобільними навігаторами, відвідує банки і магазини, стикається з цією технологією, часом навіть не здогадуючись про те, як вона називається.
Отже, ми розібралися, що таке тачскрин у телефонах. По суті, це те саме, що і дисплей, що реагує на торкання пальців. Він чудово використовується замість клавіатури і активно застосовується в мобільних технологіях. До переваг тачскрин можна віднести захист від пилу, вологи та інших несприятливих факторів. навколишнього середовища, а також високий ступіньнадійності.
Якщо наш сенсорний пристрій не завжди реагує на дотик, або взагалі відмовляється це робити, наприклад, не хоче, швидше за все, з ладу вийшов саме touch-screen. Коштує він відносно недорого (особливо, якщо нас цікавить резистивний дисплей), і замінити його легко.
Де ще використовується тачскрін, крім телефонів?
Установка обладнання з технологією touch-screen у магазинах, банках, супермаркетах та інших комерційних та торгових установах здатна суттєво підвищити рівень продажу та сервісу. Це позитивно позначається на конкурентоспроможності підприємств та оптимізації їхньої роботи. Останніми роками саме наявність такого устаткування зазвичай підсвідомо асоціюється в покупців з успішністю тієї чи іншої організації.
Якщо ми використовуємо POS-термінали, дуже зручно вибирати той продукт, який нас цікавить, розраховувати його вартість і т.д. Також нерідко зустрічаються термінали самообслуговування з інтерактивним меню – наприклад, під час оплати послуг чи оформлення замовлень.