Принцип действия и устройство сенсорного экрана

Большинство современных мобильных устройств, такие как смартфоны, мобильники, планшетные компьютеры, электронные читалки имеют сенсорный дисплей. Такой сенсорный экран, или просто тачскрин есть ничто иное как типовое устройство ввода-вывода, реагирующее на прикосновения к нему и способное отследить координаты точки прикосновения.

Несмотря на тот факт, что сенсорный дисплей создали в 70-х годах прошлого века, широкое применение он получил уже в нынешнем веке, благодоря их применению в миниатюрных цифровых гаджетах удалось исключить кнопочную клавиатура и мышь.

На сегодняшний день известны несколько технологий изготовления тачскринов. В рамках нашей статьи рассмотрим их более подробно.

Емкостная технология

В принципах работы емкостного дисплея лежит тот факт, что тело биологического объекта (человека) имеет определенную емкость. Такой тип дисплеев в своей основе обладает стеклянной панелью с нанесенным на нее специальным токопроводящим покрытием. По углам дисплея на это специализированное покрытие поступает небольшой электрический потенциал.

Сенсорный дисплей изготовленный по емкостной технологии

Активная часть поверхностно-емкостных дисплеев представляет собой кусочек обычного стекла, покрытый с одной стороны прозрачным и с большим сопротивлением материалом. В роли этого электропроводящего вещества используется оксид индия или оксид олова.

По углам экрана имеются четыре электрода, через которые поступает небольшое переменное напряжение, одинаковое со всех сторон. При касании поверхности дисплея стилусом или пальцем появляется незначительная токовая утечка через тело человека. Протекание этих микротоков регистрируется во всех четырех углах специальными датчиками, а микроконтроллер по разности измеренных токовых величин вычисляет координаты места касания.

Поверхностно-емкостной экран всё ещё хрупок, так как его проводящее покрытие нанесено на внешнюю поверхность и ничем не защищено. Но не такой нежный, как резистивный, поскольку на его поверхности нет тонкой мягкой мембраны. Отсутствие мембраны улучшает прозрачность дисплея, и позволяет применять менее яркую и энергоэкономную подсветку.

Достоинства таких емкостных сенсорных экранов в огромном ресурсе касаний (более 200 миллионов), и хорошей светопропускаемостью дисплея. Из минусов можно добавить, что такой экран не работает с стилусом или когда на руки надеты перчатки.

Проекционно-емкостной дисплей

Этот разновидность емкостного сенсорного экрана способна одновременно вычислять координаты двух и более точек в местах касания, то есть использует функцию мультитач. Именно этот тип дисплея устанавливаются почти на все современные мобильные устройства и гаджеты.

Работают они по почти аналогичному с поверхностно-емкостными экранами принципу действия, отличие состоит в том, что активный проводящий слой у них внутри, а не на внешней части поверхности. Благодаря этому факту активная емкостная панель получается значительно более защищенной.

Такой тип дисплеев состоит из стеклянной панели с имеющейся на его противоположной стороне сетки из электродов. В момент касания пальцем к такому дисплею электрод на обратной стороне вместе с пальцем и слоем стекла-диэлектрика составляют определенную емкость, через которую идет переменный ток. Микропроцессор при очередном опросе сетки электродов фиксирует наличие в них протекающего тока и определяет емкость.

Проекционно-емкостной сенсорный дисплей

Достоинства такого сенсора высокая прозрачность дисплея, долгий срок эксплуатации, а кроме того он способен реагировать даже на палец в перчатке.

Минус, пожалуй, только один - такие дисплеи достаточно дороги в производстве, и требуют сложной электроники, что также влияет на надежность всего устройства.

Благодаря высокой антивандальной стойкости такие дисплеи получили широкое распространение в современных банкоматах и платежных автоматах.

Резистивно сенсорный экран устройство и принцип работы

Основой сенсорного дисплея, выполненного по резистивной технологии является жесткое стеклянное основание и достаточно гибкий внешний слой. На обои эти поверхности нанесен токопроводящий слой материала, а между ними расположен слой, изолирующий в режиме отсутствия нажатия одну поверхность от другой. При нажатии на дисплей проводящие слои замыкаются, и микроконтроллер по заложенной в нем программе определяет координаты точки прикосновения.

Резистивно сенсорный экран

Этот тип дисплеев наиболее прост при изготовление, неприхотлив и достаточно прост в эксплуатации. Достаточно хорошо реагирует на все виды механических нажатий как стилусом, так и пальцем и т.п.

Ну конечно, как и в любой из перечисленных технологий, есть и свои недостатки. Наиболее распространенные из них это низкая светопроницаемость дисплея, и более худшая надежность устройства, которая зависит от механической прочности гибкого наружного слоя, который можно легко повредить любым острым предметом, а отсутствие возможности регистрировать сразу несколько параллельных нажатий, очень существенный недостаток в современном мобильном устройстве. Также, несмотря на высокое количество нажатий на одну точку дисплея (35 млн.), по этому свойству резистивный дисплей сильно проигрывает своим аналогам, выполненным на более современных технологиях.

Не работает сенсор на мобильном телефоне или планшете

Так как смартфон или планшетный компьютер как правило не имеет кнопок управления, то при неисправностях сенсора все функции мобильного телефона теряются сразу. Проблемы обычно появляются после падения телефона или попадания внутрь планшета влаги, хотя иногда сенсор перестает работать сам по себе. В рамках данной статьи рассмотрим способы устранения проблем с сенсорным экраном современных гаджетов.