เทคโนโลยีหน้าจอสัมผัส - ความหมายการทำงานประเภทและการใช้งาน

เทคโนโลยีหน้าจอสัมผัสเป็นเทคโนโลยีที่ใช้ท่าทางสัมผัสโดยตรง การจัดการโดยตรงคือความสามารถในการจัดการโลกดิจิทัลภายในหน้าจอ หน้าจอสัมผัสคือจอแสดงผลแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถตรวจจับและค้นหาการสัมผัสบนพื้นที่แสดงผลได้ โดยทั่วไปเรียกว่าการสัมผัสหน้าจอของอุปกรณ์ด้วยนิ้วหรือมือ เทคโนโลยีนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในคอมพิวเตอร์เครื่องโต้ตอบกับผู้ใช้สมาร์ทโฟนแท็บเล็ต ฯลฯ เพื่อแทนที่ฟังก์ชันส่วนใหญ่ของเมาส์และคีย์บอร์ด

เทคโนโลยีหน้าจอสัมผัสมีมานานหลายปีแล้ว แต่เทคโนโลยีหน้าจอสัมผัสขั้นสูงได้เข้ามาอย่างก้าวกระโดดเมื่อไม่นานมานี้ บริษัท ต่างๆรวมเทคโนโลยีนี้ไว้ในผลิตภัณฑ์ของตนมากขึ้น เทคโนโลยีหน้าจอสัมผัสที่พบมากที่สุดสามประเภท ได้แก่ ตัวต้านทานแบบ capacitive และ SAW (คลื่นเสียงพื้นผิว) อุปกรณ์หน้าจอสัมผัสระดับล่างส่วนใหญ่มีอยู่ในบอร์ดปลั๊กอินวงจรพิมพ์มาตรฐานและใช้กับโปรโตคอล SPI ระบบมีสองส่วนคือฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ สถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์ประกอบด้วยระบบฝังตัวแบบสแตนด์อะโลนโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8 บิตอินเทอร์เฟซหลายประเภทและวงจรไดรเวอร์ ไดรเวอร์ซอฟต์แวร์ระบบได้รับการพัฒนาโดยใช้ภาษาโปรแกรมซีแบบโต้ตอบ

ประเภทของเทคโนโลยีหน้าจอสัมผัส:

หน้าจอสัมผัสเป็นอุปกรณ์ตรวจจับ 2 มิติที่ทำจากวัสดุ 2 แผ่นคั่นด้วยสเปเซอร์ มีเทคโนโลยีหน้าจอสัมผัสหลัก 4 แบบ ได้แก่ Resistive, Capacitive, Surface Acoustical wave (SAW) และอินฟราเรด (IR)

ต้านทาน:

หน้าจอสัมผัสตัวต้านทานประกอบด้วยชั้นบนสุดที่ยืดหยุ่นซึ่งทำจากโพลีทีนและชั้นล่างสุดแข็งที่ทำจากแก้วคั่นด้วยจุดฉนวนซึ่งติดอยู่กับตัวควบคุมหน้าจอสัมผัส แผงหน้าจอสัมผัสแบบ Resistive มีราคาที่ย่อมเยากว่า แต่ให้จอภาพแสงเพียง 75% และเลเยอร์อาจได้รับความเสียหายจากของมีคม หน้าจอสัมผัสตัวต้านทานแบ่งออกเป็น 4-, 5-, 6-, 7-, 8- หน้าจอสัมผัสตัวต้านทานแบบมีสาย การออกแบบโครงสร้างของโมดูลเหล่านี้มีความคล้ายคลึงกัน แต่มีความแตกต่างที่สำคัญในแต่ละวิธีในการกำหนดพิกัดของการสัมผัส

Capacitive:

แผงหน้าจอสัมผัสแบบ capacitive เคลือบด้วยวัสดุที่เก็บประจุไฟฟ้า ระบบ capacitive สามารถส่งแสงจากจอภาพได้ถึง 90% แบ่งออกเป็นสองประเภท ในเทคโนโลยี Surface-capacitive ฉนวนด้านเดียวเท่านั้นที่เคลือบด้วยชั้นนำไฟฟ้า

