i den här artikeln kommer vi att lära oss om en teknik som har blivit en integrerad del av våra liv: pekskärmstekniken. Du kan hitta pekskärmar nästan överallt som mobiltelefoner, tabletter, bärbara datorer, bilar, spelkonsoler, skrivare, hissar, industrier, bankomater, köpcentra, biljett automater för att nämna några.
med den ökade efterfrågan på intuitivt och enkelt GUI (graphical user interface) har utvecklingen inom pekskärmsteknik också tagit en exponentiell kurva. Så vi kommer att försöka lära oss lite om pekskärmsteknik, olika typer av tillgängliga pekskärmstekniker, fördelarna och nackdelarna med varje teknik etc.
översikt
Vad är en pekskärm?
enkelt uttryckt är en pekskärm en inmatningsenhet i ett elektroniskt system. Traditionellt, om vi tar våra datorer, inkluderar inmatningsenheterna tangentbord och mus. Men på en pekskärm kan du ge inmatningen till systemet, ja, genom att helt enkelt trycka på skärmen.
en pekskärmsenhet kan innehålla en elektronisk displayenhet, men i de flesta fall är pekskärmstekniken vanligtvis fixerad ovanpå en displayenhet (som i en mobiltelefon).
hur vi interagerar med våra elektroniska enheter som tv-apparater och mobiler har förändrats helt med pekskärmstekniken. Till exempel görs interaktionen med en dator mycket enkel eftersom du styr datorn direkt via skärmen utan att behöva andra inmatningsenheter.
2D Human Machine Interface
pekskärmar är en typ av användargränssnitt, vilket möjliggör beröring baserad mänsklig maskin gränssnitt. Det anses vara en tvådimensionell avkänningsanordning. Om du tar hänsyn till knappar (beröring eller taktil), ger de en enda kontaktpunkt. Därför är de endimensionella inmatningsenheter.
kommer till pekskärmar (eller pekplattor) kan du röra, dra, skriva svep, nypa etc. i x – Y-planet. Därför är de tvådimensionella inmatningsenheter.
det finns ett tredimensionellt användargränssnitt som kallas gestkontroll, där handgester i ledigt utrymme fungerar som inmatning.
komponenter på en pekskärm
varje pekskärmsenhet, oavsett om det är en mobiltelefon eller en surfplatta, består vanligtvis av tre viktiga komponenter. De är:
- Touch Sensor
- Controller
- programvara
Touch Sensor är den enhet som mäter parametrarna för kontakt mellan enheten och enheten och ett objekt. Den mäter kontaktkraften när som helst.
för mer information om beröringssensorer, läs ”beröringssensorer”.
styrenheten ansvarar för att fånga ”touch” – informationen från beröringssensorn och ge den till en huvudstyrenhet som en mikrokontroller eller en processor.
slutligen är programvaran ansvarig för att huvudmikrokontroller eller processor ska fungera i harmoni med beröringssensorn och dess styrenhet.
Pekskärmstekniktyper
baserat på de typer av beröringssensor som används vid utvecklingen av en pekskärm finns det 5 typer av pekskärmsteknik. De är:
- resistiv pekskärmsteknik
- kapacitiv pekskärmsteknik
- infraröd pekskärmsteknik
- akustisk Vågpekskärmsteknik
- Near Field Imaging pekskärmsteknik
Låt oss kortfattat förstå om var och en av dessa tekniker. Men innan du går in i detaljerna är en punkt du bör komma ihåg att nästan alla pekskärmsenheter vanligtvis ingår i en displayenhet som en LCD, TFT, LED, CRT etc.
resistiv pekskärmsteknik
det är en av de vanligaste pekskärmsteknikerna. Den består av en glaspanel som är belagd med två elektriskt ledande tunna metallskikt som är åtskilda av ett smalt gap bestående av separatorpunkter.
när en användare vidrör en punkt på den yttre ytan av panelen, de två metalliska ledande skikten kommer i kontakt. Med spänningen som passerar genom panelen fungerar metallkontakterna som en spänningsdelare och spänningsförändringen kan användas för att bestämma kontaktpunkten.
fördelar
- resistiva pekskärmar är extremt hållbara och kan användas i tuffa och hårda miljöer.
- dessa är i allmänhet lägre i kostnad jämfört med andra tekniker.
- ytan är resistent mot vätskor som olja, fett etc. och andra föroreningar som damm och fukt.
- strömförbrukningen är också mindre.
nackdelar
- en av de största nackdelarna med resistiva pekskärmar är deras låga klarhet.
