Τεχνολογία οθόνης αφής - Ορισμός, εργασία, τύποι και εφαρμογές

Δοκιμάστε Το Όργανο Μας Για Την Εξάλειψη Των Προβλημάτων





Η τεχνολογία οθόνης αφής είναι ο τύπος άμεσης χειραγώγησης της τεχνολογίας που βασίζεται σε χειρονομίες. Ο άμεσος χειρισμός είναι η ικανότητα χειρισμού του ψηφιακού κόσμου μέσα σε μια οθόνη. Η οθόνη αφής είναι μια ηλεκτρονική οπτική οθόνη ικανή να ανιχνεύει και να εντοπίζει μια αφή πάνω από την περιοχή εμφάνισης. Αυτό αναφέρεται γενικά ως αγγίζοντας την οθόνη της συσκευής με το δάχτυλο ή το χέρι. Αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται ευρέως σε υπολογιστές, διαδραστικά μηχανήματα, smartphone, tablet κ.λπ. για την αντικατάσταση των περισσότερων λειτουργιών του ποντικιού και του πληκτρολογίου.

Η τεχνολογία της οθόνης αφής υπάρχει εδώ και αρκετά χρόνια, αλλά η προηγμένη τεχνολογία της οθόνης αφής κυκλοφόρησε πρόσφατα. Οι εταιρείες συμπεριλαμβάνουν αυτήν την τεχνολογία σε περισσότερα από τα προϊόντα τους. Οι τρεις πιο κοινές τεχνολογίες οθόνης αφής περιλαμβάνουν αντίσταση, χωρητικό και SAW (επιφανειακό ακουστικό κύμα). Οι περισσότερες συσκευές οθόνης αφής χαμηλού επιπέδου περιέχουν έναν τυπικό πίνακα πρόσθετων κυκλωμάτων και χρησιμοποιούνται στο πρωτόκολλο SPI. Το σύστημα έχει δύο μέρη, δηλαδή το υλικό και το λογισμικό. Η αρχιτεκτονική του υλικού αποτελείται από ένα αυτόνομο ενσωματωμένο σύστημα που χρησιμοποιεί έναν μικροελεγκτή 8-bit, διάφορους τύπους διασύνδεσης και κυκλώματα προγραμμάτων οδήγησης. Το πρόγραμμα οδήγησης λογισμικού συστήματος αναπτύχθηκε χρησιμοποιώντας μια διαδραστική γλώσσα προγραμματισμού C.




Τύποι τεχνολογίας οθόνης αφής:

Η οθόνη αφής είναι μια δισδιάστατη συσκευή ανίχνευσης που αποτελείται από 2 φύλλα υλικού που διαχωρίζονται με διαχωριστικά. Υπάρχουν τέσσερις κύριες τεχνολογίες οθόνης αφής: Ανθεκτικό, Χωρητικό, Επιφανειακό ακουστικό κύμα (SAW) και υπέρυθρες (IR).

Ανθεκτική:



Η αντίσταση οθόνης αφής αποτελείται από ένα εύκαμπτο άνω στρώμα από πολυαιθυλένιο και ένα άκαμπτο κάτω στρώμα από γυαλί που διαχωρίζονται με μονωτικές κουκκίδες, προσαρτημένα σε έναν ελεγκτή οθόνης αφής. Τα ανθεκτικά πάνελ οθόνης αφής είναι πιο προσιτά, αλλά προσφέρουν μόνο το 75% της οθόνης φωτός και το στρώμα μπορεί να υποστεί ζημιά από αιχμηρά αντικείμενα. Η αντίσταση οθόνης αφής χωρίζεται περαιτέρω σε οθόνη αντίστασης 4-, 5-, 6-, 7-, 8- ενσύρματων αφής. Ο κατασκευαστικός σχεδιασμός όλων αυτών των μονάδων είναι παρόμοιος, αλλά υπάρχει μια σημαντική διάκριση σε καθεμία από τις μεθόδους της για τον προσδιορισμό των συντεταγμένων της αφής.

Χωρητικό:


Ένας χωρητικός πίνακας οθόνης αφής είναι επικαλυμμένος με υλικό που αποθηκεύει ηλεκτρικά φορτία. Τα χωρητικά συστήματα μπορούν να μεταδώσουν έως και 90% του φωτός από την οθόνη. Χωρίζεται σε δύο κατηγορίες. Στην τεχνολογία Surface-capacitive, μόνο μια πλευρά του μονωτή επικαλύπτεται με ένα αγώγιμο στρώμα.

