Устройство резистивного сенсорного экрана

Первый сенсорный экран был собран в 1970 году. Тогда преподавателю Университета из штата Кентукки Сэмуэлю Херсту понадобилось считать много лент из самописцев. Зная, что координаты точек на графиках удобнее заносить в вычислительную машину простым касанием к ним, он собрал передовое устройство ввода, названное впоследствии элографом. Это устройство было больше дигитайзером, но использовало такой же принцип определения координат, как у современных резистивных экранов.

Устройство резистивного сенсорного экрана

Позже вместе с коллегами единомышленниками Сэмуэль учредил компанию Elotouch, которая стала пионером в массовом выпуске сенсорных экранов.

Первый персональный компьютер с сенсорным экраном HP-150 производства Hewlett Packard, выпущенный в 1983 году, работал вовсе не резистивным образом. Для отслеживания касаний у него применялась сетка инфракрасных лучей, формируемая матрицей 2114. Проще говоря, вокруг обычного ЭЛТ-экрана была поставлена рамочка, составленная из свето- и фотодиодов, с помощью которых и создавалась невидимая, но чувствительная к прикосновению координатная сетка.

 

Конструкция сенсорных экранов

 

Каждый современный тачскрин (от английского touch screen — чувствительный к касаниям экран) собран из трех стеклышек:

  1. Самый скрытый LCD-экран, на котором мы собственно и видим изображение.
  2. Активная панель, благодаря которой и реальны такие чудесные возможности, как открытие пальцем ярлычков, листание страничек, растягивание картинок.
  3. Внешний защитный экран, имеется только у емкостных скринов — по сути, прозрачное стекло с антибликовым покрытием.

Устройство резистивного сенсорного экрана

Сэндвич из трех пластинок скрепляется в цельное устройство тончайшей пленкой. Раньше для сборки сенсорных экранов использовали полимерный клей.

 

Четырехпроводной резистивный тач-скрин

 

У резистивного экрана активная панель собрана из стеклянной основы и гибкой пластиковой мембраны. Изнутри основа и мембрана покрыты тонкими проводящими дорожками с высоким удельным сопротивлением в пределах от 50 до 1500 Ом. Внутреннее пространство заполнено микроизоляторами, равномерно расположенными между каждой проводящей дорожкой.

При нажатии, в месте касания перекрестные дорожки на мембране и основе замыкаются, и микропроцессор через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) вычисляет по местному изменению сопротивления координаты прикосновения:

  • X — на левый электрод подается +5 В, правый заземляется, и замеряется появившееся напряжение между верхними и нижним контактом.
  • Y — подается +5 В на верхний электрод, нижний заземляется, проверяется напряжение между левым и правым контактом.

Если вычисленные координаты точки касания совпадут с изображением какой-то активной кнопочки на нижнем LCD-экране, то электронная машина засчитает это как ввод информации.

Четырехпроводной резистивный тач-скрин

Четырехпроводной резистивный тач-скрин

Боящаяся повреждений тонкая мембрана этого сенсорного экрана выдерживает пару миллионов нажатий, чего явно недостаточно для использования в общественных местах мегаполиса.

 

Пятипроводной резистивный тач-скрин

 

У пятипроводного экрана резистивное покрытие на мембране заменено проводящим, за счет этого он является более надежным, чем четырехпроводной. Мембрана не используется для определения точки касания, она является одним большим электродом, и будет работать даже после того, как прорежется или порвется.

Координаты точки прикосновения определяются по стеклянной основе, у которой имеется четыре электрода по углам. Пятым электродом является мембрана.

 

Пятипроводной резистивный тач-скрин

Устройство пятипроводного резистивного тачскрина: 1 – стекло, 2 – резистивное покрытие, 3 – наполнитель изолирующий, 4 – мембрана

В состоянии покоя четыре электрода основы заземлены, и на мембрану через резистор подается напряжение, которое должно составлять +5 В.

Как только происходит касание, уровень напряжения на мембране падает, и микропроцессор через АЦП реагирует следующим образом:

  • К двум правым электродам подается +5 В, левые заземляются, и замеряется напряжение на мембране, которое и будет соответствовать координате X.
  • Подключается +5 В к верхним электродам, нижние заземляются, и считывается координата Y по наличию напряжения на мембране.

Этот сенсор выдерживает уже до 30 миллионов нажатий, чего вполне достаточно, чтобы быстрее вышел из строя какой-нибудь телефон, чем сам экран.

Основное преимущество всех резистивных сенсорников в том, что они реагируют на любое точечное нажатие: банковской картой, любой пластмассовой палочкой, рукой в толстой перчатке. А чтобы поработать зимой на улице с другим, емкостным экраном придется в мороз снять перчатку с руки. Ну и в заключение, своими руками можно переделать обычный монитор под сенсорный. Рекомендуется также ознакомиться с устройством емкостного сенсорного экрана.

 

Автор: Виталий Петрович, Лисичанск, Украина.

 


 

Загрузка...

Похожее ...

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

9 + одиннадцать =