Technologia ekranu dotykowego - definicja, działanie, typy i zastosowania

Technologia ekranu dotykowego - definicja, działanie, typy i zastosowania

Technologia ekranu dotykowego to technologia bezpośredniej manipulacji oparta na gestach. Manipulacja bezpośrednia to możliwość manipulowania cyfrowym światem na ekranie. Ekran dotykowy to elektroniczny wyświetlacz wizualny zdolny do wykrywania i lokalizowania dotyku w obszarze wyświetlania. Jest to ogólnie określane jako dotknięcie wyświetlacza urządzenia palcem lub ręką. Ta technologia jest najczęściej stosowana w komputerach, interaktywnych maszynach użytkownika, smartfonach, tabletach itp., Aby zastąpić większość funkcji myszy i klawiatury.



Technologia ekranu dotykowego jest znana od wielu lat, ale ostatnio zaawansowana technologia ekranu dotykowego stała się bardzo popularna. Firmy włączają tę technologię do większej liczby swoich produktów. Trzy najpopularniejsze technologie ekranu dotykowego to: rezystancyjna, pojemnościowa i SAW (powierzchniowa fala akustyczna). Większość low-endowych urządzeń z ekranem dotykowym zawiera standardową płytkę obwodu drukowanego i jest używana w protokole SPI. System składa się z dwóch części, a mianowicie sprzętu i oprogramowania. Architektura sprzętowa składa się z samodzielnego systemu wbudowanego korzystającego z 8-bitowego mikrokontrolera, kilku typów interfejsów i obwodów sterownika. Sterownik oprogramowania systemowego został opracowany przy użyciu interaktywnego języka programowania C.


Rodzaje technologii ekranu dotykowego:

Ekran dotykowy to 2-wymiarowe urządzenie czujnikowe wykonane z 2 arkuszy materiału oddzielonych przekładkami. Istnieją cztery główne technologie ekranu dotykowego: rezystancyjna, pojemnościowa, powierzchniowa fala akustyczna (SAW) i podczerwień (IR).





Rezystancyjny:

Rezystancyjny ekran dotykowy składa się z elastycznej wierzchniej warstwy wykonanej z polietylenu i sztywnej dolnej warstwy wykonanej ze szkła oddzielonej izolującymi punktami, przymocowanej do kontrolera ekranu dotykowego. Rezystancyjne panele z ekranem dotykowym są tańsze, ale oferują tylko 75% jasnego monitora, a ich warstwa może zostać uszkodzona przez ostre przedmioty. Rezystancyjny ekran dotykowy jest dalej podzielony na 4-, 5-, 6-, 7-, 8-przewodowy rezystancyjny ekran dotykowy. Konstrukcja wszystkich tych modułów jest podobna, ale w każdej z metod określania współrzędnych dotyku istnieje duże rozróżnienie.



Pojemnościowy:


Pojemnościowy panel dotykowy jest pokryty materiałem przechowującym ładunki elektryczne. Systemy pojemnościowe mogą transmitować do 90% światła z monitora. Jest podzielony na dwie kategorie. W technologii powierzchniowo-pojemnościowej tylko jedna strona izolatora jest pokryta warstwą przewodzącą.

Za każdym razem, gdy ludzki palec dotyka ekranu, następuje przewodzenie ładunków elektrycznych na niepowlekanej warstwie, co powoduje powstanie dynamicznego kondensatora. Następnie kontroler wykrywa położenie dotyku, mierząc zmianę pojemności w czterech rogach ekranu.

W technologii pojemnościowej projektowanej warstwa przewodząca (tlenek cynowo-indowy) jest wytrawiana, aby utworzyć siatkę wielu elektrod poziomych i pionowych. Obejmuje wykrywanie wzdłuż osi X i Y przy użyciu wyraźnie wytrawionego wzoru ITO. Aby zwiększyć dokładność systemu, ekran projekcyjny zawiera czujnik przy każdej interakcji rzędu i kolumny.

Podczerwień:

Technologia ekranu dotykowego na podczerwień, układ osi X i Y jest wyposażony w pary diod podczerwieni i fotodetektorów. Fotodetektory wykryją dowolny obraz we wzorze światła emitowanego przez diody LED, gdy użytkownik dotknie ekranu.

Powierzchniowa fala akustyczna:

Technologia powierzchniowych fal akustycznych obejmuje dwa przetworniki umieszczone wzdłuż osi X i osi Y szklanej płyty monitora oraz kilka reflektorów. Po dotknięciu ekranu fale są pochłaniane i w tym miejscu wykrywany jest dotyk. Te reflektory odbijają wszystkie sygnały elektryczne przesyłane z jednego przetwornika do drugiego. Ta technologia zapewnia doskonałą przepustowość i jakość.

