คนจำนวนมากโดยเฉพาะวัยกลางคนและวัยหนุ่มสาวใช้สมาร์ทโฟน แท็บเล็ต และอุปกรณ์แสดงผลอัจฉริยะอื่นๆ อย่างกระตือรือร้น อย่างไรก็ตาม มีเพียงไม่กี่คนที่คิดเกี่ยวกับหลักการทำงานของหน้าจอสัมผัสและความหลากหลาย มาทำความเข้าใจให้ละเอียดกว่านี้กัน
เรื่องราวการประดิษฐ์
Sam Hurst อาจารย์จากประเทศสหรัฐอเมริกาใช้อุปกรณ์สัมผัสต้นแบบเป็นครั้งแรกในโลก เขาได้พัฒนาแนวคิดนี้ในปี 1970 ในเรื่องการอ่านข้อมูลจากเครื่องบันทึกแผนภูมิแท่งจำนวนมาก ระบบอัตโนมัติของกระบวนการนี้ได้กลายเป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการสร้างจอภาพแบบสัมผัสที่เรียกว่า Elotouch การพัฒนากลุ่มเพื่อนร่วมงานของ Hurst ได้รับการตีพิมพ์ในปี 1971 ซึ่งรวมถึงเทคโนโลยีสี่สายแบบต้านทานสำหรับการกำหนดจุดสัมผัส
ระบบ PLATO IV ถือเป็นเซ็นเซอร์คอมพิวเตอร์เครื่องแรก มันยังได้รับการเผยแพร่ในสหรัฐอเมริกาอันเป็นผลมาจากการศึกษาพิเศษที่เกี่ยวข้องกับการใช้คอมพิวเตอร์เพื่อการศึกษา ประกอบด้วยแผงบล็อก (256 ชิ้น) ทำหน้าที่ตามหลักการใช้กริดอินฟราเรด
รายละเอียด
จอสัมผัสเป็นองค์ประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่แสดงข้อมูลดิจิทัลโดยการสัมผัสพื้นผิวของจอภาพ โครงสร้างประเภทต่างๆ เหล่านี้ตอบสนองต่อช่วงเวลาต่างๆ หรือปัจจัยเฉพาะ (การเปลี่ยนแปลงของความจุและความต้านทาน ความแตกต่างทางความร้อน ตัวชี้พิเศษ)
ตามหลักการทำงาน หน้าจอสัมผัสแบ่งออกเป็นดังนี้:
- แนวต้าน
- รุ่นเมทริกซ์
- ตัวเลือกตัวเก็บประจุ
- การดัดแปลงพื้นผิว-อะคูสติก
- ออปติคัลเซนเซอร์และความหลากหลาย
ลองพิจารณารูปแบบการแสดงผลทั่วไปของหมวดหมู่นี้ ขอบเขต คุณสมบัติ และคุณประโยชน์กัน
หน้าจอสัมผัสแบบต้านทานทำงานอย่างไร
นี่คือมอนิเตอร์ประเภทที่ง่ายที่สุด มันตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงต้านทานในพื้นที่ที่สัมผัสวัตถุบางอย่างและพื้นผิวการแสดงผล เทคโนโลยีพื้นฐานและพื้นฐานที่สุดประกอบด้วยสององค์ประกอบหลักในการออกแบบ:
- แผง-พื้นผิวของโพลีเอสเตอร์หรือพอลิเมอร์ที่คล้ายกันซึ่งมีความหนาไม่เกินสองสามสิบโมเลกุล ส่วนโปร่งใสทำหน้าที่นำอนุภาคปัจจุบัน
- เยื่อพลาสติกบางที่ส่งสัญญาณแสง
เคลือบสารต้านทานพิเศษทั้งสองชั้น ระหว่างนั้นคือลูกถ้วยไฟฟ้าขนาดเล็กจิ๋ว
ระหว่างการทำงาน เมมเบรนจะโค้งงอเมื่อสัมผัสพื้นผิวอันเป็นผลมาจากการปิดวงจร ตัวควบคุมที่มีตัวแปลงแอนะล็อกเป็นดิจิทัลตอบสนองต่อการทำงาน โดยคำนวณค่าความต้านทานเริ่มต้นและกระแสไฟ ตลอดจนพิกัดของจุดสัมผัส อุปกรณ์ดังกล่าวแสดงให้เห็นด้านลบอย่างรวดเร็ว ซึ่งส่งผลให้วิศวกรปรับปรุงการออกแบบโดยเพิ่มลวดเส้นที่ห้า
