Более 20 лет сенсорные экраны используются в разных областях: от обычных сенсорных киосков, до промышленных приложений. Основными преимуществами этого оборудования всегда считались качество, точность, прозрачность, бесперебойная работа, надежный отклик, гибкость интеграции и простота установки и использования.
- AccuTouch — пятиэлектродные резистивные сенсорные экраны;
- Четырех-электродные резистивные сенсорные экраны;
- IntelliTouch — сенсорные экраны на поверхностно-акустических волнах;
- SecureTouch — вандалостойкие сенсорные экраны;
- CarrollTouch — сенсорные экраны на инфракрасном излучении.
Пятиэлектродные резистивные сенсорные экраны AccuTouch
Технология AccuTouch разрабатывалась для использования в условиях агрессивной окружающей среды, поэтому сенсорные экраны AccuTouch превосходят другие экраны в надежности и долговечности. Резистивные экраны обладают максимальной стойкостью к загрязнению. Эта особенность позволяет AccuTouch не бояться попадания на рабочую поверхность жидкостей, конденсата, паров, и надежно работать, когда сенсорные экраны других типов выходят из строя. Экран выдерживает 35 миллионов прикосновений к одной точке.
Устройство резистивного сенсорного экрана
Выполненный в соответствии с геометрией монитора, сенсорный экран AccuTouch состоит из стеклянной панели, покрытой слоем пластика. Пространство между стеклом и пластиком отделено микроизоляторами, которые равномерно распределены по активной области экрана и надежно изолируют проводящие поверхности. При легком прикосновении поверхности соприкасаются. Контроллер регистрирует изменение сопротивления, преобразует его в координаты прикосновения (X и Y) и передает их на системную шину компьютера.
Как контроллер определяет координаты касания
Когда контроллер ожидает нажатия, резистивное покрытие сенсорного экрана находится под напряжением +5В, а подложка заземлена, за счет микроизоляторов между этими поверхностями сохраняется высокое сопротивление. Когда ничто не касается сенсорного экрана, напряжение на подложке равно нулю. Уровень напряжения подложки постоянно преобразовывается аналогово-цифровым преобразователем (ADC) и отслеживается микропроцессором контроллера.
Когда к экрану прикоснулись, микропроцессор улавливает изменение напряжения подложки и начинает вычислять координаты касания следующим образом:
A. Микропроцессор определяет напряжение по оси Х путем подачи напряжения +5В на контакты H и X и заземляет контакт Y и L. Значение напряжения, пропорциональное Х координате касания появляется на подложке и фиксируется на контакте S разъема сенсорного экрана. Это напряжение оцифровывается через ADC согласно алгоритму усреднения и потом временно сохраняется для передачи на порт (хост).
B. После этого контроллер проделывает ту же самую операцию для оси Y. Соответственно, путем подачи напряжения на контакты H и Y и заземления контактов X и L, полученное на контакте S напряжение также оцифровывается, выравнивается и сохраняется для последующей передачи в порт.
Почему алгоритм выравнивания так важен?
Алгоритм выравнивания компенсирует колебания, возникающие во время создания и разрыва контакта с сенсорным экраном, осуществляет проверку значений осей X и Y в пределах допустимых. Если одно или несколько значений выходит за пределы допустимых, значение обнуляется и процесс повторяется. Это продолжатся до тех пор, пока несколько значений X (потом Y) не попадут в допустимый диапазон. Среднее значение используется как X (Y) координата соответственно.
Как только независимые значения X и Y попадут в допустимый диапазон, пары координат используются как шаблон для выравнивания и компенсирования помех. Если шаблон не попадает во внутреннюю область, все координаты обнуляются и измерения начинаются сначала. При получении приемлемых значений среднее значение передается в компьютер.
