O que é uma tela sensível ao toque: como funciona, classificação por tipo e recursos

O que é uma tela sensível ao toque em um smartphone e quem a inventou

O termo Touch Screen é formado por duas palavras em inglês. O primeiro significa "toque" e o segundo significa "tela". Esta frase transmite plenamente o princípio de funcionamento deste tipo de visores, que consiste em responder ao toque dos dedos de uma pessoa e realizar determinadas ações. Apesar de este tipo de tecnologia nos parecer moderna, 1970 é considerada a data da invenção do primeiro ecrã táctil. Foi então que um professor universitário de Kentucky, Semuel Hirst, foi o primeiro a decidir simplificar o processo de leitura de informações de fitas de gravador. O resultado do desenvolvimento do cientista foi o aparecimento da primeira tela do mundo que suporta a tecnologia de entrada de toque.

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A novidade utilizou o tipo de trabalho mais primitivo: um método resistivo a quatro fios para determinar as coordenadas do ponto de contato.

Os primeiros dispositivos que receberam esse sistema de entrada de informações foram os computadores, e somente em 1998 nasceu o primeiro telefone celular, no qual se utilizava a discagem por toque. Foi ideia da Alcatel. Em seguida, a Ericsson ofereceu sua própria versão da tela sensível ao toque em um dispositivo móvel. Mas esses protótipos tinham pouca semelhança com as versões modernas de telas sensíveis ao toque.

O painel era monocromático, de tamanho pequeno e permitia apenas ao usuário discar um número. O primeiro modelo, onde o touch screen adquiriu um formato moderno, foi o comunicador da HTC Qtek 1010/02 XDA, lançado em 2002. E a ideia de usar a tela sensível ao toque em dispositivos móveis foi levada a um nível qualitativamente novo pela Apple, que implementou a capacidade de multitoque ou responder ao toque simultâneo da tela com dois ou mais dedos.

IMPORTANTE!

A invenção e a adoção em massa de telas sensíveis ao toque trouxeram um grande número de aspectos positivos para o usuário e aumentaram a usabilidade do smartphone. Mas isso gerava uma desvantagem significativa - os dispositivos se tornavam mais "delicados" e exigiam um manuseio cuidadoso, já que danos ao vidro poderiam danificar todo o sensor.

O que é um sensor e onde ele é usado

Uma pessoa moderna não pode mais imaginar sua vida sem dispositivos com entrada de toque, esta invenção se tornou tão firmemente estabelecida na vida. De acordo com as estatísticas, mais de 90% de toda a população da Terra encontrou pelo menos uma vez uma tela sensível ao toque, que é usada em uma variedade de dispositivos eletrônicos e gadgets:

• smartphones;
• tablets e tablets;
• terminais bancários ou de pagamento;
• dispositivos para compra de bilhetes eletrônicos;
• monitores (computador, em refrigeradores, eletrodomésticos).

O desenvolvimento da tecnologia de toque não se limita aos dispositivos móveis. Existem desenvolvimentos em que a tela sensível ao toque está sendo introduzida em áreas de superfície significativas.

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Não faz muito tempo, foi anunciada uma mesa inteligente, cuja superfície é uma grande tela sensível ao toque. Essa mesa pode ser usada como um centro de multimídia em uma casa inteligente. Além disso, alguns anos atrás, uma parede sensorial inteira foi introduzida, quando você clica em qualquer área da qual você pode chamar várias funções.

Algumas pessoas que não conhecem tecnologia estão se perguntando o que é uma tela sensível ao toque em um tablet e como ela difere de um dispositivo de entrada semelhante em um smartphone. A resposta a essa pergunta é simples - nada, já que o princípio de funcionamento da tela sensível ao toque é o mesmo, independente do dispositivo em que é usada.

Smartphones baratos e de alta qualidade. Em uma publicação especial de nosso portal, iremos informá-lo em detalhes sobre smartphones com tela sensível ao toque de baixo custo. Você vai descobrir se um smartphone barato pode ser bom: vantagens e desvantagens, como escolher um smartphone por parâmetros: display, memória, processador.

Como funciona o touchscreen

Para entender completamente o que é uma tela sensível ao toque em um telefone, você precisa descobrir em que consiste a tela do smartphone e como o sensor funciona. Os principais elementos da tela de toque são:

1. Matriz constituída por uma camada de cristais líquidos. Uma tecnologia de superfície de exibição semelhante é usada em televisores ou monitores de computador.
2. Microdiodos, que estão localizados na segunda camada sob a matriz e servem para iluminar a superfície de trabalho.
3. Diodos localizados na superfície da camada de imagem, que são a principal ferramenta para o processamento de toque.
4. Vidro que cobre a própria tela e evita que ela seja danificada.
5. Revestimento anti-reflexo que evita o brilho e permite que você olhe para a tela confortavelmente em tempo ensolarado.

