Подписаться  на наше издание быстро и дешевле чем где-либо Вы можете прямо сейчас! Подписаться! 


Электронные технологии развиваются с большой скоростью и нужно постоянно совершенствовать методы и способы взаимодействия человека и техники. Мышка и клавиатура – это неотъемлемая часть нынешнего мира, ведь с их помощью человек вводит информацию. Для того чтобы облегчить эту процедуру, придумали сенсорные экраны. С их помощью ввод информации намного упростился, да и на дисплей нажимать приятней, нежели на клавиатуру.

Стандартные устройства ввода уже стали привычными. Действительно, с их помощью можно быстро набирать текст и вводить информацию. Они удобны в офисных приложениях, привычны для многих, без них некоторые пользователи вообще чувствуют себя как без рук. Но все же в ряде случаев использование полноценных клавиатур нецелесообразно. Например, в банкомате все 102 клавиши не нужны, полутора десятка кнопок будет вполне достаточно. А вот, например, на производствах, где отслеживание процесса происходит на нескольких мониторах, такое же количество стандартных устройств и вовсе не нужно. Иногда даже нет возможности использования клавиатуры и мышки, например, в походно-полевых условиях. Они часто загрязняются, или же их просто поставить некуда. В этих случаях намного практичней будет использование сенсорных экранов, поскольку ряд проблем будет решен.

Сенсорный экран (Touch Screen) является устройством ввода-вывода информации и представляет собой экран, который реагирует на нажатия. Принцип действия основывается на определении координаты прикосновения к экрану с помощью датчиков. Впоследствии координаты сопоставляются с расположением элементов на экране, и определяется то действие, которое хотел совершить пользователь. Подобные дисплеи используются в платежных терминалах, оборудовании для автоматизации производства, информационных киосках, карманных компьютерах и т. д.

К достоинствам такого вида ввода информации можно причислить интуитивно понятный интерфейс – "вижу, куда нажимаю", долговечность и устойчивость к внешним воздействиям.

 

Функционально сенсорный экран состоит из таких элементов:

 

Сенсор

Собственно сама панель, которая реагирует на нажатия. Размещается она поверх экрана, и закрывает всю его видимую площадь. Панель обладает зарядом, либо же через нее проходит сигнал. При прикосновении к ней напряжение или состояние сигнала изменяется, таким образом происходит определение места прикосновения.

 

Контроллер
Плата, которая управляет датчиками, находящимися на сенсоре. Контроллер вычисляет и подготавливает информацию о координатах точек прикосновения к экрану.

 

Драйвер
Программное обеспечение, которое преобразует поступающие с контроллера сигналы в понятный для ПК вид. Таким образом, это связующее звено между сенсорным экраном и ПК. При надобности драйвер корректирует работу контроллера и производит дополнительные вычисления.

 

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

 

В недалеком 1971 году будущий основатель компании Elographics (на данный момент Elo TouchSystems) Сэмюэль Херст разработал графический планшет (так называемый элограф). Он действовал по четырехпроводному резистивному принципу. Следующим этапом стал тот факт, когда в 1974 году Херст сделал планшет прозрачным, а в 1977 разработал пятипроводной экран. Объединив усилия, компании Elographics и Siemens создали выпуклый сенсорный экран, который подходил к кинескопам того времени. Таким образом, в 1982 году миру был представлен телевизор с сенсорным экраном. С тех пор их стали использовать в промышленной и медицинской аппаратуре. Впоследствии они стали использоваться и в мобильных телефонах взамен маленькой клавиатуры.


На данный момент существует несколько типов сенсорных экранов, они работают по разным принципам и соответственно имеют свои достоинства и недостатки. Ввиду этого они и устанавливаются в различных условиях.

 

РЕЗИСТИВНЫЕ

 

Сенсорные экраны, сделанные по резистивной технологии, – одни из самых популярных. Существуют 4-, 5- и 8-про-водные резистивные сенсорные экраны. Сенсорный экран имеет многослойную структуру. Он состоит из двух проводящих поверхностей, которые разделены специальным изолирующим составом. Наружный слой выполнен из тонкого прозрачного пластика. При прикосновении его внутренняя поверхность (проводящая) совмещается проводящем слоем основной пластины, из-за этого происходит изменение сопротивления всей системы. Контроллер фиксирует изменения, производит вычисления и передает координаты драйверу.

 

Внутренее устройство 5-проводной сенсорной панели

 

Эта технология является базовой для большинства сфер применения сенсорных экранов. Производство резистивных сенсорных экранов наиболее экономичное.


Используется в мобильных ПК, потребительской бытовой электронике, в торговых точках (POS-терминалы).


К достоинствам можно отнести реакцию экрана на воздействие независимое от способа, то есть можно использовать карандаш, ручку, кредитную карточку, палец, даже если рука одета в перчатку и прочее. Резистивные экраны устойчивы к большинству видов грязи, пыли и жидкостям.