Совмещение
Значения X и Y соответствуют Декартовым координатам, где значения оси X увеличиваются слева направо, а значения оси Y увеличиваются снизу вверх. Эти координаты произвольны и не имеют шкалы, варьируются в зависимости от разных сенсорных экранов. Контроллер AccuTouch может быть откалиброван для совмещения точки прикосновения с изображением на мониторе. Это совмещение координатной системы сенсорного экрана с картинкой монитора ориентирует каждую ось и создает шкалу координат.
Измерение X и Y координат происходит на стекле
Пятиэлектродная технология обрабатывает нижнюю стеклянную поверхность для определения обеих координат. Гибкая подложка действует только как вольтметровый щуп. Это значит, что сенсорный экран будет работать даже при повреждении резистивного покрытия подложки. Результат — точный и надежный сенсорный экран.
Технические характеристики резистивного сенсорного экрана
1. Механика
1.1 Конструкция
Пятиэлектродный резистивный сенсорный экран AccuTouch состоит из стеклянной панели, покрытой слоем пластика. Пространство между стеклом и пластиком отделено микроизоляторами, которые равномерно распределены по активной области экрана и надежно изолируют проводящие поверхности. Пластиковая подложка имеет стойкое покрытие на внешней стороне и резистивное покрытие на внутренней. Стекло также имеет резистивное покрытие. При соприкосновении подложки со стеклом резистивные поверхности соприкасаются, контроллер регистрирует изменение сопротивления, преобразует его в координаты прикосновения (X и Y) и передает их на системную шину компьютера.
1.2 Кабель и коннектор
Кабель выходит с левой стороны экрана и оканчивается пятиконтактным коннектором размером 0.6 мм. Коннектор выдерживает до 100 совместимых контактов (папа-мама), не влияя на быстродействие сенсорного экрана. Кабель экрана прошел испытание на растяжение (10 фунтовая нагрузка в течение 10 мин.) и на изгиб ( 25 изгибов на 180 град. вокруг цилиндра радиусом 0.0625″). Коннектор прошел испытание на растяжение (8 фунтовая нагрузка в течение 5 мин.).
1.3 Позиционная точность
Все плоские и сферические сенсорные экраны до 18″ по диагонали имеют стандартную девиацию ошибки менее 0.32 мм и максимальную ошибку 4 мм по каждой оси. Полученные координаты точки прикосновения математически подставляются в реальную координатную сетку со стандартной девиацией ошибки до 0.08″ по каждой оси. Позиционная точность может быть рассчитана в стандартной девиации осей Х и У с помощью драйверов Elo.
Сферические сенсорные экраны более 18″ имеют стандартную девиацию ошибки менее 1% от диагонали активной области — менее 2.54 мм.
1.4 Плотность точек касания
Плотность точек касания определяется разрешением контроллера 4096х4096, что соответствует 100 000 точкам в кв. дюйме или 15 500 точкам в 1 кв. см. (для стандартного сенсорного экрана с контроллером Elo).
1.5 Сила нажатия
При нажатии пальцем сила прикосновения обычно составляет менее 113 г.
1.7 Износ
Тест на износ — 500 г.
1.8 Долговечность и надежность
Экран AccuTouch выдерживает 35 миллионов прикосновений к одной точке.
1.9 MTBF
Наработка на износ — более 490 тысяч часов.
Четырех-электродные резистивные сенсорные экраны
Устройство четырех-электродного резистивного сенсорного экрана
Четырех-электродный резистивный сенсорный экран состоит из стеклянной панели, покрытой проводящим и изолирующим слоями, и защитного слоя.
Полиэстеровый защитный слой плотно примыкает к стеклянной панели и отделен от нее лишь прозрачными микроизоляторами. Защитный слой имеет прочное покрытие с внешней стороны и проводящее покрытие — на внутренней стороне. При легком прикосновении к экрану, проводящая поверхность защитного слоя соприкасается с проводящим покрытием стеклянной панели и контроллер регистрирует точку прикосновения.