Com base no funcionamento da tela sensível ao toque, há uma série de vantagens e desvantagens dessa tecnologia de diálogo. usuário com um dispositivo eletrônico, que são divididos em prós e contras para dispositivos fixos e móveis tecnologia.

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Muitos fabricantes, principalmente aparelhos fixos que utilizam tela sensível ao toque em seus trabalhos, por conta de suas deficiências, optaram por duplicar a possibilidade de entrada com teclas mecânicas. Isso é necessário se a tela de toque falhar.

Tipos de telas sensíveis ao toque

A classificação geral de telas sensíveis ao toque no mercado implica uma divisão em variedades por tipo e características de design. Os mais usados ​​são os tipos resistivo e capacitivo, que são usados ​​na maioria dos dispositivos móveis. Há também:

• matriz;
• infravermelho;
• projeção capacitiva;
• óptico;
• Sensores DST;
• aceno;
• indução.

Tela de toque resistiva

Falando sobre o que é uma Touch Screen, a primeira coisa a mencionar são as telas resistivas, que foram as primeiras em produção em massa. Essas telas consistem em duas placas transparentes de plástico, nas quais é aplicada a malha condutora mais fina. Uma camada dielétrica é instalada entre as placas, que é necessária para capturar a pressão na área desejada da tela pelo usuário.

Quando o dono do smartphone realiza uma ação (por exemplo, clicar na área desejada da tela), o dielétrico se afasta neste local, o que leva ao contato das duas placas uma com a outra. Aparece uma corrente, que é registrada por um controlador especial, que determina um ponto específico de depressão em uma grade de coordenadas. Além disso, esses dados entram no programa de processamento, que, de acordo com um algoritmo criado anteriormente, executa a ação necessária.

As telas resistivas são, por sua vez, divididas em dois subtipos:

1. Sensor de quatro fios. São formados por um único painel, de vidro e uma membrana plástica, sobre a qual é aplicado o suporte resistivo da própria tela. Todo o espaço livre entre o vidro e o plástico é preenchido com isoladores. Ao pressionar, o circuito fecha, o que leva ao aparecimento das coordenadas do ponto de contato.
2. Cinco fios. Uma característica distintiva deste tipo é a ausência de suporte resistivo da membrana, a presença de uma camada condutora. Isso garante maior confiabilidade, pois mesmo depois de danificada a matriz ela continua funcionando. O ponto de pressão é rastreado pelo grau de mudança na voltagem da membrana.

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Existem também telas resistivas de oito fios que podem melhorar a precisão do processamento da prensagem, mas não aumentam a confiabilidade desse tipo de sensor.

Por falar em telas sensíveis ao toque resistivas, deve-se observar seu baixo custo, a capacidade de pressionar com o dedo, caneta e até mesmo com a mão enluvada. Entre as desvantagens estão:

• baixa condutividade dos raios de luz;
• suscetibilidade a arranhões e rachaduras devido ao impacto;
• falta de multitoque;
• vida útil curta, que atinge em média não mais que 34 milhões de cliques;
• a impossibilidade de implementar a função de deslizamento na tela, uma vez que a matriz resistiva reage apenas ao pressionamento.

Tela de toque capacitiva

O tipo moderno de matriz é o tipo capacitivo da tela. O que é isso? A essência do trabalho deste tipo é seguir as leis da física elementar, ou seja, na propriedade de um objeto de maior capacidade para conduzir corrente alternada.

Por sua estrutura, esse tipo de matriz é uma placa de vidro, sobre a qual é aplicada uma camada de material resistivo.

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Nesse caso, as ligas de óxido de índio e óxido de estanho são usadas como os melhores resistores.

Nos cantos da tela, existem eletrodos que aplicam uma pequena voltagem a toda a superfície da matriz. Quando uma pessoa toca o dedo, ocorre um vazamento, que é registrado pelos sensores e transmitido ao controlador de processamento, que calcula as coordenadas do ponto de pressionamento. As características distintivas desse tipo de tela são uma longa vida útil, que é de mais de 200 milhões de cliques, maior transparência e a capacidade de não permitir a passagem de líquido. Mas a superfície deste sensor ainda permanece vulnerável ao estresse mecânico, portanto, tais tipos matrizes são utilizadas em dispositivos estacionários localizados em local protegido de fatores externos localização.

Sensores capacitivos projetados

Falando sobre o que é uma tela de toque, certifique-se de observar o tipo de matriz que é usada na maioria dos smartphones e tablets modernos. Este é um sensor capacitivo projetado. Apresenta-se um desenho deste tipo, para além do habitual painel, com uma grelha de eléctrodos, que são aplicados na parte posterior da matriz. Os eletrodos disponíveis, junto com o corpo humano, formam um capacitor, e a eletrônica embutida é necessária para medir a capacidade do sistema resultante.

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Uma das líderes na produção de telas, a Samsung, conseguiu encaixar eletrodos sensíveis à pressão entre os subpixels, o que possibilitou simplificar o design e aumentar a transparência.

