Главная страница

Реферат. Реферат по дисциплине Информатика и программирование


Скачать 427.47 Kb.
НазваниеРеферат по дисциплине Информатика и программирование
Дата21.07.2021
Размер427.47 Kb.
Формат файлаdocx
Имя файлаРеферат.docx
ТипРеферат
#225028

С этим файлом связано 2 файл(ов). Среди них: 1-20.docx, Практическое занятие 1.1 1.2.docx.
Показать все связанные файлы
Подборка по базе: сущность и соотношение эволюционных и революционных форм социаль, Лабораторная работа по дисциплине Гражданское право (1) (1).docx, История зарубежных стран, реферат.docx, bakteriya реферат.docx, Вопросы к экзамену по дисциплине Электроснабжение.docx, Чернецкий А.А. ОЗУ-ВтН-210301-24(к) Реферат коррозия и защита от, 2) реферат по оьезболиванию Абдуллаева.docx, История Реферат.odt, Становление культурологии как науки реферат.doc, 911768 Реферат.docx

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Южноуральский государственный университет

Высшая школа электроники и компьютерных наук

Кафедра «Информационно-измерительная техника»

Сенсорные экраны

Реферат
по дисциплине «Информатика и программирование»
Проверил, доцент
/ Волосников А.С. /
2019г.

Автор работы
студент группы П-157
/ Холов.А.Д. /
2019г.

Реферат защищен
с оценкой (пропись, цифрой)
_______________
2019г.

Аннотация

Холов А. Д. Сенсорные экраны. – Челябинск: ЮУрГУ, П-157, 29 с., библиогр. список – 10 наименований.

Цель реферата – ознакомиться с сенсорными экранами.

Задачи реферата – изучить историю, главные понятия, обобщить, проанализировать связи, а также рассмотреть примеры применения сенсорных экранов.

В работе рассмотрена история сенсорных экранов. Приведены основные понятия. Изучены сферы применения. Рассмотрены примеры использования сенсорных экранов. Сделаны итоговые выводы по работе.


Оглавление

1ЯЗЫК ЗАПРОСОВ ПОИСКОВОЙ СИСТЕМЫ GOOGLE 6

1.1Краткая история создания поисковой системы 6

1.2Язык поисковой системы 7

2ПРЕДЫСТОРИЯ СОЗДАНИЯ СЕНСОРНЫХ ЭКРАНОВ 9

2.1Создание первого сенсорного экрана 9

2.2Внедрение первых сенсорных экранов 10

2.3Характеристика первого сенсорного экрана 11

3СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ РАЗВИТИЯ СЕНСОРНЫХ ЭКРАНОВ 15

3.1 Совершенствование сенсорных экранов 15

3.2Типы и описание сенсорных экранов 17

3.3 Особенности различных типов сенсорных экранов 19

4ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПОВ РАБОТЫ СЕНСОРНЫХ ЭКРАНОВ 26

4.1Оптические технологии 26

4.2Резистивная технология 27

4.3Емкостная технология 28

Введение

Сенсорный экран — устройство ввода и вывода информации, представляющее собой экран, реагирующий на прикосновения к нему. Сенсорные экраны используются в платёжных терминалах, информационных киосках, автомобильных головных устройствах и бортовых компьютерах, оборудовании для автоматизации торговли, карманных компьютерах, мобильных телефонах, игровых консолях, операторских панелях в промышленности. Как и любое устройство сенсорные экраны имеют свои достоинства и недостатки (в карманных устройствах).

Достоинства:

простота интерфейса; 2) в аппарате могут сочетаться небольшие размеры и крупный экран; 3) быстрый набор в спокойной обстановке; 4) серьёзно расширяются мультимедийные возможности аппарата.

Недостатки: 1) нет тактильной отдачи; 2) высокое энергопотребление; 3)сильное механическое воздействие может привести к повреждению экрана; 4) отсутствие гигиены экрана.

В информационных и торговых автоматах, операторских панелях и прочих устройствах, в которых нет активного ввода, сенсорные экраны зарекомендовали себя как очень удобный способ взаимодействия человека с машиной.

Достоинства и недостатки в стационарных устройствах

Достоинства: 1) повышенная надёжность; устойчивость к жёстким внешним воздействиям (включая вандализм); 3) пыле- и влагозащищённость.

Недостатки (для ёмкостных экранов): 1) нет тактильной отдачи; 2) работая с вертикальным экраном, пользователь вынужден держать руку на весу. Поэтому вертикальные экраны пригодны только для эпизодического использования наподобие банкоматов; 3) на горизонтальном экране руки загораживают обзор;
4) даже с острым пером параллакс ограничивает точность позиционирования действий оператора на сенсорных экранах без курсора. В то же время использование курсора создаёт оператору дополнительные сложности, уменьшая эргономичность; 5) при использовании экрана не полностью чистыми руками использование затрудняется ввиду трудностей движения пальцев, а также образующихся отпечатков пальцев и пятен, если на экране нет специальных покрытий для их нейтрализации.

