Резистивная матрица.

Рассмотрим принцип работы 4-проводной аналоговой резистивной сенсорной панели. На экран (рис 10.12 1) сверху накладывается прозрачная плёнка, состоящая из нескольких слоёв. На верхние и нижние слои (обычного выполненные из прозрачного и прочного пластика — полиэстера или майлара) равномерно наносится резистивное покрытие — пленка на основе оксидов индия и олова (Indium Tin Oxide — ITO) (рис 10.12 2 и 4). Нижний слой имеет металлизированные обкладки сверху и снизу, а верхний слой — справа и слева. Слои накладываются друг на друга с небольшим зазором, который обеспечивается с помощью прозрачных шариков — спейсеров (рис 10.12 3). Поскольку верхний слой имеет гибкую структуру, то при касании экрана в точке соприкосновения между слоями образуется электрический контакт, и по величине сопротивления между обкладками можно определить координаты точки касания.

Рис 10.12

Делается это поочередно по осям X и Y. Для определения координаты точки касания по оси X подают опорное напряжение на обкладки верхнего слоя, в результате чего по оси X образуется градиент напряжения. Выходное напряжение, прямо пропорциональное координате X точки касания, измеряют на выводах обкладок нижнего слоя. Процесс измерения координаты Y аналогичен процессу измерения координаты Х, с тем отличием, что опорное напряжение подается на обкладки нижнего слоя, а измерение выходного напряжения, прямо пропорционального координате Y точки касания, производится с выводов обкладок верхнего слоя.

Простейший контроллер сенсорного экрана включает измерительный коммутатор, АЦП, схему управления и интерфейс общения с микроконтроллером. Подключение к микроконтроллеру обычно производится по интерфейсу SPI или I2C.

Резистивная панель может подключаться к контроллеру сенсорного экрана, как в заземлённом режиме, так и в дифференциальном (см. рис 10.13). Во втором случае, измеряемое напряжение не зависит от стабильности напряжения питания в цепи.

Рис 10.13.

Мкостный экран.

Ёмкостный сенсорный экран в общем случае представляет собой стеклянную панель, на которую нанесён слой прозрачного резистивного материала. По её углам установлены электроды, подающие на проводящий слой низковольтное переменное напряжение. Поскольку тело человека способно проводить электрический ток и обладает некоторой ёмкостью, при касании экрана в системе появляется утечка. Место этой утечки, т.е. точку касания определяет контроллер на основе данных с электродов по углам панели. На экране нет каких-либо гибких мембран, что обеспечивает его высокую надёжность. К сожалению, при использовании такого экрана нельзя использовать стилус, т.к. прикосновения им не распознаются. Для работы с ёмкостным дисплеем используется специальный стилус, организующий нужный ток утечки. Отрицательных температур такой экран тоже не любит: в лучшем случае, падает точность определения координат, в худшем он перестаёт реагировать. На простейшем ёмкостном экране невозможно организовать интерфейс «мультитач» (распознавание нажатия сразу несколькими пальцами в разных точках) — четыре электрода по углам способны фиксировать только одно нажатие в каждый момент времени. От этого недостатка избавлены проекционно-ёмкостные дисплеи с сеткой электродов на обратной стороне экрана: на проводники подаётся слабый ток, а место касания определяется по точкам с повышенной ёмкостью (рис 10.14). Такие экраны способны реагировать даже на приближение руки.

рис 10.14.

Ёмкостные экраны также отличаются высокой надежностью (в них отсутствуют гибкие мембраны) и высокой степенью прозрачности. Правда они не годятся для работы стилусом или перчаткой — нажимать на экран необходимо «голым пальцем». Зато впечатляет надежность емкостного экрана — до миллиарда нажатий в одно и то же место. Емкостный принцип иногда используется и в «обычных» клавиатурах, причем эти клавиатуры отличаются от механических и мембранных большей надежностью и стойкостью к пыли и влаге.