- den yttre filmen är känslig för repor eller skadas av vassa föremål.
kapacitiv pekskärmsteknik
den kapacitiva baserade pekskärmstekniken är den mest populära tekniken nu för tiden. I en kapacitiv pekskärm är glaspanelen belagd med ett tunt, transparent laddningslagringselektrodskikt. Den elektriska ledningsförmågan hos människokroppen spelar en viktig roll i kapacitiva pekskärmar.
när ett mänskligt finger berör skärmen reagerar elektrodskiktet på den statiska elektriciteten i människokroppen. Sensorer som finns i skärmens fyra hörn mäter kapacitansförändringarna.
när människan berör skärmen med fingret mäter sensorerna skillnaden i kapacitans och strömflöde, vilket är direkt proportionellt mot avståndet från kontaktpunkten från hörnet.
kapacitiva pekskärmar är återigen indelade i två typer. De är:
- Ytkapacitiv pekskärmsteknik
- projicerad kapacitiv pekskärmsteknik
i ytkapacitiv teknik är ena sidan av glaspanelen belagd med ledande skikt medan det andra skiktet lämnas obestruket och exponeras för mänsklig beröring.
när människan berör skärmen bildas en dynamisk kondensator på grund av människans statiska laddning. Kontaktpunkten mäts genom att mäta kapacitansen från fyra hörn.
i projicerad kapacitiv teknik finns en glaspanel med beläggning av elektrodfilmer och en IC för att skapa ett 3D-elektrostatiskt fält.
IC bestämmer kontaktpunkten genom att mäta förhållandet mellan elektrisk ström.
fördelar
- kapacitiv pekskärmsteknik ger bättre klarhet än resistiv teknik.
- på grund av brist på rörliga delar är detta mer hållbart.
- skärmen är resistent mot damm, olja, vatten etc.
- hög motståndskraft mot repor.
- tillhandahålls multi-touch-ingångar.
nackdelar
- eftersom kapacitans är nyckeln till dess funktion är den känslig för EMI och RFI.
- det är benäget för parasitisk kapacitans och kräver kalibrering.
infraröd pekskärm teknik
en Scanning infraröd pekskärm teknik är baserad på avbrott i infrarött ljus på skärmen. Panelen består av en rad infraröda lysdioder och fototransistorer som är placerade på motsatta sidor.
denna inställning skapar ett osynligt rutnät av infraröda ljusstrålar på skärmens framsida. När ett finger placeras på skärmen kan sensorerna bestämma kontaktpunkten som ljusets avbrott.
fördelar
- praktiskt taget alla objekt kan användas för beröring ingång, oavsett om det kan vara ett finger eller en penna.
- infraröd pekskärmsteknik har högsta klarhet bland alla pekskärmstekniker.
- det påverkas inte av repor på ytan.
nackdelar
- det finns en chans att skärmen reagerar redan innan fingret (eller pennan) berör skärmen.
- damm, olja etc. kan förhindra att ljusstrålen passerar och orsakar funktionsfel.
- dyrare än andra tekniker.
- omgivande ljus kan påverka dess funktion.
Acoustic Wave Touch Screen Technology
acoustic wave touchscreen-tekniken är en av de mest avancerade pekskärmsdesignerna. Denna teknik bygger på att skicka akustiska eller ljudvågor genom glaspanelen.
i denna teknik består panelen av en serie piezoelektriska givare och mottagare som ligger längs dess sidor. När ett mänskligt finger berör skärmen absorberas den delen av ljudvågen så att givaren identifierar kontaktpunkten.
det finns två typer av akustisk vågteknik. De är:
- Surface Acoustic Wave Touch Screen Technology
- Guided Acoustic Wave Touch Screen Technology
fördelar
- precis som infraröd teknik är acoustic wave technology mycket hållbar eftersom den bara innehåller glaspanelen utan några lager eller beläggningar.
- Fingrar, stylus, handskade händer alla kan användas med akustiska vågskärmar.
- reptålig.
nackdelar
- vatten kan vara ett problem och kan orsaka falsk utlösning.
- föroreningar som damm och fukt kan skapa oidentifierade zoner på skärmen.
Near Field Imaging Touch Screen Technology
Near Field Imaging eller NFI Touchscreen är en proprietär teknik som använder en mönstrad beläggning av ledande film på glaspanelen på ena sidan och fullständig beläggning på den andra.
en excitationssignal matas till panelen för att generera ett elektrostatiskt fält. När ett finger kommer i kontakt ändras det elektrostatiska fältet och detta används bestämma kontaktpunkten.