Эти недостатки не позволяют использовать только сенсорный экран в устройствах, с которыми человек работает часами. Впрочем, в грамотно спроектированном устройстве сенсорный экран может быть не единственным устройством ввода — например, на рабочем месте кассира сенсорный экран может применяться для быстрого выбора товара, а клавиатура — для ввода цифр.
  1. ЯЗЫК ЗАПРОСОВ ПОИСКОВОЙ СИСТЕМЫ GOOGLE

    1. Краткая история создания поисковой системы


Google (транскрипция: «Гугл») — американская транснациональная публичная корпорация, реорганизованная 15 октября 2015 года в международный конгломерат Alphabet Inc., компания в составе холдинга Alphabet, инвестирующая в интернет-поиск, облачные вычисления и рекламные технологии. Google поддерживает и разрабатывает ряд интернет-сервисов и продуктов и получает прибыль в первую очередь от рекламы через свою программу AdWords. Первая версия Google называлась BackRub и была написана на Java и Python. Сейчас фронт-энд Google написан на C и C++, а его известные поисковые роботы — на Python. Впрочем, из-за нестабильности роботов и заполнения индексов старой информацией они были переписаны на C++ и получили возможность инкрементальных обновлений. «Гугл Хром» – продукт одной из самых мощных поисковых систем «Гугл». Датой основания корпорации считается 1998 год. Браузер «Хром» от «Гугл» начинает работать в 2008 году. Набирая свою аудиторию хорошими темпами, становится одним из самых популярных браузеров для компьютерных и мобильных устройств. Сейчас количество его пользователей насчитывает сотни миллионов человек. Браузер используют практически на каждом втором компьютере в мире. Компания основана Ларри Пейджем и Сергеем Брином. Впервые она была зарегистрирована как частная компания 4 января 1996 года, а 19 августа 2004 года начала продажу своих акций на фондовом рынке. Тогда Ларри Пейдж, Сергей Брин и Эрик Шмидт договорились о совместной работе в Google в течение двадцати лет, до 2024 года. Заявленной миссией компании с самого начала была «организация мировой информации, обеспечение её доступности и пользы для всех», а неофициальный лозунг компании, придуманный инженером Google Полом Бакхейтом. В 2003 году компания переехала в свою нынешнюю штаб-квартиру в Маунтин-Вью (штат Калифорния).
    1. Язык поисковой системы


Dart (http://www.dartlang.org) - разработанный в Google язык программирования, исходный код которого открыт на условиях лицензии BSD. В Google считают, что Dart должен прийти на смену javascript, так как решает проблемы последнего, связанные с расширяемостью и производительностью. Официальная презентация языка состоялась 10 октября 2011 года (http://googlecode.blogspot.com/2011/10/dart-language-for-structured-web.html).

Появление языка Dart вызвало критику ряда таких представителей ИТ-индустрии, как Microsoft, Apple и Mozilla (http://en.wikipedia.org/wiki/Dart %28programming language%29#Criticism). Поддержку Dart в веб-браузерах тоже нельзя назвать успешной: ее нет даже в планах ни у Firefox, ни у Internet Explorer с Opera и Safari.

Go (http://golang.org) - компилируемый, быстрый и многопоточный язык программирования под BSD-подобной лицензией. Первый релиз состоялся 28 марта 2012 года. Синтаксис языка Go напоминает Си. Как следует из интервью, которое дал один из проектировщиков языка Роб Пайк (Linux Format, № 11, 2011, с. 30-31), Go используется в Google для внутренних процессов. В частности, для реализации масштабируемых решений Google понадобился простой язык программирования, так как при использовании C++ для этих целей возникает «куча сложностей».

Szl - Для генерирования логов серверов в Google используется Szl (http://code.google.com/p/szl) - компилятор и среда выполнения для языка Sawzall. Он позволяет осуществлять статистическую агрегацию значений для считанных или подсчитанных данных. Код Szl был открыт в агусте 2010 года на условиях Apache License 2.0.