Κάθε φορά που ένα ανθρώπινο δάχτυλο αγγίζει την οθόνη, πραγματοποιείται η αγωγή ηλεκτρικών φορτίων πάνω από το μη επικαλυμμένο στρώμα που οδηγεί στο σχηματισμό ενός δυναμικού πυκνωτή. Στη συνέχεια, ο ελεγκτής ανιχνεύει τη θέση της αφής μετρώντας την αλλαγή χωρητικότητας στις τέσσερις γωνίες της οθόνης.

Στην προβλεπόμενη χωρητική τεχνολογία, το αγώγιμο στρώμα (Indium Tin Oxide) χαράσσεται για να σχηματίσει ένα πλέγμα πολλαπλών οριζόντιων και κατακόρυφων ηλεκτροδίων. Περιλαμβάνει ανίχνευση κατά μήκος του άξονα Χ και Υ χρησιμοποιώντας σαφώς χαραγμένο μοτίβο ITO. Για την αύξηση της ακρίβειας του συστήματος, η οθόνη προβολής περιέχει έναν αισθητήρα σε κάθε αλληλεπίδραση της σειράς και της στήλης.

Υπέρυθρες:

Μια τεχνολογία οθόνης αφής υπέρυθρης ακτινοβολίας, μια σειρά αξόνων Χ και Υ είναι εφοδιασμένη με ζεύγη IR LED και φωτοανιχνευτές. Οι φωτοανιχνευτές θα ανιχνεύουν οποιαδήποτε εικόνα στο σχέδιο του φωτός που εκπέμπεται από το Leds κάθε φορά που ο χρήστης αγγίζει την οθόνη.

Επιφανειακό ακουστικό κύμα:

Η τεχνολογία επιφανειακών ακουστικών κυμάτων περιέχει δύο μορφοτροπείς τοποθετημένους κατά μήκος του άξονα Χ και του άξονα Υ της γυάλινης πλάκας της οθόνης μαζί με μερικούς ανακλαστήρες. Όταν αγγίζετε την οθόνη, τα κύματα απορροφώνται και ανιχνεύεται μια αφή σε αυτό το σημείο. Αυτοί οι ανακλαστήρες αντανακλούν όλα τα ηλεκτρικά σήματα που αποστέλλονται από έναν μετατροπέα στον άλλο. Αυτή η τεχνολογία παρέχει εξαιρετική απόδοση και ποιότητα.

Εξαρτήματα και λειτουργία της οθόνης αφής:

λειτουργία κατά τη χρήση της οθόνης αφής

λειτουργία κατά τη χρήση της οθόνης αφής

Μια βασική οθόνη αφής έχει έναν αισθητήρα αφής, έναν ελεγκτή και ένα πρόγραμμα οδήγησης λογισμικού ως τρία κύρια συστατικά. Η οθόνη αφής πρέπει να συνδυαστεί με μια οθόνη και έναν υπολογιστή για τη δημιουργία ενός συστήματος οθόνης αφής.

Αισθητήρας αφής:

Ο αισθητήρας έχει γενικά ηλεκτρικό ρεύμα ή σήμα που περνάει από αυτό και αγγίζοντας την οθόνη προκαλεί αλλαγή στο σήμα. Αυτή η αλλαγή χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της θέσης της αφής της οθόνης.

Ελεγκτής:

Ένας ελεγκτής θα συνδεθεί μεταξύ του αισθητήρα αφής και του υπολογιστή. Παίρνει πληροφορίες από τον αισθητήρα και τις μεταφράζει για την κατανόηση του υπολογιστή. Ο ελεγκτής καθορίζει τον τύπο σύνδεσης που απαιτείται.

Πρόγραμμα οδήγησης λογισμικού:

Επιτρέπει σε υπολογιστές και οθόνες αφής να συνεργάζονται. Λέει στο OS πώς να αλληλεπιδράσει με τις πληροφορίες συμβάντος αφής που αποστέλλονται από τον ελεγκτή.