Elementy i działanie ekranu dotykowego:

obsługi podczas korzystania z panelu dotykowego

obsługi podczas korzystania z panelu dotykowego

Podstawowy ekran dotykowy składa się z czujnika dotykowego, kontrolera i sterownika oprogramowania jako trzech głównych komponentów. Ekran dotykowy jest potrzebny do połączenia z wyświetlaczem i komputerem PC, aby stworzyć system z ekranem dotykowym.

Czujnik dotyku:

Czujnik generalnie przepływa przez prąd elektryczny lub sygnał, a dotknięcie ekranu powoduje zmianę sygnału. Ta zmiana służy do określenia lokalizacji dotyku ekranu.

Kontroler:

Kontroler zostanie podłączony między czujnikiem dotykowym a komputerem. Pobiera informacje z czujnika i tłumaczy je w celu zrozumienia komputera. Sterownik określa, jakiego typu połączenie jest potrzebne.

Sterownik oprogramowania:

Umożliwia współpracę komputerów i ekranów dotykowych. Informuje system operacyjny o sposobach interakcji z informacjami o zdarzeniach dotyku, które są wysyłane ze sterownika.

Zastosowanie - zdalne sterowanie za pomocą technologii ekranu dotykowego:

Sterowanie pojazdami i robotami za pomocą pilota z ekranem dotykowym

Sterowanie pojazdami i robotami za pomocą pilota z ekranem dotykowym

Ekran dotykowy jest jednym z najłatwiejszych w użyciu interfejsów komputera dla większej liczby aplikacji. Ekran dotykowy jest przydatny do łatwego dostępu do informacji poprzez proste dotknięcie ekranu wyświetlacza. System urządzeń z ekranem dotykowym jest przydatny w wielu zastosowaniach, od sterowania procesami przemysłowymi po automatyka domowa .

Nadajnik ekranu dotykowego

Nadajnik ekranu dotykowego

W czasie rzeczywistym, po prostu dotykając ekranu dotykowego i interfejsu graficznego, każdy może monitorować i kontrolować złożone operacje.

Odbiornik ekranu dotykowego

Odbiornik ekranu dotykowego

Po zakończeniu transmisji za pomocą jednostki sterującej z ekranem dotykowym niektóre kierunki zostaną wysłane do robot do poruszania się w określonym kierunku, na przykład do przodu, do tyłu, w lewo i w prawo. Na końcu odbiorczym cztery silniki są połączone z mikrokontrolerem. Dwa z nich będą używane do ruchu ramienia i uchwytu robota, a dwa pozostałe do ruchu ciała.

Niektóre operacje zdalne można wykonywać za pomocą technologii ekranu dotykowego, wykorzystując komunikację bezprzewodową do odbierania połączeń, lokalizowania i komunikowania się z personelem oraz obsługi pojazdów i robotów. W tym celu można wykorzystać komunikację radiową lub komunikację w podczerwieni.

Aplikacja działająca w czasie rzeczywistym: sterowanie urządzeniami domowymi za pomocą technologii ekranu dotykowego

Możliwe jest sterowanie urządzeniami elektrycznymi w domu za pomocą technologii ekranu dotykowego. Cały system działa na zasadzie wysyłania poleceń wejściowych z panelu dotykowego poprzez komunikację radiową, które są odbierane na końcu odbiornika i sterują przełączaniem obciążeń.

Po stronie nadajnika panel dotykowy jest połączony z mikrokontrolerem poprzez złącze ekranu dotykowego. Po dotknięciu obszaru na panelu współrzędne xiy tego obszaru są wysyłane do mikrokontrolera, który generuje kod binarny z wejścia.

Te 4-bitowe dane binarne są podawane do pinów danych kodera H12E, który tworzy wyjście szeregowe. To wyjście szeregowe jest teraz wysyłane za pomocą modułu RF i anteny.

Na końcu odbiornika moduł RF odbiera zakodowane dane szeregowe, demoduluje je i te dane szeregowe są przekazywane do dekodera H12D. Ten dekoder konwertuje te dane szeregowe na dane równoległe, które odnoszą się do oryginalnych danych wysyłanych przez mikrokontroler na końcu transmisji. Mikrokontroler na końcu odbiornika odbiera te dane i odpowiednio wysyła niski sygnał logiczny do odpowiedniego optoizolatora, który z kolei włącza odpowiedni TRIAC, aby zezwolić na prąd zmienny do obciążenia i odpowiednie obciążenie jest włączane