К недостаткам относятся низкая прозрачность, недостаточная прочность (экран можно повредить острым предметом), плохая работа при низких температурах, а также возможность определения только одной точки касания.

 

ПРОЕКЦИОННО-ЕМКОСТНЫЕ

 

Проекционно-емкостный сенсорный экран обладает хорошей прозрачностью – порядка 90%. А диапазон температур, которые он может выдержать, достаточно широк. Экран не реагирует на непроводящие загрязнения, а проводящие компенсируются программным путем. Поскольку в проекционно-емкостных экранах может применяться толстое стекло, то дисплей становится очень прочным и долговечным. Ко всему прочему, экраны такого типа умеют различать нажатия рукой и проводящим пером.

 


Сетка электродов нанесена на внутреннюю сторону экрана. При прикосновении тело человека и электрод образует конденсатор. Электронная часть, подавая импульс тока и измеряя напряжение, получает емкость этого конденсатора. Произведя вычисления, контроллер передает эти значения программному обеспечению.


Автоматы, оборудованные сенсорными экранами этого типа, в основном устанавливаются на улицах. В некоторых моделях поддерживается мультитач (определения нескольких одновременных нажатий), поэтому такая технология применяется в тачпадах.

 

ОПТИЧЕСКИЕ

 

Существуют еще и оптические сенсорные экраны. Их можно делать каких угодно размеров. Секрет заключается в том, что экраны ведут съемку с малой глубиной резкости и "находят" в изображении пальцы пользователя. Именно таким образом и вычисляется координата прикосновения к сенсорному экрану, а после сопоставляется с расположенным в том месте элементом, на который "нажал" пользователь.

 


Оптический сенсорный экран может различать нажатия рукой от нажатия другим предметом. К тому же есть возможность отслеживания сразу нескольких касаний.


ЕМКОСТНЫЕ

 

Следующим типом сенсорных экранов являются емкостные. Принцип их действия основывается на изменении однородности электрического поля. Сама конструкция представляет собой стеклянную поверхность, которая покрыта однородным слоем прозрачного проводящего покрытия. По углам экрана расположены электроды, которые подают на дисплей низкое переменное напряжение. Так образуется равномерное электрическое поле. Во время прикосновения к экрану происходит утечка тока, и однородность электрического поля нарушается. Появляются маленькие токи, которые проходят через все электроды и через палец (соответственно, тело) человека. Сопротивление прозрачного покрытия известно, и ток, который проходит через каждый из электродов, пропорционален этому сопротивлению. Контроллер измеряет токи либо изменения частоты колебания генераторов, тем самым определяя, к какому углу ближе располагается точка прикосновения. После контроллер производит вычисления и передает результаты на драйвер.

 


К недостаткам можно отнести то, что статический заряд накапливается на поверхности экрана. При прикосновении пальца дисплей разряжается «в землю» и если автомат, оборудованный таким экраном, располагается в помещении, где полы изолированы, то человек получит электрический удар. Также они зависимы от влажности воздуха и не могут применяться на открытом воздухе. Сенсорные экраны этого типа обладают быстрым и точным откликом, к тому же их ресурс огромен (порядка 255 миллионов нажатий).


Поскольку достоинства этой технологии намного радужней, чем недостатки, то производители решили предпринять специальные меры по устранению такой «нежности». Поэтому в новых разработках экраны снабжаются дополнительным толстым и закаленным стеклом. Под ним расположен слой тонких металлических проволочек, которые также создают равномерное электрическое поле. В итоге образуется своеобразный многослойный конденсатор. Принцип работы аналогичен. Новые экраны не восприимчивы к пыли, грязи, причем они стали восприимчивы к нажатиям рукой в перчатке.

 

ПАВ (ПОВЕРХНОСТНО-АКУСТИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ)

 

Это одна из самых дорогих технологий производства сенсорных экранов, к тому же одна их самых передовых. Экран такого типа состоит только из стекла, без дополнительных поверхностей. Для регистрации нажатия служит последовательность высокочастотных звуковых волн. В углах экрана располагаются пьезоэлектрические преобразователи, которые генерируют колебания. Эти волны распространяются с ультразвуковой скоростью по поверхности стекла. При прикосновении к ПАВ-экрану рукой либо же контактным пером, характеристики колебания изменяются. Контроллер получает сигналы, которые были преобразованы из ультразвуковых, полученных с приемников. Таким образом, при касании некоторые волны гасятся, и именно их «недостает», по ним как раз и определяется месторасположение точки прикосновения. В драйвере хранится "карта экрана", такой себе эталон идеального состояния, по которому и вычисляются координаты.

 


ПАВ-экраны обладают не только повышенной чувствительностью, но и могут определять силу нажатия. Ресурс нажатий у этого типа дисплеев – средний, и где-то в пять раз превосходит резистивные.