Google автоматически вставляет между ключевыми словами оператор "AND", поэтому в списке найденных документов присутствуют только те, которые содержат все заданные слова. В начале списка находятся документы, в которых ключевые слова расположены рядом. Поддерживается поиск по фразе. Фраза заключается в кавычки. Google ищет документы с точными соответствиями заданных слов. Поэтому поиск документов на слово "hotel" и "hotels" даст разные результаты. То же правило относится и к словам, заданым во фразе. Не поддерживает поиск по части ключевого слова. Google не делает различия между строчными и прописными буквами. Чтобы исключить документы, содержащие какое-то слово, нужно в запросе поставить перед этим словом знак "-" (без пробела). Возможна постановка знака также и перед фразой. Google не поддерживает логический оператор "OR". Нельзя задать поиск документов, в которых содержалось бы или первое, или второе слово. Вместо этого предлагается сделать несколько запросов, варьируя ключевые слова. Помимо кавычек Google учитывает следующие знаки препинания, служащие для связи слов: дефисы (mother-in-law), косые черты, знаки равенства, апострофы (Bill's birthday). При поиске слова, связанные этими знаками, воспринимаются как фраза. При поиске Google игнорирует некоторые слова и знаки, т.н. стоп-слова. Сюда входят одиночные цифры и буквы, а также слова типа http, the, to и проч. В тех случаях, когда учет стоп-слов является необходимым для поиска, перед ними ставится знак "+". На данный момент Google поддерживает один специальный поисковый оператор "link". Это дает возможность выявить документы со ссылкой на данный URL. Например, на запрос link:www.nlr.ru будут получены документы со ссылками на домашнюю страницу РНБ. Такой запрос нельзя комбинировать с обычными ключевыми словами. Имеется возможность поиска документов на определнном языке.


  1. ПРЕДЫСТОРИЯ СОЗДАНИЯ СЕНСОРНЫХ ЭКРАНОВ

    1. Создание первого сенсорного экрана


Сегодня сенсорным дисплеем, а вернее экраном с возможностью введения информации посредством касания, никого не удивишь. Практически все современные смартфоны, планшетные ПК, некоторые электронные книги и другие современные гаджеты оснащены подобными устройствами. Считается, что родителем первого в мире сенсорного устройства является американский преподаватель университета штата Кентукки, Сэмуэль Херст. В 1970 году он столкнулся с проблемой считывания информации с огромного количества лент самописцев. Его идея автоматизации этого процесса стала толчком к созданию первой в мире компании по производству сенсорных экранов – Elotouch. Первая разработка Херста и его единомышленников носила название Elograph. Она увидела свет в 1971 году и использовала четырех проводной резистивный метод определения координат точки касания.

Первой же компьютеризированным устройством с сенсорным дисплеем была система PLATO IV, появившаяся на свет в 1972 году благодаря исследованиям, проходившим в рамках компьютерного обучения в США. Она имела сенсорную панель, состоящую из 256 блоков (16×16), и работающую при помощи сетки инфракрасных лучей.

    1. Внедрение первых сенсорных экранов


В 1974 году снова дал о себе знать Сэмюэль Херст. Образованная им компания Elographics выпустила прозрачную сенсорную панель, а еще через три года в 1977 ими была разработана пяти проводная резистивная панель. Спустя несколько лет компания объединяется с крупнейшим производителем электроники Siemens и в 1982 году они совместно выпускают первый в мире телевизор, оборудованный сенсорным экраном. В 1983 году производитель компьютерной техники компания Hewlett-Packard выпускает компьютер HP-150, оборудованный сенсорным дисплеем, работающим по принципу инфракрасной сетки.

Первым мобильным телефоном с сенсорным устройством для ввода информации была модель Alcatel One Touch COM, выпущенная в 1998 году. Именно она стала прообразом современных смартфонов, хотя и имела по сегодняшним меркам весьма скромные возможности – небольшой монохромный дисплей. Еще одной попыткой смартфона с сенсорным экраном стала модель Ericsson R380. Она также имела монохромный дисплей и была весьма ограничена в своих возможностях.

Сенсорный экран в современном виде предстал в 2002 году в модели Qtek 1010/02 XDA, выпущенной компанией HTC. Это был полноцветный дисплей с достаточно хорошей разрешающей способностью, поддерживающий 4096 цветов. Он использовал резистивную технологию определения координат касания. На более высокий уровень сенсорные экраны вывела компания Apple. Именно благодаря ее IPhone, устройства с сенсорными дисплеями получили невероятную популярность, а их разработка Multitouch (определение касания двумя пальцами) существенно упрощала ввод информации.

    1. Характеристика первого сенсорного экрана


Сенсорные дисплеи, в которых обнаружение точки касания основано на протекании через нее постоянного электрического тока, называются резистивными. Хотя история этих устройств насчитывает более четырех десятилетий, они широко применяются до настоящего времени. Первую резистивную сенсорную панель разработал и в 1971 году запатентовал, назвав её элографом (elograph, в русскоязычных текстах встречаются также написания илограф, елограф), американец Сэм Хернст, работавший в университета штата Кентукки. А через три года, в 1974 году, основанная Хернстом для развития этой разработки компания Elographics, добившись прозрачности сенсорной панели, уже разработала на этой основе реагирующий на прикосновение дисплей. В 1994 году компания изменила название на Elo TouchSystems, а позже влилась в холдинг Tyco Electronics.

