Тема 10. Пристрої вводу-виводу інформації

Сенсорні екрани (touch screens) - пристрій вводу інформації, призначений для тих, хто не може користуватися звичайною клавіатурою. Користувач може ввести символ або команду дотиком пальця до певної області екрану.

Сенсорні екрани найбільш придатні для організації гнучкого інтерфейсу, інтуїтивно зрозумілого навіть далеким від техніки користувачам.

З поширенням кишенькових, планшетних комп'ютерів, пристроїв для читання електронних книг і різних терміналів сенсорні екрани стали такими ж звичними, як кнопка і колесо.

В цих пристроях використовуються всього чотири базові принципи – резистивний, ємнісний, акустичний і інфрачервоний. Коротко розглянемо кожний з них.

Резистивні сенсорні екрани Accutouch чудово зарекомендували себе в сфері обслуговування, у складі Pos-Терміналів, промисловості, медицині й транспорті. Екран реагує на дотик пальцем, рукою в рукавичці, нігтем або кредитною картою.

У цій конструкції екран являє собою скляну або акрилову пластину, покриту двома струмопровідними шарами (рис.12.7). Шари розділені непомітними для ока прокладками, які охороняє мережа вертикальних і горизонтальних провідників від зіткнення. У момент натискання шари контактують і контролер реєструє електричний сигнал. Координати натискання визначаються, виходячи з того, на перетинанні яких провідників був зареєстрований вплив.

Погрішність визначення координат може досягати 3 міліметрів. До недоліків технології можна віднести зниження на 75-80% потужності світлового потоку, випромінюваного монітором. Але це компенсується простотою пристрою, низькою ціною й малою сприйнятливістю до шкідливих зовнішніх впливів.

Клікніть і тягніть для зауважень

Рисунок 12.7 – Принцип дії резистивного сенсорного екрану

Ємнісний сенсорний екран. До дотику екран має деякий електричний заряд (рис. 12.8). Дотик пальця змінює картину зарядженості, «відтягаючи» частину заряду до точки натискання. Датчики екрана, розташовані по всіх чотирьом кутам, стежать за потоком заряду в екрані, визначаючи, таким чином, координати «витоку» електронів.

Клікніть і тягніть для зауважень

Рисунок 12.8 – Принцип дії ємнісного сенсорного екрану

Акустичний сенсорний екран. Такі екрани побудовані з використанням мініатюрних п'єзоелектричних випромінювачів звуку, не чутного людиною. Скло такого екрана постійно непомітно вібрує під впливом випромінювачів, установлених у трьох кутах екрана. Спеціальні відбивачі особливим образом поширюють акустичну хвилю по всій поверхні екрана. Дотик до екрана міняє картину поширення акустичних коливань, що й реєструється датчиками (рис.12.9). По зміні характеру коливань можна обчислити координати збурювань, внесених натисканням на екран. Крім цього, аналізуючи ступінь зміни коливань, можна обчислити силу натискання на екран. Це корисно при проектуванні систем керування промисловим устаткуванням, наприклад, для плавної зміни швидкості обертання двигунів і інших параметрів.

Клікніть і тягніть для зауважень

Рисунок 12.9 – Принцип дії акустичного сенсорного екрану

Інфрочервоні сенсорні екрани. Для визначення точки торкання використовуються дві лінійки світлодіодів, розташовані по вертикалі й горизонталі, і дві лінійки фотодіодів, розташовані на протилежних сторонах екрану (рис.12.10).

Кожному світлодіоду відповідає свій фотодіод. Працює така оптична пара в такий спосіб. При подачі напруги на світлодіод він випромінює невидиме для людини інфрачервоне світло в межах дуже невеликого тілесного кута, щоб потрапити на "свій" фотодіод і "не зачепити" сусідні. Будь-яка перешкода (наприклад палець, що торкається екрана), частково або повністю перекриває світловий промінь, що і призводить до зменшення або припинення електричного струму через відповідний фотодіод. Ця зміна фіксується мікроконтролером, дозволяючи обчислити координати торкання з високою точністю.

Інфрачервоний сенсорний екран виконаний у вигляді рамки, яка не має ніяких стекол або прозорих плівок. Тому зміна яскравості, контрасту й передачі кольору зображення, а також поява додаткових відблисків виключене, що є безсумнівною перевагою екрана.

До недоліків можна віднести невисоку надійність (невеликим термін служби), можливі перебої в роботі при потраплянні прямого сонячного світла, найбільша вартість. Застосовуються ІЧ-Екрани в освітніх установах в якості інтерактивних панелей великого розміру.

Клікніть і тягніть для зауважень

Рисунок 12.10 – Принцип дії інфрачервоного екрану