De nombreuses personnes, en particulier les personnes d'âge moyen et les jeunes, utilisent activement des smartphones, des tablettes et d'autres gadgets d'affichage intelligents. Cependant, peu d'entre eux ont réfléchi au principe de fonctionnement de l'écran tactile et à leurs variétés. Essayons de comprendre cela plus en détail.
Histoire d'invention
Pour la première fois au monde, un prototype d'appareil tactile a été utilisé par Sam Hurst, un enseignant américain. Il a développé l'idée en 1970 de lire les données d'un grand nombre d'enregistreurs à bande. L'automatisation de ce processus est devenue une sorte de tremplin pour la création d'écrans tactiles, appelés Elotouch. Le développement d'un groupe de collègues de Hurst a été publié en 1971, qui comprenait une technologie résistive à quatre fils pour déterminer les points de contact.
Le système PLATO IV est considéré comme le premier capteur informatique. Il a également été publié aux États-Unis, à la suite d'études spéciales liées à l'informatisation de l'éducation. Il se composait d'un panneau de bloc (256 pièces), fonctionnait selonle principe d'utiliser une grille de flux infrarouges.
Description
L'écran tactile est un élément électronique qui visualise des informations numériques en touchant la surface du moniteur. Différents types de ces structures réagissent à plusieurs moments ou à un facteur spécifique (changement de capacité et de résistance, différence thermique, pointeur spécial).
Selon le principe de fonctionnement, les écrans tactiles sont divisés comme suit:
- Versions résistives.
- Modèles matriciels.
- Options capacitives.
- Modifications acoustiques de surface.
- Capteurs optiques et leurs variétés.
Examinons les modèles d'affichage courants de cette catégorie, leur portée, leurs fonctionnalités et leurs avantages.
Comment fonctionnent les écrans tactiles résistifs
C'est le type de moniteur le plus simple. Il réagit à la transformation de la force de résistance dans la zone de toucher un certain objet et la surface d'affichage. La technologie la plus courante et la plus élémentaire comprend deux éléments principaux dans sa conception:
- Panneau-substrat en polyester ou polymère similaire dont l'épaisseur ne dépasse pas quelques dizaines de molécules. La partie transparente sert à conduire les particules de courant.
- Membrane plastique fine transmettant la lumière.
Les deux couches sont recouvertes d'un revêtement résistif spécial. Entre eux se trouvent des isolateurs microscopiques en forme de boule.
Pendant le fonctionnement, la membrane fléchit au contactsubstrat, à la suite de quoi le circuit est fermé. Le contrôleur avec un convertisseur analogique-numérique réagit à l'opération en calculant la valeur de la résistance initiale et actuelle, ainsi que les coordonnées du point de contact. De tels appareils ont rapidement montré leurs côtés négatifs, à la suite desquels les ingénieurs ont amélioré la conception en ajoutant un cinquième fil.
Utiliser
En raison du principe de fonctionnement simple de l'écran tactile à configuration résistive, il est utilisé partout. Caractéristiques de conception:
- faible coût;
- résistance aux influences environnementales, à l'exception des températures négatives;
- bonne réaction au contact avec tout objet approprié non tranchant.
De tels écrans sont montés sur des terminaux de réapprovisionnement et de transfert d'argent, des distributeurs automatiques de billets et d'autres appareils isolés de l'environnement. La faible protection du moniteur contre les dommages est compensée par la présence d'un film protecteur.
Comment fonctionnent les écrans tactiles capacitifs
Ce type d'affichage fonctionne en tenant compte de la capacité des objets de capacité accrue à se transformer en conducteurs de courant électrique alternatif. L'appareil est un panneau de verre avec revêtement résistif. Des électrodes placées aux coins appliquent une faible tension à la couche conductrice. Lors du contact, une fuite de courant est observée si l'objet a une capacité électrique supérieure à l'écran. Le courant est fixé dans les pièces d'angle, et les informations deles indicateurs vont au contrôleur pour traitement, qui calcule la zone tactile.
Les premiers modèles utilisaient le courant continu. Cela simplifiait la conception, cependant, cela échouait si l'utilisateur n'avait pas de contact avec le sol. En termes de fiabilité, ces appareils dépassent d'environ 60 fois leurs homologues résistifs (conçus pour 200 millions de clics). Niveau de transparence - 0, 9, température de fonctionnement minimale - jusqu'à -15 °C.