Рисунок 1–"Принцип действия резистивного сенсорного экрана" ­

Принцип действия резистивных дисплеев наиболее просто пояснить на примере исторически первого четырехпроводного варианта, применяемого до настоящего времени. Поверх обычного жидкокристаллического дисплея монтируются подложка из стекла или пластика и гибкая мембрана, на обращенные друг к другу поверхности которых, разделенные полем точечных микроизоляторов, наносится проводящий слой. На противоположных краях подложки и мембраны взаимно перпендикулярно закреплены две пары электродов из металла (одна пара на подложке, другая на мембране). При точечном нажатии на мембрану она прогибается, и в точке соприкосновении проводящих слоев подложки и мембраны между ними возникает электрический контакт и начинается протекание тока. Измерение координат точки контакта по горизонтали и вертикали производится поочередно, при этом одна пара электродов соединяется накоротко, а на вторую подается напряжение. При контакте проводящих поверхностей напряжение на закороченной паре электродов определяется расположением точки контакта. Её координаты вычисляются специальным контроллером устройства.

Рисунок 2–"Четырёхпроводной резистривный экран"

Недостатком четырехпроводного дисплея является то, что он перестает работать при повреждении резистентного слоя на мембране. Этот недостаток частично устранен в пятипроводной схеме (также разработанной компанией Хернста, патент 1977 года), где на мембрану нанесен проводящий слой, не теряющий работоспособность при её повреждении. Четыре электрода, на которые попарно поочередно подается напряжение, закреплены на задней пластине. Уровень напряжения на мембране зависит от точки её контакта с подложкой. Именно по пятипроводной схеме, обеспечивающей сохранение работоспособности до восьмизначного числа касаний в одной точке, изготовляется в настоящее время большинство сенсорных панелей резистивного типа. Существует и восьмипроводная схема, гарантирующая более высокую точность измерения, однако она применяется реже вследствие большей дороговизны.

Несмотря на давность разработки их базовой схемы, резистивные сенсорные устройства до настоящего времени сохраняют свою популярность. Так, по статистике специализированного агентства DisplaySearch, в 2009 году сенсорные панели указанной категории составили половину суммарного количества продаж этого вида товара в мире. Этим они обязаны сравнительной простоте и дешевизне технологии, высокому быстродействию (задержка реакции порядка 10 мс) и нечувствительности к загрязнению поверхности. Кроме того, нажим на сенсорный экран может выполняться как пальцем, так и любым другим предметом – спичкой, стилусом, указкой.

Недостатками сенсорных приборов резистивного типа является требование периодической калибровки, а также неизбежное снижение яркости и четкости изображения из-за необходимости помещения перед экраном нескольких слоев прозрачных материалов (результирующий коэффициент светопропускания не превышает 85 процентов для пятипроводной схемы и еще более низок у четырехпроводной). Кроме того, неконтролируемые по силе нажатия на воспринимающий экран создают дополнительный риск его механического повреждения. Резистивные сенсорные экраны выполняются с двумя вариантами покрытия – глянцевым и матовым. Глянцевый вариант обеспечивает несколько большую четкость изображения, однако на нем возникают мешающие восприятию блики, а также более заметны загрязнения от прикосновения пальцев.

Разновидностью резистивных сенсорных систем, мало применяемой в настоящее время из-за принципиального ограничения по точности, являются матричные системы. В этом случае сплошные проводящие поверхности, соприкасающиеся при нажатии, заменены матрицей проводящих линий, горизонтальных на одной из поверхностей и вертикальных на другой. Преимуществом этой схемы является простота и дешевизна конструкции, возможность осуществления мультитача.

  1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ РАЗВИТИЯ СЕНСОРНЫХ ЭКРАНОВ

    1. Совершенствование сенсорных экранов


Сенсорный экран в современном виде предстал в 2002 году в модели Qtek 1010/02 XDA, выпущенной компанией HTC. Это был полноцветный дисплей с достаточно хорошей разрешающей способностью, поддерживающий 4096 цветов. Он использовал резистивную технологию определения координат касания. На более высокий уровень сенсорные экраны вывела компания Apple. Именно благодаря ее IPhone, устройства с сенсорными дисплеями получили невероятную популярность, а их разработка Multitouch (определение касания двумя пальцами) существенно упрощала ввод информации.

Рисунок 3–"Модель Qtek 1010/02XDA"

Однако появление сенсорных экранов стало не только удобным новшеством, но и повлекло за собой некоторые неудобства. Электронные устройства, оснащенные сенсором, более чувствительны к неаккуратному обращению, поэтому и ломаются чаще. Ломаются даже экраны в Iphone 4S. Благо, что заменить их может даже неквалифицированный специалист.

Резистивная система - это обычное стекло, которое покрыто слоем проводника электричества, а также упругой металлической «плёнкой», также обладающей токопроводящими качествами. Между этими 2-мя слоями с помощью специальных распорок есть пустое пространство. Поверхность экрана покрыта специальным материалом, который обеспечивает ему защиту от механических повреждений, например, царапин.

Электрический заряд в процессе работы пользователя с тачскрином, проходит через два эти слоя. Пользователь в определённой точке касается экрана и упругий верхний слой соприкасается с проводниковым слоем - только в этой точке. Потом компьютером определяются координаты той точки, которой пользователь коснулся.