เมื่อใดก็ตามที่นิ้วของมนุษย์สัมผัสกับหน้าจอการนำประจุไฟฟ้าจะเกิดขึ้นบนชั้นที่ไม่ได้เคลือบผิวซึ่งส่งผลให้เกิดตัวเก็บประจุแบบไดนามิก จากนั้นคอนโทรลเลอร์จะตรวจจับตำแหน่งของการสัมผัสโดยการวัดการเปลี่ยนแปลงของความจุที่มุมทั้งสี่ของหน้าจอ

ในเทคโนโลยี capacitive ที่คาดการณ์ไว้ชั้นที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า (อินเดียมดีบุกออกไซด์) จะถูกสลักเพื่อสร้างตารางของอิเล็กโทรดแนวนอนและแนวตั้งหลายเส้น เกี่ยวข้องกับการตรวจจับทั้งแกน X และ Y โดยใช้รูปแบบ ITO ที่สลักไว้อย่างชัดเจน เพื่อเพิ่มความแม่นยำของระบบหน้าจอการฉายภาพจะมีเซ็นเซอร์ในทุกการโต้ตอบของแถวและคอลัมน์

อินฟราเรด:

เทคโนโลยีหน้าจอสัมผัสอินฟราเรดอาร์เรย์ของแกน X และ Y ติดตั้งคู่ของ IR LED และตัวตรวจจับแสง Photodetectors จะตรวจจับภาพใด ๆ ในรูปแบบของแสงที่ปล่อยออกมาจาก Leds เมื่อใดก็ตามที่ผู้ใช้สัมผัสหน้าจอ

คลื่นเสียงพื้นผิว:

เทคโนโลยีคลื่นเสียงพื้นผิวประกอบด้วยทรานสดิวเซอร์สองตัวที่วางตามแกน X และแกน Y ของแผ่นกระจกของจอภาพพร้อมกับตัวสะท้อนแสงบางส่วน เมื่อสัมผัสหน้าจอคลื่นจะถูกดูดซับและตรวจพบการสัมผัสที่จุดนั้น ตัวสะท้อนแสงเหล่านี้สะท้อนสัญญาณไฟฟ้าทั้งหมดที่ส่งจากตัวแปลงสัญญาณหนึ่งไปยังอีกตัวหนึ่ง เทคโนโลยีนี้ให้ปริมาณงานและคุณภาพที่ยอดเยี่ยม

ส่วนประกอบและการทำงานของหน้าจอสัมผัส:

การทำงานเมื่อใช้แผงหน้าจอสัมผัส

หน้าจอสัมผัสพื้นฐานมีเซ็นเซอร์สัมผัสตัวควบคุมและไดรเวอร์ซอฟต์แวร์เป็นส่วนประกอบหลักสามส่วน จำเป็นต้องใช้หน้าจอสัมผัสร่วมกับจอแสดงผลและพีซีเพื่อสร้างระบบทัชสกรีน

เซ็นเซอร์สัมผัส:

โดยทั่วไปเซ็นเซอร์จะมีกระแสไฟฟ้าหรือสัญญาณไหลผ่านและการสัมผัสหน้าจอทำให้สัญญาณเปลี่ยนไป การเปลี่ยนแปลงนี้ใช้เพื่อกำหนดตำแหน่งของการสัมผัสหน้าจอ

ตัวควบคุม:

ตัวควบคุมจะเชื่อมต่อระหว่างเซ็นเซอร์สัมผัสและพีซี ใช้ข้อมูลจากเซ็นเซอร์และแปลเพื่อความเข้าใจของพีซี ตัวควบคุมกำหนดประเภทของการเชื่อมต่อที่จำเป็น

ไดรเวอร์ซอฟต์แวร์:

ช่วยให้คอมพิวเตอร์และหน้าจอสัมผัสสามารถทำงานร่วมกันได้ จะบอก OS ถึงวิธีโต้ตอบกับข้อมูลเหตุการณ์การสัมผัสที่ส่งมาจากคอนโทรลเลอร์

แอปพลิเคชัน - การควบคุมระยะไกลโดยใช้เทคโนโลยีหน้าจอสัมผัส:

การควบคุมยานพาหนะและหุ่นยนต์โดยใช้รีโมทที่ใช้หน้าจอสัมผัส

หน้าจอสัมผัสเป็นหนึ่งในอินเทอร์เฟซพีซีที่ใช้งานง่ายที่สุดสำหรับแอพพลิเคชั่นจำนวนมาก หน้าจอสัมผัสมีประโยชน์ในการเข้าถึงข้อมูลได้ง่ายเพียงแค่สัมผัสหน้าจอแสดงผล ระบบอุปกรณ์หน้าจอสัมผัสมีประโยชน์ตั้งแต่การควบคุมกระบวนการอุตสาหกรรมไปจนถึง ระบบอัตโนมัติในบ้าน .

