16.4.8 Сенсорные экраны

Сенсорный экран (от англ. touch screen) — координатное устройство, позволяющее путем прикосновения (пальцем, специальной палочкой – стилусом и т.п.) к области экрана монитора производить выбор необходимого элемента данных, меню или осуществлять ввод данных в какое-либо ЭВМ. Фактический сенсорный экран совмещает в себе функции монитора и клавиатуры. Для такого совмещения на поверхность дисплея (в основном жидкокристаллического) помещается несколько слоев проводящих пленок (сенсорная матрица), на которой могут быть установлены датчики, и контроллер, задача которого рассчитать координату касания сенсором. (рис.16.44).

Существует несколько основных технологий реализующих сенсорный экран: резистивный 4-х проводной, резистивный 5-ти проводной, емкостной, на основе поверхностно-акустических волн, инфракрасный и ряд других. Рассмотрим основные из этих технологий.

16.4.8.1 Четырехпроводной резистивный сенсорный экран

Резистивный сенсорный экран состоит из стеклянной панели 1 и гибкой пластиковой мембраны 2. И на панель, и на мембрану нанесено резистивное покрытие 4,5 (рис.16.45). Пространство между стеклом и мембраной заполнено микроизоляторами 3, которые равномерно распределены по активной области экрана и надёжно изолируют проводящие поверхности. Когда на экран нажимают, панель и мембрана замыкаются, и контроллер с помощьюаналогово-цифрового преобразователя регистрирует изменение сопротивления и преобразует его в координаты прикосновения (X и Y) с помощью АЦП. В общих чертах алгоритм считывания таков:

1. На верхний электрод 8 подаётся напряжение +5В, нижний 9 заземляется. Левый 7 с правым 8 соединяются накоротко и проверяется напряжение на них. Это напряжение соответствует Y-координате экрана.

2. Аналогично на левый 7 и правый 8 электрод подаётся +5В и «земля», с верхнего 8 и нижнего 9 считывается X-координата.

16.4.8.2 Пятипроводной резистивный сенсорный экран

Пятипроводной экран более надёжен за счёт того, что резистивное покрытие на мембране 4 заменено проводящим. На заднем стекле 1 нанесено резистивное покрытие 2 с четырьмя электродами по углам (рис.16.46). Поэтому 5-проводной экран продолжает работать даже с прорезанной мембраной.

Изначально все четыре электрода заземлены, а мембрана «подтянута» резистором к +5В. Уровень напряжения на мембране постоянно отслеживается аналогово-цифровым преобразователем. Когда ничто не касается сенсорного экрана, напряжение равно 5 В.

Как только на экран нажимают, микропроцессор улавливает изменение напряжения мембраны и начинает вычислять координаты касания следующим образом:

1. На два правых электрода подаётся напряжение +5В, левые заземляются. Напряжение на экране соответствует X-координате.

2. Y-координата считывается подключением к +5В обоих верхних электродов и к «земле» обоих нижних.

Особенности резистивных сенсорных экранов следующие:

Резистивные сенсорные экраны дёшевы и обладают максимальной стойкостью к загрязнению. Резистивные экраны реагируют на прикосновение любым гладким твёрдым предметом: рукой (голой или в перчатке), пером, кредитной картой, медиатором. Их используют везде, где вандализм и низкие температуры полностью исключены: для автоматизации промышленных процессов, в медицине, в сфере обслуживания (POS-терминалы), в персональной электронике (КПК). Лучшие образцы обеспечивают точность в 4096×4096 пикселей.

Недостатками резистивных экранов являются низкое светопропускание (не более 85 % для 5-проводных моделей и ещё более низкое для 4-проводных), низкая долговечность (не более 35 млн нажатий в одну точку) и недостаточная вандалоустойчивость (плёнку легко разрезать).