Когда координаты становятся известны устройству, то специальный драйвер переводит прикосновения в команды, известные операционной системе. В данном случае можно провести аналоги с драйвером самой обычной компьютерной мышки, ведь он занимается точно тем же: объясняет операционной системе то, что конкретно хотел сказать ей пользователь посредством перемещения манипулятора или же нажатия кнопки. С экранами данного типа используют, как правило, специальные стилусы.

Сначала тачскрины (сенсорные экраны) встречались достаточно редко. Их возможно было найти, только лишь в некоторых КПК, PDA (карманных компьютерах). Как известно, устройства такого плана так и не обрели широкого распространения, так как им не хватило самого важного, то есть, функциональности. История смартфонов напрямую связана с тачскринами. Именно поэтому в нынешнее время человека с «умным телефоном» сенсорным экраном сейчас не удивишь. Тачскрин получил широкое применение не только в модных дорогостоящих девайсах, но, даже, в относительно недорогих моделях современных телефонов. В чём же заключаются принципы работы 3-х типов сенсорных экранов, которые возможно встретить в современных устройствах.

    1. Типы и описание сенсорных экранов


Сенсорные экраны уже не являются слишком дорогими. Кроме этого, тачскрины (touchscreen) сегодня намного «отзывчивее» - касания пользователя распознают просто превосходно. Именно эта характеристика проложила им дорогу к большому числу пользователей во всем мире. В нынешнее время существуют три основные конструкции тачскринов:

  • Ёмкостные.

  • Волновые.

  • Резистивные или попросту «упругие».

В тачскринах конструкции такого рода стеклянную основу покрывают слоем, который выполняет роль вместилища-накопителя заряда. Пользователь своим касанием высвобождает в определённой точке часть электрического заряда. Данное уменьшение определяется микросхемами, которые расположены в каждом углу экрана. Компьютером вычисляется разница электрических потенциалов, существующих между разными частями экрана, при этом, информация о касании в подробностях передаётся немедленно в программу-драйвер тачскрина.

Довольно важное преимущество ёмкостных тачскринов - это способность данного типа экранов сохранять практически 90 % от изначальной яркости дисплея. Из-за этого изображения на ёмкостном экране смотрятся более чёткими, чем на тачскринах, имеющих резистивную конструкцию.

Будущее: волновые сенсорные дисплеи. На концах осей координатной сетки экрана из стекла располагается два преобразователя. Один из них является передающим, второй - принимающим. На стеклянной основе имеются и рефлекторы, «отражающие» электрический сигнал, который передаётся от одного к другому преобразователю.

Преобразователь-приёмник стопроцентно точно «знает» было ли нажатие, а также в какой конкретно точке оно произошло, так как пользователь своим касанием прерывает акустическую волну. При этом, стекло волнового дисплея не имеет металлического покрытия - это предоставляет возможность сохранить в полном объёме 100 % изначального света. В связи с этим, волновой экран представляет собой наилучший вариант для тех пользователей, которые работают в графике с мелкими деталями, потому, что резистивные и ёмкостные тачскрины не являются идеальными в вопросе чёткости изображений. Их покрытие задерживает свет, что в результате существенно искажает картинку.

    1. Особенности различных типов сенсорных экранов


Наиболее дешёвыми сенсорными экранами, но, при этом, наименее чётко транслирующими изображение являются резистивные тачскрины. Кроме этого, они являются и самыми уязвимыми, ведь абсолютно любым острым предметом возможно серьёзно повредить достаточно нежную резистивную «плёночку».

Следующий тип, т.е. волновые тачскрины, представляют собой самые дорогостоящими среди себе подобных. При этом, резистивная конструкция, вероятнее всего, относится, всё-таки, к прошлому, ёмкостная — к настоящему, а волновая — к будущему. Понятное дело, что грядущее абсолютно никому стопроцентно не известно и, соответственно, в нынешнее время можно только лишь предполагать, какая именно технология имеет большие перспективы для использования её в будущем.

Для резистивной системы тачскринов не имеет никакого особого значения, коснулся резиновым наконечником стилуса или же просто пальцем пользователь экрана устройства. Достаточно того, что между двумя слоями произошло соприкосновение. При этом, ёмкостной экран распознает только лишь касания какими-то токопроводящими предметами. Зачастую пользователи современных устройств работают с ними с помощью собственных пальцев. Экраны волновой конструкции в этом отношении ближе к резистивным. Отдать команду возможно практически любым предметом - при этом нужно только избегать использования тяжёлых или же слишком маленьких объектов, например, стержень шариковой ручки для этого не подойдёт.

Количество разнообразных электронных устройств, оснащенных сенсорными дисплеями, увеличивается с каждым годом. Однако не все сенсорные экраны одинаковы.