Inconvénients:
- manque de réaction à la main gantée et à la plupart des corps étrangers;
- le revêtement avec le conducteur est situé dans la couche supérieure, ce qui provoque une sensibilité aux contraintes mécaniques;
- ils conviennent aux bornes intérieures.
Versions à projection capacitive
Le principe de fonctionnement de l'écran tactile des smartphones de certaines configurations est basé sur ce type. Une grille d'électrodes est appliquée sur la surface interne de l'appareil, qui, lorsqu'elle est en contact avec le corps humain, forme une capacité de condensateur. Après avoir touché l'écran avec un doigt, les capteurs et le microcontrôleur traitent les informations, les calculs sont envoyés au processeur principal.
Caractéristiques:
- ces conceptions ont toutes les capacités des capteurs capacitifs;
- ils peuvent être équipés d'un revêtement en film jusqu'à 18 millimètres d'épaisseur, qui offre une protection supplémentaire contre les chocs mécaniques;
- les contaminants sur les parties conductrices difficiles d'accès sont éliminés à l'aide de la méthode logicielle.
Les configurations spécifiées sont montées sur de nombreux appareils personnels et terminaux fonctionnant à l'extérieur sous couvert. Il convient de noter qu'Apple privilégie également les moniteurs capacitifs projetés.
Modifications de la matrice
Ce sont des versions simplifiées de la technologie résistive. La membrane est équipée d'un certain nombre de conducteurs verticaux, le substrat - avec des analogues horizontaux. Le principe de fonctionnement de l'écran tactile: lorsqu'il est touché, le point auquel le contact des conducteurs s'est produit est calculé, les informations reçues sont envoyées au processeur. Cela, à son tour, détermine le signal de commande, après quoi l'appareil réagit d'une manière donnée, par exemple, effectue une action affectée à un bouton spécifique.
Caractéristiques:
- en raison du nombre limité de conducteurs, le taux de précision est faible;
- le prix est le plus bas de tous les capteurs;
- la fonction multi-touch est implémentée en interrogeant l'affichage point par point.
Le modèle indiqué est utilisé exclusivement dans des appareils obsolètes, il n'est pratiquement pas utilisé à l'époque moderne en raison de l'émergence de solutions innovantes.
Signaux acoustiques de surface
Comment l'écran tactile des premiers téléphones était équipé d'une technologie similaire. L'écran est un panneau de verre dans lequel des récepteurs (deux pièces) sont intégrés et des transformateurs piézoélectriques sont placés sur les coins opposés.
Depuis le générateur, un signal électrique de fréquence est fourni aux convertisseurs, d'où une série deles impulsions sont propagées au moyen de réflecteurs. Les ondes sont captées par des capteurs, renvoyées au PET, où elles sont reconverties en courant électrique. De plus, les informations sont transmises au contrôleur, dans lequel elles sont analysées.
Lorsque vous touchez l'écran, les caractéristiques de l'onde subissent des changements avec l'absorption d'une partie de l'énergie à un endroit particulier. Sur la base de ces informations, le point et la force de contact sont calculés. Les écrans de cette catégorie sont disponibles avec une épaisseur de film de 3 ou 6 millimètres, ce qui vous permet de résister sans conséquence à un léger coup de main.
Défauts:
- violation du travail dans des conditions de vibration et de secousse;
- instabilité à toute pollution;
- interférences dues à des signaux acoustiques d'une certaine configuration;
- une faible précision les rend inutilisables pour le dessin.
Autres espèces
L'appareil et le principe de fonctionnement des écrans tactiles, qui sont utilisés le plus souvent, sont discutés ci-dessus. Voici une liste d'affichages de configurations impopulaires:
- Moniteurs optiques - prennent en charge le multi-touch, y compris les grandes empreintes.
- Modèles infrarouges - recouverts de paires de LED à photodiode, réagissent au toucher via un microcontrôleur.
- Options d'induction - équipées d'une bobine spéciale et d'un réseau de conducteurs sensibles, utilisées sur des tablettes coûteuses.
Comme vous pouvez le voir, il existe plusieurs options pour les écrans tactiles. Le choix appartient toujours au consommateur.