Технические характеристики четырех-электродного резистивного сенсорного экрана
- Технология Четырех-электродная резистивная, размеры экранов — 6.0”, 8.4”, 10.4”;
- Оптика Светопроницаемость: 78%, покрытие: ITO (indium tin oxide), антибликовое;
- Механика Сила нажатия: менее 50г, твердость поверхности: соответствует карандашу твердости 3H по стандарту ASTM D3363;
- Реакция на прикосновение пальцем, рукой в перчатке, карандашом или стилусом;
- Электрические параметры рабочее напряжение: DC 5В, общее сопротивление: 200–900 Ом, по осям X и Y, частное сопротивление: DC 25В и 20M Ом;
- Условия эксплуатации рабочая температура: 0–50°C, температура транспортировки: -20–70°C;
- Надежность девиация ошибки: менее 1.5%, долговечность: 1 млн. прикосновений;
- Гарантия 1 год.
Сенсорные экраны, выполненные по четырех-электродной технологии, дешевле пяти-электродных и имеют более компактные размеры, но они менее долговечны. Четырехэлектродная технология теряет точность и стойкость с течением времени. Четырехэлектродная резистивная технология использует обе поверхности для определения X и Y координат — верхнюю и нижнюю, при этом сенсорный экран представляет собой «бутерброд». Основной особенностью четырехэлектродной технологии является наличие одной координатной оси (обычно Y), использующей внешнюю поверхность — гибкую подложку — для создания градиента напряжения. Внутренняя или нижняя поверхность действует как вольтметровый щуп. Проблема в том, что постоянный изгиб на внешней подложке изменяет электрические характеристики (сопротивление) с течением времени, ухудшая линейность и точность оси.
Четырехэлектродные сенсорные экраны недолговечны, выдерживают только 1 млн. прикосновений (по сравнению с пятиэлектродной технологией, которая выдерживает 35 млн. прикосновений). Наиболее важным является то, что четырехэлектродные сенсорные экраны могут выдерживать только 100 000 прикосновений стилуса. Некоторые четырехэлектродные экраны гарантируют 100 000 прикосновений для области 20х20 мм. Во многих POS и промышленных приложениях этот уровень прикосновений (включая прикосновения стилусом, кредитной картой, шариковой ручкой, ногтем и т.д.) позволяет использовать эти экраны только в течение нескольких месяцев.
Кроме того, точность такого сенсорного экрана (которая зависит от расширения полиэстеровой подложки) может колебаться под действием изменений окружающей среды (температуры и влажности). Действие окружающей среды вызывает необратимые изменения резистивного покрытия и смещения регистрируемой точки прикосновения относительно реальной точки на экране. Для сравнения, пятиэлектродные сенсорные экраны используют гибкую подложку только как вольтметровый щуп. Электрическое постоянство характеристик покрытия стекла — единственное требование для длительной работы экрана без перебоев.
Сенсорные экраны на поверхностно-акустических волнах IntelliTouch
Преимущества экранов IntelliTouch
- Технология поверхностно-акустических волн
- Стеклянный экран обеспечивает максимальную прозрачность и высокое качество изображения
- Работает даже при наличии царапин
- Точный ответ на прикосновение
- Реагирует на прикосновение пальца, руки в перчатке и стилуса
- Позволяет определять силу прикосновения
- Плоские и сферические экраны
- Антибликовое покрытие
Как работает сенсорный экран IntelliTouch
На стеклянной панели сенсорного экрана, соответствующей форме матрицы монитора, по углам в нерабочей части расположены пьезопреобразователи. Контроллер посылает электрический сигнал на преобразователи, которые превращают сигнал в акустическую волну. Акустическая волна проходит по поверхности стеклянной панели и отражается массивом датчиков по периметру. Приемные датчики собирают отраженную волну и направляют ее обратно на пьезоэлементы. Волна преобразуется в электрический сигнал, который анализируется контроллером.