Сенсорные панели, созданные на базе технологии электромагнитного резонанса, обеспечивают очень высокую точность позиционирования, а также позволяют получать дополнительную информацию от встроенных датчиков пера — таким образом можно фиксировать силу нажатия, угол наклона, тип наконечника и пр.

Данная конструкция позволяет отслеживать местоположение пера даже в том случае, когда его наконечник находится на расстоянии 1-2 см от рабочей поверхности. Благодаря этому сенсорную панель можно установить под модулем ЖК-дисплея — не ухудшая, таким образом, оптические характеристики дисплея.

Увы, есть и целый ряд недостатков. Сенсорные панели на базе технологии электромагнитного резонанса работают только со специальным пером и требуют периодической калибровки в процессе эксплуатации. Кроме того, в силу сложности конструкции такие изделия довольно дороги в производстве, причем цена значительно возрастает по мере увеличения размера экрана.

Принцип работы панели APR основан на том, что звук, возникающий при прикосновении к каждой из точек сенсорной поверхности, уникален. При прикосновении к сенсорной поверхности возникает звуковой импульс, распространяющийся по стеклянной панели. Достигнув края панели, импульс воздействует на ПЭП, который преобразует его в электрический сигнал и передает в контроллер. Последний сравнивает поступающие с датчиков сигналы с сохраненными в памяти эталонными сигналами, зафиксированными при прикосновениях к различным точкам панели. При несовпадении звуковой картины с хранящимися в памяти эталонами контроллер не регистрирует нажатие — таким образом реализована эффективная система фильтрации внешних шумов и вибраций.

Сенсорные панели на базе технологии APR обеспечивают более высокую (по сравнению с устройствами на базе ПАВ) точность определения координат точки касания и гораздо меньше подвержены влиянию посторонних шумов и вибраций. Нажатия можно производить как пальцами, так и различными предметами. Такие панели обладают высоким показателем светопропускания (более 90%) и сохраняют работоспособность при наличии царапин и загрязнений на сенсорной поверхности. Сенсорные панели на базе технологии APR обеспечивают высокую стабильность работы и не требуют перекалибровки в процессе эксплуатации. Данное решение отличается хорошей масштабируемостью: его можно использовать в дисплейных панелях как с малым, так и с большим размером экрана.

Сегодня основной сферой применения технологии APR являются цифровые киоски и POS-терминалы. Поставки коммерческих решений с сенсорными дисплеями на базе технологии APR начались сравнительно недавно — в конце 2006 года.

Сенсорные панели на базе технологии ПАВ отличаются надежностью (они выдерживают десятки миллионов нажатий в одной точке), высоким показателем светопропускания (более 90%) и восприимчивостью к нажатиям, выполненным как пальцами, так и различными предметами. В некоторых вариантах реализации данная технология позволяет определять не только координаты, но и силу нажатия.

Из недостатков сенсорных панелей этого типа необходимо отметить чувствительность к загрязнению рабочей поверхности (грязь влияет на распространение акустических волн) и не очень высокую точность определения координат точки нажатия. Также возможны нарушения в работе сенсорной панели в условиях сильного шума и вибраций, что в значительной мере ограничивает возможности по использованию устройств данного типа вне помещений.

Существует несколько вариантов реализации сенсорных панелей на базе ПАВ — IntelliTouch, SecureTouch, iTouch и др. Основной сферой применения сенсорных панелей на базе технологии ПАВ в настоящее время являются информационные киоски, терминалы и т.д. В силу технических особенностей данного решения его целесообразно использовать в дисплеях с большим размером экрана (19 дюймов и более).

Оптический сенсор с видеокамерой не оказывает какого-либо влияния на качество изображения на экране. В числе других достоинств данного решения — возможность обработки нескольких касаний одновременно; использование как пальцев, так и различных предметов (причем в любых сочетаниях) для работы с графическим интерфейсом. Разрешающая способность такого сенсора может варьироваться в широких пределах в зависимости от разрешения применяемой видеокамеры и оптической системы. Кроме того, один и тот же сенсор с минимальной модернизацией можно использовать для работы с экранами различного размера.

Из­за высокой стоимости и больших габаритов оптические сенсоры на базе видеокамеры непригодны для применения в портативных устройствах. Система требует тщательной калибровки после монтажа и регулярной подстройки для обеспечения приемлемой точности.

Как уже было упомянуто, оптические сенсоры на базе видеокамеры пригодны для использования исключительно в дисплеях с обратной проекцией изображения, и это в значительной степени ограничивает сферу их применения. В настоящее время данный класс устройств является весьма немногочисленным: спрос на проекционные телевизоры стремительно сокращается, а аппараты вроде Microsoft Surface и вовсе производятся в микроскопическом количестве.

Технологии на базе свойств акустических волн

Пока что ни одна из технологий, использующих для реализации функции сенсорного ввода свойства акустических волн, не получила широкого распространения. Тем не менее подобные решения интересны не только оригинальным принципом работы, но и рядом важных достоинств.