Εφαρμογή - Τηλεχειριστήριο χρησιμοποιώντας τεχνολογία οθόνης αφής:

Έλεγχος οχημάτων και ρομπότ χρησιμοποιώντας τηλεχειριστήριο με οθόνη αφής

Έλεγχος οχημάτων και ρομπότ χρησιμοποιώντας τηλεχειριστήριο με οθόνη αφής

Η οθόνη αφής είναι μία από τις απλούστερες διεπαφές υπολογιστή για χρήση, για μεγαλύτερο αριθμό εφαρμογών. Μια οθόνη αφής είναι χρήσιμη για εύκολη πρόσβαση στις πληροφορίες αγγίζοντας απλώς την οθόνη. Το σύστημα συσκευής με οθόνη αφής είναι χρήσιμο από τον έλεγχο της βιομηχανικής διαδικασίας έως οικιακός αυτοματισμός .

Πομπός οθόνης αφής

Πομπός οθόνης αφής

Σε πραγματικό χρόνο αγγίζοντας απλώς την οθόνη αφής και με γραφική διεπαφή, όλοι μπορούν να παρακολουθούν και να ελέγχουν σύνθετες λειτουργίες.

Δέκτης οθόνης αφής

Δέκτης οθόνης αφής

Στο τέλος της μετάδοσης χρησιμοποιώντας μια μονάδα ελέγχου οθόνης αφής, ορισμένες οδηγίες θα σταλούν το ρομπότ για μετακίνηση σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση όπως προς τα εμπρός, προς τα πίσω, περιστροφή αριστερά και περιστροφή δεξιά. Στο άκρο λήψης, τέσσερις κινητήρες διασυνδέονται με τον μικροελεγκτή. Δύο από αυτά θα χρησιμοποιηθούν για κίνηση του βραχίονα και της λαβής του ρομπότ και τα άλλα δύο για την κίνηση του σώματος.

Ορισμένες απομακρυσμένες λειτουργίες μπορούν να γίνουν με τεχνολογία οθόνης αφής χρησιμοποιώντας ασύρματη επικοινωνία για την απάντηση κλήσεων, τον εντοπισμό και την επικοινωνία με το προσωπικό και τη λειτουργία οχημάτων και ρομπότ. Για το σκοπό αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί επικοινωνία RF ή υπέρυθρη επικοινωνία.

Εφαρμογή σε πραγματικό χρόνο: Έλεγχος οικιακών συσκευών χρησιμοποιώντας τεχνολογία αφής

Είναι δυνατό να ελέγχετε τις ηλεκτρικές συσκευές στο σπίτι χρησιμοποιώντας τεχνολογία οθόνης αφής. Ολόκληρο το σύστημα λειτουργεί στέλνοντας εντολές εισόδου από την οθόνη αφής μέσω της επικοινωνίας RF που λαμβάνονται στο τέλος του δέκτη και ελέγχουν την εναλλαγή φορτίων.

Στο άκρο του πομπού, ένας πίνακας οθόνης αφής συνδέεται με τον Μικροελεγκτή μέσω ενός συνδέσμου οθόνης αφής. Όταν αγγίξετε μια περιοχή στον πίνακα, οι συντεταγμένες x και y αυτής της περιοχής αποστέλλονται στον Μικροελεγκτή που δημιουργεί δυαδικό κώδικα από την είσοδο.

Αυτά τα δυαδικά δεδομένα 4-bit δίδονται στις ακίδες δεδομένων του κωδικοποιητή H12E που αναπτύσσει σειριακή έξοδο. Αυτή η σειριακή έξοδος αποστέλλεται τώρα χρησιμοποιώντας μια μονάδα RF και μια κεραία.

Στο τέλος του δέκτη, η μονάδα RF λαμβάνει τα κωδικοποιημένα σειριακά δεδομένα, τα αποδιαμορφώνει και αυτά τα σειριακά δεδομένα δίδονται στον αποκωδικοποιητή H12D. Αυτός ο αποκωδικοποιητής μετατρέπει αυτά τα σειριακά δεδομένα σε παράλληλα δεδομένα που σχετίζονται με τα αρχικά δεδομένα που αποστέλλονται από τον μικροελεγκτή στο τέλος μετάδοσης. Ο μικροελεγκτής στο άκρο του δέκτη, λαμβάνει αυτά τα δεδομένα και, κατά συνέπεια, στέλνει ένα χαμηλό λογικό σήμα στον αντίστοιχο οπτοαπολυτήρα που με τη σειρά του ενεργοποιεί το αντίστοιχο TRIAC για να επιτρέψει το ρεύμα AC στο φορτίο και το αντίστοιχο φορτίο ενεργοποιείται