 

Сенсорные экраны ПАВ очень чувствительны к качеству поверхности: грязь, пыль и прочие загрязнения могут существенно снизить точность.


МАТРИЧНЫЕ

 

Один из самых простых и дешевых в производстве видов. Матричный сенсорный экран состоит из гибкой пластиковой мембраны и стеклянной панели. Промежуток между стеклом и мембраной равномерно заполнен микроизоляторами, на стекле находятся горизонтальные проводники, на мембране – вертикальные. Получается своеобразная координатная сетка. При касании к экрану проводники соприкасаются, далее контроллер определяет, какие из них соприкоснулись и таким образом вычисляются координаты.

 


Простота не всегда является достоинством, а поскольку максимальная плотность проводников – 10 линий на дюйм, то можно представить, что точность определения координат маленькая. Поэтому для рисования, а также для электронной подписи такие экраны не подходят. Так что они используются в основном в тех случаях, где нужен дешевый сенсорный дисплей и не требуется высокой точности определения координат. К тому же интерфейс должен быть в основном статическим, то есть элементы должны находится на постоянной позиции.


Из основных достоинств стоит отметить независимость точности определения координат от внешних факторов, таких как шумы, влажность, грязь и прочее. А сама схема контроллера по сравнению с теми, которые используются в других типах сенсорных экранов намного проще, понятнее, а значит и надежнее.

 

ИНФРАКРАСНЫЕ

 

Инфракрасные сенсорные экраны представляют собой рамку, поэтому крепиться могут на любую другую поверхность. По сторонам рамки расположены излучатели, на противоположных сторонах – приемники. Излучатели генерируют световые волны в инфракрасном диапазоне, а приемники, получая их, преобразовывают в электрические сигналы. Таким образом, получается координатная сетка. При прикосновении к инфракрасному экрану лучи пресекаются и не доходят до приемников. Так, контроллер вычисляет координаты точки прикосновения. Инфракрасному сенсору все равно, что преградило путь его лучу, поэтому он адекватно реагирует на касания рукой в перчатке, острым предметом или кредитной карточкой.

 

 

Инфракрасные сенсорные экраны используются в медицинских или производственных установках, информационных киосках. Полая рамка с датчиками устанавливается несколько выше над поверхностью, и поэтому вероятна ранняя активация еще до совершения нажатия.

 

СЕНСОРНЫЙ IPHONE

 

Столь разрекламированный iPhone также обладает сенсорным экраном, но это уже представитель следующего поколения сенсоров. Данная технология несколько отличается от мягких сенсорных экранов, прямого контакта с дисплеем нет, поскольку поверх него находится стекло. Поверхность дисплея покрыта на микронном уровне слоем конденсаторов, они реагируют на изменения потенциала. Человек, прикасаясь к экрану iPhone, изменяет потенциал, ну а дальше в игру вступает контроллер, который производит расчеты координаты. Компания Synaptics недавно разработала новые емкостные и индуктивные сенсорные технологии. Они предназначены именно для портативных устройств.

 

2008.11.07
19.03.2009
В IV квартале 2008 г. украинский рынок серверов по сравнению с аналогичным периодом прошлого года сократился в денежном выражении на 34% – до $30 млн (в ценах для конечных пользователей), а за весь календарный год – более чем на 5%, до 132 млн долл.


12.03.2009
4 марта в Киеве компания Telco провела конференцию "Инновационные телекоммуникации", посвященную новым эффективным телекоммуникационным технологиям для решения задач современного бизнеса.


05.03.2009
25 февраля в Киеве компания IBM, при информационной поддержке "1С" и Canonical, провела конференцию "Как сохранить деньги в условиях кризиса?"


26.02.2009
18-19 февраля в Киеве прошел юбилейный съезд ИТ-директоров Украины. Участниками данного мероприятия стали ИТ-директора, ИТ-менеджеры, поставщики ИТ-решений из Киева, Николаева, Днепропетровска, Чернигова и других городов Украины...


19.02.2009
10 февраля в Киеве состоялась пресс-конференция, посвященная итогам деятельности компании "DiaWest – Комп’ютерний світ" в 2008 году.


12.02.2009
С 5 февраля 2009 г. в Киеве начали работу учебные курсы по использованию услуг "электронного предприятия/ учреждения" на базе сети информационно-маркетинговых центров (ИМЦ).


04.02.2009
29 января 2009 года в редакции еженедельника "Computer World/Украина" состоялось награждение победителей акции "Оформи подписку – получи приз!".


29.01.2009
22 января в Киеве компания "МУК" и представительство компании Cisco в Украине провели семинар для партнеров "Обзор продуктов и решений Cisco Small Business"

 

 
 
Copyright © 1997-2008 ИД "Комиздат".