ИК-сенсор с механизмом развертки луча

Рисунок 4–"ИК-сенсор с механизмом развертки луча"

Развитием идеи бесконтактной регистрации прикосновений посредством ИК-лучей стала ИК-технология с подвижным лучом. Вместо массива оптопар используется один источник ИК-излучения (светодиод либо полупроводниковый лазер) и механизм развертки, который обеспечивает движение луча, с высокой скоростью сканирующего рабочую поверхность. При отсутствии препятствия луч рассеивается. Если же на пути луча встречается какое­либо препятствие, то луч отражается от него и улавливается фотодиодом. По изменению состояния фотодиода контроллер фиксирует касание в соответствующей точке.

В отличие от ИК-сенсоров с неподвижными оптопарами, описанную конструкцию можно реализовать в виде очень компактного модуля — что, в свою очередь, позволяет без проблем применять ее в портативных устройствах. Уникальной особенностью данной технологии является возможность использования ее с проецируемыми изображениями, причем размер рабочей области может варьироваться в довольно широких пределах. Благодаря отсутствию помех работа оптического сенсора не влияет на характеристики изображения. Кроме того, себестоимость таких сенсоров невелика.

Из недостатков отметим не очень высокую разрешающую способность, ограниченные возможности по распознаванию нескольких прикосновений одновременно и довольно большую погрешность определения координат точки касания по краям экрана, где угол падения луча минимален.

Первыми коммерческими устройствами, в которых использовались оптические сенсоры с механизмом развертки, были виртуальные клавиатуры (рис. 9). Устройство размером с зажигалку позволяет заменить аппаратную клавиатуру при работе с портативным или карманным ПК. В последнее время повышенный интерес к подобным сенсорам проявляют разработчики мультимедиапроекторов, а также портативных устройств со встроенными проекторами.

Сенсорные панели на базе проекционно­емкостной технологии имеют целый ряд достоинств, которые способствовали значительному росту их популярности в последние годы. В частности, они долговечны, обладают высоким показателем светопропускания (порядка 90%), стойкостью к загрязнениям и механическим повреждениям рабочей поверхности, способны функционировать в широком диапазоне температур.

Проекционно-емкостная технология способна обеспечить очень высокую точность определения координат точки нажатия, однако здесь необходимо иметь в виду то, что данный параметр напрямую зависит от толщины защитного слоя. Чем он толще, тем меньше точность, и наоборот.

Кроме того, сенсорные панели такого типа позволяют воспринимать нажатия в нескольких точках экрана одновременно. В зависимости от настроек контроллера панель может реагировать не только на прикосновение, но и на поднесенный к рабочей поверхности палец. Соответственно возможно управление рукой в перчатке.

Основной недостаток проекционно­емкостных панелей — сложность электронных компонентов для обработки информации о нажатиях, а следовательно, довольно высокая стоимость производства. Кроме того, себестоимость проекционно­емкостных панелей заметно растет по мере увеличения размера и разрешающей способности экрана. Перечисленные факторы препятствуют распространению сенсорных панелей данного типа в недорогих устройствах, а также в аппаратах с экранами большого размера.

Проекционно-емкостные панели хорошо справляются с определением точечных нажатий, однако не лучшим образом подходят для реализации функций, связанных с перетаскиванием объектов графического интерфейса или рисованием на экране. Как и в случае резистивных панелей, устройства данного типа нуждаются в периодической перекалибровке.

В настоящее время сенсорные панели на базе проекционно­емкостной технологии используются в сотовых телефонах, цифровых медиапле-ерах, информационных киосках и тачпэдах (touchpad) портативных ПК. Популярность этого решения быстро растет. Так, согласно данным агентства DisplaySearch, в минувшем году доля сенсорных панелей на базе проекционно­емкостной технологии составила 31% от общего количества поставленных изделий.


  1. ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПОВ РАБОТЫ СЕНСОРНЫХ ЭКРАНОВ

    1. Оптические технологии


ИК-сенсор с массивом неподвижных оптопар

Принцип работы данного решения довольно прост. В модуле, обрамляющем экран, с двух сторон расположены линейки ИК-светодиодов с фокусирующими линзами, а на противоположных сторонах — линейки фотодиодов либо фототранзисторов . При включении светодиодов над поверхностью экрана формируется невидимая сетка, образованная ИК-лучами. Когда какой­либо предмет приближается к поверхности экрана, он перекрывает пересекающиеся в данной точке лучи. Отсутствие луча фиксируется светочувствительными элементами оптопар, по изменению состояния которых контроллер определяет координаты точки касания. Вследствие отсутствия гибких мембран емкостные панели обладают более высокой надежностью по сравнению с резистивными (ресурс составляет несколько сотен миллионов нажатий). Кроме того, благодаря меньшему количеству оптических элементов емкостные панели обладают более высоким коэффициентом светопропускания (порядка 90%). Основным недостатком панелей этого типа является необходимость обеспечения электрического контакта между поверхностью и телом человека. Например, если нажать на такой экран стилусом из диэлектрического материала или же пальцем в перчатке, то работать он не будет. Кроме того, нормальная работа емкостной панели может быть нарушена при загрязнении поверхности веществами, проводящими электрический ток.