ใช้
เนื่องจากหลักการทำงานของหน้าจอสัมผัสแบบ resistive configuration จึงถูกใช้ทุกที่ คุณสมบัติการออกแบบ:
- ราคาถูก;
- ทนต่ออิทธิพลของสิ่งแวดล้อม ยกเว้นอุณหภูมิติดลบ
- ปฏิกิริยาที่ดีเมื่อสัมผัสกับวัตถุที่ไม่คม
จอแสดงผลดังกล่าวติดตั้งอยู่ที่เครื่องเติมเงินและโอนเงิน ตู้เอทีเอ็ม และอุปกรณ์อื่นๆ ที่แยกออกจากสิ่งแวดล้อม การป้องกันที่อ่อนแอของจอภาพจากความเสียหายจะได้รับการชดเชยด้วยการเคลือบฟิล์มป้องกัน
หน้าจอสัมผัส capacitive ทำงานอย่างไร
ฟังก์ชั่นการแสดงผลประเภทนี้โดยคำนึงถึงความสามารถของวัตถุที่มีความจุเพิ่มขึ้นเพื่อแปลงเป็นตัวนำไฟฟ้ากระแสสลับ อุปกรณ์นี้เป็นแผงกระจกที่มีการเคลือบตัวต้านทาน อิเล็กโทรดที่วางอยู่ที่มุมจะใช้แรงดันไฟฟ้าอ่อนกับชั้นที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ในระหว่างการสัมผัส จะสังเกตเห็นกระแสรั่วไหลหากวัตถุมีความจุไฟฟ้ามากกว่าหน้าจอ กระแสคงที่ในส่วนมุมและข้อมูลจากอินดิเคเตอร์ไปที่คอนโทรลเลอร์เพื่อประมวลผล ซึ่งจะคำนวณพื้นที่สัมผัส
รุ่นแรกใช้ไฟฟ้ากระแสตรง สิ่งนี้ทำให้การออกแบบง่ายขึ้น แต่ล้มเหลวหากผู้ใช้ไม่ได้สัมผัสกับพื้น ในแง่ของความน่าเชื่อถือ อุปกรณ์เหล่านี้มีความต้านทานมากกว่าตัวต้านทานประมาณ 60 เท่า (ออกแบบมาสำหรับ 200 ล้านคลิก) ระดับความโปร่งใส - 0, 9, อุณหภูมิการทำงานต่ำสุด - ถึง -15 °C.
ข้อเสีย:
- ไม่มีปฏิกิริยาต่อมือที่สวมถุงมือและสิ่งแปลกปลอมส่วนใหญ่
- การเคลือบด้วยตัวนำจะอยู่ที่ชั้นบนสุด ซึ่งทำให้เกิดความอ่อนไหวต่อความเค้นเชิงกล
- เหมาะสำหรับขั้วในร่ม
การฉายภาพแบบ Capacitive
หลักการทำงานของหน้าจอสัมผัสของสมาร์ทโฟนในการกำหนดค่าบางอย่างขึ้นอยู่กับประเภทนี้ มีการใช้กริดอิเล็กโทรดบนพื้นผิวด้านในของอุปกรณ์ซึ่งเมื่อสัมผัสกับร่างกายมนุษย์จะสร้างความจุของตัวเก็บประจุ หลังจากใช้นิ้วแตะหน้าจอ เซ็นเซอร์และไมโครคอนโทรลเลอร์จะประมวลผลข้อมูล การคำนวณจะถูกส่งไปยังโปรเซสเซอร์หลัก
คุณสมบัติ:
- การออกแบบเหล่านี้มีความสามารถทั้งหมดของเซ็นเซอร์คาปาซิทีฟ
- สามารถติดตั้งฟิล์มเคลือบที่มีความหนาสูงสุด 18 มม. ซึ่งให้การป้องกันเพิ่มเติมจากแรงกระแทกทางกล
- สารปนเปื้อนบนชิ้นส่วนนำไฟฟ้าที่เข้าถึงยากจะถูกลบออกโดยใช้วิธีการของซอฟต์แวร์