เครื่องส่งของหน้าจอสัมผัส

แบบเรียลไทม์เพียงแตะหน้าจอสัมผัสและด้วยอินเทอร์เฟซแบบกราฟิกทุกคนสามารถตรวจสอบและควบคุมการทำงานที่ซับซ้อนได้

ตัวรับของหน้าจอสัมผัส

เมื่อสิ้นสุดการส่งโดยใช้ชุดควบคุมหน้าจอสัมผัสทิศทางบางส่วนจะส่งไปที่ หุ่นยนต์เคลื่อนที่ ไปยังทิศทางที่เฉพาะเจาะจงเช่นการเดินหน้าถอยหลังหมุนซ้ายและหมุนไปทางขวา ที่ปลายรับมอเตอร์สี่ตัวจะเชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์ สองตัวจะใช้สำหรับการเคลื่อนไหวของแขนและการจับของหุ่นยนต์และอีกสองตัวใช้สำหรับการเคลื่อนไหวร่างกาย

การใช้งานระยะไกลบางอย่างสามารถทำได้ด้วยเทคโนโลยีหน้าจอสัมผัสโดยใช้การสื่อสารแบบไร้สายสำหรับการรับสายค้นหาและสื่อสารกับเจ้าหน้าที่รวมถึงยานพาหนะและหุ่นยนต์ สำหรับวัตถุประสงค์นี้อาจใช้การสื่อสาร RF หรือการสื่อสารอินฟราเรด

แอปพลิเคชันแบบเรียลไทม์: การควบคุมเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านโดยใช้เทคโนโลยีหน้าจอสัมผัส

เป็นไปได้ที่จะควบคุมเครื่องใช้ไฟฟ้าที่บ้านโดยใช้เทคโนโลยีหน้าจอสัมผัส ระบบทั้งหมดทำงานโดยส่งคำสั่งอินพุตจากแผงหน้าจอสัมผัสผ่านการสื่อสาร RF ซึ่งได้รับที่ปลายเครื่องรับและควบคุมการเปลี่ยนโหลด

ที่ปลายเครื่องส่งแผงหน้าจอสัมผัสจะเชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์ผ่านขั้วต่อหน้าจอสัมผัส เมื่อสัมผัสพื้นที่บนแผงควบคุมพิกัด x และ y ของพื้นที่นั้นจะถูกส่งไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์ซึ่งสร้างรหัสไบนารีจากอินพุต

ข้อมูลไบนารี 4 บิตนี้มอบให้กับหมุดข้อมูลของตัวเข้ารหัส H12E ซึ่งพัฒนาเอาต์พุตแบบอนุกรม ขณะนี้เอาต์พุตอนุกรมนี้ถูกส่งโดยใช้โมดูล RF และเสาอากาศ

ในตอนท้ายของเครื่องรับโมดูล RF จะรับข้อมูลอนุกรมที่เข้ารหัสแล้วทำการสาธิตและข้อมูลอนุกรมนี้จะถูกส่งไปยังตัวถอดรหัส H12D ตัวถอดรหัสนี้แปลงข้อมูลอนุกรมนี้เป็นข้อมูลแบบขนานซึ่งเกี่ยวข้องกับข้อมูลต้นฉบับที่ส่งโดยไมโครคอนโทรลเลอร์เมื่อสิ้นสุดการส่ง ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ปลายเครื่องรับจะรับข้อมูลนี้และส่งสัญญาณลอจิกต่ำไปยังออปโตไอโซเลเตอร์ที่เกี่ยวข้องซึ่งจะเปิดสวิตช์ TRIAC ตามลำดับเพื่อให้กระแส AC ไปยังโหลดและโหลดตามลำดับจะเปิดขึ้น