    1. Резистивная технология


В настоящее время существуют два основных варианта реализации резистивных сенсорных панелей — четырех­ и пятипроводные.

Рисунок 5–"Резистивная технология"

Сначала рассмотрим принцип работы резистивной панели на базе четырехпроводной технологии. Над стеклянной или пластиковой подложкой расположена тонкая, гибкая мембрана, изготовленная из прозрачного материала. Обращенные друг к другу поверхности мембраны и подложки имеют прозрачное покрытие, проводящее электрический ток. Соприкосновению мембраны с подложкой препятствуют миниатюрные изоляторы, находящиеся между ними. К подложке и мембране прикреплены пары металлических электродов, расположенные на противолежащих сторонах. При этом электроды мембраны размещены перпендикулярно электродам подложки. При нажатии на поверхность сенсорного экрана мембрана в этом месте соприкасается с подложкой, вследствие чего возникает электрический контакт между проводящими слоями. Сначала один из электродов подложки подключается к источнику постоянного тока, а другой заземляется. Электроды мембраны соединяются накоротко, и контроллер измеряет напряжение на них, определяя таким образом одну из координат. Затем ток подается на электроды мембраны, и контроллер измеряет напряжение на соединенных электродах подложки, фиксируя вторую координату

    1. Емкостная технология


Уже довольно давно ученые выяснили, что с точки зрения электротехники человеческое тело является конденсатором, причем довольно большой емкости. Именно это свойство нашего тела используется в сенсорных экранах на базе емкостной или, как ее еще иногда называют, электростатической технологии.

Сенсорная панель данного типа изготавливается на прозрачной (стеклянной либо пластиковой) подложке. Внешняя поверхность пластины покрыта проводящим слоем, а в каждом из четырех ее углов закреплен электрод, подключенный к контроллеру. В процессе работы контроллер подает на электроды импульсы слабого переменного тока. Если прикоснуться пальцем к поверхности сенсорного экрана (подсоединить конденсатор), возникнет утечка тока. Величина тока утечки обратно пропорциональна расстоянию от точки нажатия до электрода. Сравнивая величины тока утечки через каждый из четырех электродов, контроллер рассчитывает координаты точки нажатия.

Рисунок 6–"Емкостная технология"

5. Описание языка запросов (1 – 2страницы стиль параграф).

(1)

Вычисления производятся по формуле Error: Reference source not found

Заключение

Несмотря на разнообразие принципов работы сенсорных экранов и их преимущества, продолжают оставаться актуальными вопросы о их ограниченности применения в отдельных областях деятельности человека. Однако на сегодняшний день сенсорные экраны обрели популярность и значимость во многих областях деятельности и на данный момент тачскрины вполне справляются с поставленной задачей. Следовательно, вопрос о дальнейшей перспективе развития сенсорных экранов не является актуальным из-за высокой потребительности со стороны человека.

Библиографический список

Сеть Интернет:

  1. Google— Википедия: https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Google_(компания)

  2. Язык запросов Google-Google Sites: https://sites.google.com/site/azykibrauzerov123/azyk-zaprosov-google

  3. История сенсорного экрана - Популярная электроника:

  4. http://scsiexplorer.com.ua/index.php/ljudi-i-tehnologii/istorija-kompjuternoj-elektroniki/847-istorija-sensornogo-ekrana.html

  5. Многообразие сенсорных дисплеев | КомпьютерПресс : https://compress.ru/article.aspx?id=21556

  6. Сенсорные экраны – Технообзор: https://tehnoobzor.com/tests-reviews/to-laptops/141-sensornye-ekrany.html

  7. Работа для копирайтеров и рерайтеров в TurboText : https://yandex.ru/turbo?text=https%3A%2F%2F2hpc.ru%2Fgoogle-chrome%2F

  8. Тестирование Яндекс.Браузера с кнопкой отключения: https://yandex.ru/turbo?text=https%3A%2F%2Fwww.syl.ru%2Farticle%2F366158%2Fchto-takoe-hrom-opisanie-i-osobennosti-brauzera

  9. Языки программирования, которые используют Google : https://dev.by/news/yazyki-programmirovaniya-kotorye-ispolzuyut-google-reddit-i-drugie-giganty

  10. Использование SEO-ссылок для продвижения - Яндекс : https://yandex.ru/turbo?text=https%3A%2F%2Fwiki.rookee.ru%2Fyazyk-zaprosov-v-internete%2F

  11. Языки программирования от Google - NeroHelp.Info: http://nerohelp.info/1184-google-pl.html

Челябинск


написать администратору сайта