Zasada ekranu pojemnościowego

Istnieją dwa rodzaje pojemnościowych ekranów dotykowych: powierzchniowe pojemnościowe ekrany dotykowe i projekcyjne pojemnościowe ekrany dotykowe.

Pojemnościowy ekran dotykowy powierzchni

Powszechnie używany pojemnościowy ekran dotykowy ma prostą zasadę działania, niską cenę i prostą konstrukcję obwodu, ale trudno jest zrealizować multi-touch.

Projektowany pojemnościowy ekran dotykowy

Projekcyjny pojemnościowy ekran dotykowy ma funkcję dotyku wieloma palcami.Oba te pojemnościowe ekrany dotykowe mają zalety wysokiej przepuszczalności światła, szybkiej reakcji i długiej żywotności.Wadą jest to, że wraz ze zmianą temperatury i wilgotności zmienia się wartość pojemności, co skutkuje słabą stabilnością pracy i często zjawiskiem dryfu.Ekran musi być często kalibrowany, a do pozycjonowania dotykowego nie można nosić zwykłych rękawiczek.

Projektowane ekrany pojemnościowe można podzielić na dwa typy: ekrany pojemnościowe własne i ekrany wzajemnej pojemności.Przykładem jest bardziej powszechny ekran wzajemnej pojemności.Wnętrze składa się z elektrod zasilających i elektrod odbiorczych.Elektrody sterujące wysyłają niskonapięciowe sygnały o wysokiej częstotliwości do elektrod odbiorczych, tworząc stabilną, gdy ludzkie ciało dotyka ekranu pojemnościowego, ze względu na uziemienie ludzkiego ciała, palec i ekran pojemnościowy tworzą równoważną pojemność, a Sygnał o wysokiej częstotliwości może przepływać do przewodu uziemiającego przez tę równoważną pojemność, dzięki czemu ilość ładunku odbieranego przez koniec odbiorczy jest zmniejszona.Gdy palec znajduje się bliżej końca nadawczego, ładunek maleje w bardziej oczywisty sposób, a ostatecznie punkt dotknięcia jest określany zgodnie z natężeniem prądu odbieranego przez koniec odbiorczy.

Matryce elektrod poziome i pionowe wykonane są z ITO na szklanej powierzchni.Te poziome i pionowe elektrody tworzą odpowiednio kondensatory z ziemią.Gdy palec dotknie ekranu pojemnościowego, pojemność palca zostanie nałożona na pojemność korpusu ekranu, co zwiększa pojemność korpusu ekranu.

Podczas wykrywania dotyku ekran pojemności własnej wykrywa kolejno poziome i pionowe układy elektrod, określa odpowiednio współrzędne poziome i pionowe zgodnie ze zmianą pojemności przed i po dotknięciu, a następnie łączy je we współrzędne płaskiego dotyku.Metoda skanowania pojemności własnej jest równoważna rzutowaniu punktów dotykowych na ekranie dotykowym odpowiednio na kierunki osi X i Y, a następnie obliczeniu współrzędnych odpowiednio w kierunkach osi X i Y, a na końcu ich połączeniu we współrzędne punktów dotykowych.

Jeśli jest to dotknięcie jednopunktowe, rzuty w kierunkach osi X i Y są niepowtarzalne, a połączone współrzędne również są niepowtarzalne.Jeśli są dwa dotknięcia na ekranie dotykowym i dwa punkty nie są w tym samym kierunku X lub w tym samym kierunku Y, to są dwa rzuty odpowiednio w kierunkach X i Y, to 4 współrzędne są łączone.Oczywiście tylko dwie współrzędne są prawdziwe, a pozostałe dwie są powszechnie znane jako „punkty duchów”.Dlatego ekrany pojemnościowe nie mogą osiągnąć prawdziwego wielodotyku.

Ekran pojemności wzajemnej wykorzystuje również ITO do wytwarzania elektrod poziomych i elektrod pionowych na szklanej powierzchni.Różnica między nim a ekranem pojemności własnej polega na tym, że kondensator zostanie utworzony w miejscu przecięcia dwóch grup elektrod, to znaczy, że dwie grupy elektrod stanowią odpowiednio dwa bieguny kondensatora.Kiedy palec dotyka ekranu pojemnościowego, wpływa to na sprzężenie między dwiema elektrodami w pobliżu punktu dotykowego, zmieniając w ten sposób pojemność między dwiema elektrodami.Po wykryciu wzajemnej pojemności elektrody poziome wysyłają kolejno sygnały wzbudzenia, a wszystkie elektrody pionowe odbierają sygnały jednocześnie, dzięki czemu można uzyskać wartości pojemności wszystkich przecięć elektrod poziomej i pionowej, czyli pojemność całej dwuwymiarowej płaszczyzny ekranu dotykowego.Zgodnie z dwuwymiarowymi danymi zmiany pojemności ekranu dotykowego można obliczyć współrzędne każdego punktu dotykowego.Dlatego nawet jeśli na ekranie znajduje się wiele punktów dotykowych, można obliczyć rzeczywiste współrzędne każdego punktu dotykowego.

Zaletą wzajemnego ekranu pojemnościowego jest to, że jest mniej okablowania i może jednocześnie identyfikować i odróżniać wiele styków.Ekran pojemnościowy może również wykrywać wielokrotne kontakty, ale ponieważ sam sygnał jest rozmyty, nie można go odróżnić.Ponadto schemat wykrywania wzajemnego ekranu pojemnościowego ma zalety dużej prędkości i niskiego zużycia energii, ponieważ może mierzyć wszystkie węzły na linii napędowej w tym samym czasie, dzięki czemu może zmniejszyć liczbę cykli akwizycji o 50%.Ta dwuelektrodowa struktura pełni funkcję samoosłonującego szumu zewnętrznego, który może poprawić stabilność sygnału przy określonym poziomie mocy.

W każdym przypadku lokalizacja dotyku jest określana przez pomiar rozkładu zmian sygnału między elektrodami X i Y, a następnie przy użyciu algorytmu matematycznego do przetwarzania tych zmienionych poziomów sygnału w celu określenia współrzędnych XY punktu styku.