При прикосновении к экрану часть поверхностной волны поглощается. Полученный сигнал сравнивается с эталоном, определяются изменения, вычисляются координаты. Этот процесс осуществляется независимо по двум осям — X и Y. Особенностью IntelliTouch является возможность определять силу прикосновения — координату Z. Координаты передаются в компьютер.
Вандалостойкие сенсорные экраны SecureTouch
Плоские сенсорные экраны SecureTouch созданы на основе технологии поверхностно-активных волн IntelliTouch из высокопрочного стекла, которое способно противостоять вандализму.
Преимущества экранов SecureTouch
- Сенсорный экран представляет собой прочное отожженное стекло
- Отсутствие непрочных покрытий, которые можно поцарапать или порвать
- Высокая ударостойкость
- Размеры от 10.4″ до 18″
- Толщина 12.7 и 6.3 мм
- Антибликовое покрытие (для экранов толщиной 6.3 мм)
- Непроницаемые для пыли, жидкости
Как работают сенсорные экраны SecureTouch
Сенсорные экраны SecureTouch созданы по технологии поверхностно-активных волн IntelliTouch из прочного отожженного стекла. Принцип работы таких экранов аналогичен принципу работы сенсорных экранов IntelliTouch.
Сенсорные экраны на инфракрасном излучении CarrollTouch
Преимущества CarrollTouch
- Настраивается на изменение условий освещения, включая прямой солнечный свет
- Стабильность начальной калибровки
- Высокая устойчивость к механическим повреждениям
- Функция коррекции параллакса для LCD дисплеев
- Герметически защищен от загрязнений
- Выбор между прозрачным и антибликовым экраном
Как работают стекла CarrollTouch
Технология CarrollTouch основывается на прерывании сетки из невидимых инфракрасных лучей на поверхности сенсорного экрана. Рама оптической матрицы содержит ряд инфракрасных светодиодов и фото-транзисторов, установленных на противоположных сторонах и создающих сетку из инфракрасных лучей.
Вся конструкция в сборе состоит из печатной платы с установленными на ней опто-парами и скрыта за прозрачной для инфракрасных лучей панелью. Контроллер сенсорного экрана последовательно включает светодиоды для создания сетки инфракрасных лучей. Когда перо или палец касается экрана, он попадает в сетку и прерывает лучи. Один или более фото-транзисторов обнаруживают отсутствие света и передают в контроллер сигнал, по которому в дальнейшем устанавливаются координаты точки, в которой произошло касание.
В 2018 году Elo представила новые сенсорные экраны TouchPro
Компания «Сенсорные Системы» представила новые сенсорные экраны TouchPro производства Elo Touch Solutions, которые по прогнозам разработчика станут самыми востребованными из всех существующих на рынке.
Разработанные на основе проекционно-емкостной технологии (PCAP), сенсорные стекла нового поколения обладают исключительными техническими возможностями:
- повышенной чувствительностью к прикосновению (сила активации — 0 гр.),
- быстрым откликом (всего 15 мс),
- светопроницаемостью > 90%,
- высокой износоустойчивостью,
- стабильной работой при низких температурах (- 20°C),
- обработкой множественных касаний (мультитач) в 10 точках одновременно.
Сенсорные экраны TouchPro больших диагоналей
До недавнего времени эти возможности были доступны только для сенсорных экранов малых размеров, используемых в планшетах и телефонах. С разработкой технологии PCAP TouchPro удалось добиться таких характеристик и для стекол размером от 17″ до 21.5″.
Экраны TouchPro не требуют калибровки и настройки. Это означает, что они будут весьма востребованы в производстве любых сенсорных устройств: цифровых витрин, терминалов самообслуживания, билетных и вендинговых автоматов, POS-оборудования.
В пресс-релизе, опубликованном на сайте «Сенсорных Систем», говорится, что компания уже начала поставки экранов TouchPro в Россию.
Источник: Kiosks.ru