การกำหนดค่าที่ระบุจะถูกติดตั้งบนอุปกรณ์ส่วนบุคคลและเทอร์มินัลที่ทำงานกลางแจ้งภายใต้ที่กำบัง เป็นที่น่าสังเกตว่า Apple ยังสนับสนุนจอภาพ capacitive ที่คาดการณ์ไว้ด้วย
เมทริกซ์แก้ไข
เหล่านี้เป็นเทคโนโลยีตัวต้านทานแบบง่าย เมมเบรนมีตัวนำแนวตั้งจำนวนหนึ่ง สารตั้งต้น - พร้อมแอนะล็อกแนวนอน หลักการทำงานของหน้าจอสัมผัส: เมื่อสัมผัสจะคำนวณจุดที่เกิดการสัมผัสกับตัวนำข้อมูลที่ได้รับจะถูกส่งไปยังโปรเซสเซอร์ ในทางกลับกัน จะเป็นตัวกำหนดสัญญาณควบคุม หลังจากที่อุปกรณ์ตอบสนองในลักษณะที่กำหนด เช่น ดำเนินการตามที่กำหนดให้กับปุ่มเฉพาะ
คุณสมบัติ:
- เนื่องจากตัวนำมีจำนวน จำกัด มีอัตราความแม่นยำต่ำ
- ราคาต่ำสุดในบรรดาเซ็นเซอร์
- ฟังก์ชั่นมัลติทัชถูกใช้งานโดยการสำรวจจุดแสดงผลทีละจุด
รุ่นที่ระบุนี้ใช้เฉพาะในอุปกรณ์ที่ล้าสมัยเท่านั้น ซึ่งไม่ได้ใช้งานจริงในยุคปัจจุบันเนื่องจากการเกิดขึ้นของโซลูชันที่เป็นนวัตกรรมใหม่
สัญญาณเสียงที่พื้นผิว
หน้าจอสัมผัสของโทรศัพท์รุ่นก่อนมีเทคโนโลยีที่คล้ายคลึงกันอย่างไร จอแสดงผลเป็นแผงกระจกซึ่งมีตัวรับสัญญาณ (สองชิ้น) ฝังอยู่ และวางหม้อแปลงไฟฟ้าแบบเพียโซอิเล็กทริกไว้ที่มุมตรงข้าม
จากเครื่องกำเนิดสัญญาณไฟฟ้าความถี่จะถูกส่งไปยังตัวแปลงจากที่ซึ่งชุดของพัลส์แพร่กระจายโดยใช้ตัวสะท้อนแสง เซ็นเซอร์จับคลื่นแล้วส่งกลับไปยัง PET ซึ่งจะถูกแปลงกลับเป็นกระแสไฟฟ้า นอกจากนี้ ข้อมูลจะไปยังตัวควบคุมซึ่งจะมีการวิเคราะห์
เมื่อคุณสัมผัสหน้าจอ ลักษณะของคลื่นจะเปลี่ยนไปตามการดูดกลืนพลังงานส่วนหนึ่งในที่ใดที่หนึ่ง จากข้อมูลนี้จะคำนวณจุดและแรงสัมผัส จอแสดงผลในหมวดหมู่นี้มีจำหน่ายแบบฟิล์มหนา 3 หรือ 6 มม. ซึ่งช่วยให้คุณทนต่อแรงกระแทกจากมือเล็กน้อยได้โดยไม่เกิดผลกระทบใดๆ
ข้อบกพร่อง:
- การละเมิดงานในสภาพการสั่นสะเทือนและการสั่น
- ความไม่เสถียรต่อมลภาวะใดๆ
- รบกวนเนื่องจากสัญญาณเสียงของการกำหนดค่าบางอย่าง
- ความแม่นยำต่ำทำให้ใช้วาดรูปไม่ได้
สายพันธุ์อื่นๆ
อุปกรณ์และหลักการทำงานของหน้าจอสัมผัสซึ่งใช้บ่อยที่สุดจะกล่าวถึงข้างต้น ต่อไปนี้เป็นรายการของการกำหนดค่าที่ไม่เป็นที่นิยม:
- จอออปติคอล - รองรับมัลติทัช รวมถึงรอยเท้าขนาดใหญ่
- รุ่นอินฟราเรด - หุ้มด้วยโฟโตไดโอด LED คู่หนึ่ง ตอบสนองต่อการสัมผัสผ่านไมโครคอนโทรลเลอร์
- ตัวเลือกการเหนี่ยวนำ - ติดตั้งคอยล์พิเศษและเครือข่ายตัวนำที่มีความละเอียดอ่อน ซึ่งใช้กับแท็บเล็ตราคาแพง
อย่างที่คุณเห็น มีหลายตัวเลือกสำหรับหน้าจอสัมผัส ทางเลือกขึ้นอยู่กับผู้บริโภคเสมอ