Maior transparência, a capacidade de usar vidro grosso (até 19 mm) - tudo isso proporciona uma redução o risco de danos às telas capacitivas de projeção, portanto, elas são instaladas em dispositivos que estão em um ambiente aberto território.

Telas de toque de matriz e infravermelho

Entre as variedades de sensores, dois tipos não mais comuns podem ser mencionados - telas de matriz e infravermelho. Os dispositivos de matriz funcionam de acordo com os princípios gerais de projetos resistivos, mas sua característica distintiva é a simplicidade. Faixas condutoras verticais são aplicadas à superfície da membrana e faixas horizontais são aplicadas à superfície do vidro. Quando pressionadas, as tiras se tocam e o controlador calcula o ponto de contato e determina as coordenadas do ponto. Uma desvantagem significativa é a impossibilidade de garantir alta resolução do sensor devido à simplicidade do design.

Os tipos infravermelhos usam um princípio semelhante de bandas de interseção, que são os raios infravermelhos. Quando você toca na tela com qualquer objeto, a grade de raios é interrompida neste ponto. Uma visão semelhante é usada em dispositivos onde a transmissão de imagens de alta definição é necessária, por exemplo, e-books. A desvantagem de um sensor IR é sua suscetibilidade à contaminação.

Telas de toque óticas e de extensômetro

O tipo óptico se diferencia pela presença de iluminação infravermelha, que é distribuída entre o vidro e a matriz, e é capaz de refletir até 100% da luz em seu interior. Quando tocado com o dedo, ocorre dispersão. A eletrônica só precisa criar um padrão de dispersão para determinar o ponto de pressão. Isso é feito das seguintes maneiras:

• instalar a câmera ao lado do projetor;
• a introdução de um subpixel auxiliar.

Tipos semelhantes de telas são usados ​​em quadros brancos interativos. O sensor do medidor de tensão é sensível à deformação da superfície da tela. Este tipo se distingue pelo aumento da resistência a danos, portanto, essas matrizes são utilizadas em máquinas de bilhetes, caixas eletrônicos.

DST touch screen

A base desse tipo de trabalho é fixar o fenômeno piezoelétrico no painel de vidro. A principal característica é a capacidade de responder ao toque com qualquer objeto e funcionar em qualquer condição de poeira. Para uma boa resposta, o dedo deve estar constantemente em movimento.

Como calibrar o sensor (touchscreen)

Proprietários de gadgets com tela sensível ao toque geralmente enfrentam problemas quando o sensor para de "ouvir" ou responder corretamente ao pressionamento. Isso pode acontecer devido a danos na matriz, penetração de umidade no dispositivo ou substituição da tela.

Existem duas maneiras principais de calibrar a tela sensível ao toque:

• por meio padrão do sistema operacional;
• usando software de terceiros.

A tecnologia de calibração integrada é quase a mesma para todos os fabricantes de smartphones. Para configurar usando ferramentas padrão, você precisa de:

• vá para as configurações do telefone;
• encontre o item "Calibração";
• pressione pelo menos três vezes no centro do alvo que aparece na tela.

O dispositivo lembra de forma independente os toques e ajusta a tela sensível ao toque.

A tela sensível ao toque não funciona - como determiná-la

Em alguns casos, a tela de toque pode falhar. Em caso de dano mecânico à matriz, não é necessário determinar a quebra, pois é visível a olho nu. Os sinais que indicam a falha da tela sensível ao toque na ausência de danos externos são:

• falta de resposta ao toque;
• resposta parcial da tela ao pressionar, por exemplo, apenas uma determinada área pode funcionar;
• distorção da percepção do toque.

Se o sensor falhar, o dispositivo precisará ser consertado. As tecnologias modernas implicam na fabricação de um módulo de display comum, no qual a tela sensível ao toque e o display são combinados em uma única unidade. Portanto, para reparos, uma substituição completa da unidade é necessária se a tela sensível ao toque não puder ser separada. Isso só pode ser feito sob os termos de serviço.

Tela sensível ao toque e display: qual é a diferença

A diferença entre essas duas partes está nas funções que desempenham. A tela é a parte de um smartphone necessária para exibir imagens e informações.

Uma tela sensível ao toque é um vidro sensível ao toque que é usado para acionar o dispositivo para as ações do usuário e responder ao pressionamento para chamar uma determinada função. Os fabricantes modernos passaram cada vez mais a produzir uma espécie de "sanduíches", onde são usados tecnologia de laminação, quando a tela e a tela sensível ao toque são combinadas em uma unidade monolítica colada com um painel transparente selante. Isso melhora o desempenho, mas requer uma substituição completa se algum componente falhar.

Agora você terá uma nova visão do seu smartphone ou tablet PC. Em qualquer caso, compartilhe nos comentários sua experiência de desbloquear a "tela de hibernação" e faça perguntas ao autor do artigo.