Công nghệ màn hình cảm ứng là loại thao tác trực tiếp của công nghệ dựa trên cử chỉ. Thao tác trực tiếp là khả năng thao tác thế giới kỹ thuật số bên trong màn hình. Màn hình cảm ứng là một màn hình trực quan điện tử có khả năng phát hiện và định vị một lần chạm trên vùng hiển thị của nó. Điều này thường được gọi là chạm vào màn hình của thiết bị bằng ngón tay hoặc bàn tay. Công nghệ này được sử dụng rộng rãi nhất trong máy tính, máy tương tác người dùng, điện thoại thông minh, máy tính bảng, v.v. để thay thế hầu hết các chức năng của chuột và bàn phím.
Công nghệ màn hình cảm ứng đã xuất hiện trong một số năm nhưng công nghệ màn hình cảm ứng tiên tiến đã có những bước phát triển nhảy vọt gần đây. Các công ty đang đưa công nghệ này vào nhiều sản phẩm của họ hơn. Ba công nghệ màn hình cảm ứng phổ biến nhất bao gồm điện trở, điện dung và SAW (sóng âm bề mặt). Hầu hết các thiết bị màn hình cảm ứng cấp thấp chứa trên một bảng cắm mạch in tiêu chuẩn và được sử dụng trên giao thức SPI. Hệ thống có hai phần, đó là phần cứng và phần mềm. Kiến trúc phần cứng bao gồm một hệ thống nhúng độc lập sử dụng vi điều khiển 8 bit, một số loại giao diện và mạch trình điều khiển. Trình điều khiển phần mềm hệ thống được phát triển bằng ngôn ngữ lập trình C tương tác.
Các loại công nghệ màn hình cảm ứng:
Màn hình cảm ứng là một thiết bị cảm ứng 2 chiều được làm bằng 2 tấm vật liệu được ngăn cách bởi các miếng đệm. Có bốn công nghệ màn hình cảm ứng chính: Điện trở, Điện dung, Sóng âm bề mặt (SAW) và hồng ngoại (IR).
Điện trở:
Màn hình cảm ứng điện trở được cấu tạo bởi lớp trên cùng làm bằng polythene dẻo và lớp dưới cứng bằng thủy tinh được ngăn cách bởi các chấm cách nhiệt, được gắn với bộ điều khiển màn hình cảm ứng. Các tấm màn hình cảm ứng điện trở có giá cả phải chăng hơn nhưng chỉ cung cấp 75% màn hình ánh sáng và lớp có thể bị hư hại bởi các vật sắc nhọn. Màn hình cảm ứng điện trở được chia thành màn hình cảm ứng điện trở có dây 4-, 5-, 6-, 7-, 8-. Thiết kế xây dựng của tất cả các mô-đun này tương tự nhau nhưng có sự khác biệt chính trong mỗi phương pháp xác định tọa độ của điểm chạm.
Điện dung:
Bảng điều khiển màn hình cảm ứng điện dung được phủ một lớp vật liệu lưu trữ điện tích. Hệ thống điện dung có thể truyền tới 90% ánh sáng từ màn hình. Nó được chia thành hai loại. Trong công nghệ điện dung bề mặt, chỉ một mặt của chất cách điện được phủ một lớp dẫn điện.
Bất cứ khi nào ngón tay người chạm vào màn hình, sự dẫn điện xảy ra trên lớp không tráng phủ, dẫn đến hình thành tụ điện động. Sau đó, bộ điều khiển sẽ phát hiện vị trí của cảm ứng bằng cách đo sự thay đổi điện dung ở bốn góc của màn hình.
Trong công nghệ điện dung dự phóng, lớp dẫn điện (Indium Tin Oxide) được khắc để tạo thành một mạng lưới gồm nhiều điện cực ngang và dọc. Nó liên quan đến việc cảm nhận dọc theo cả trục X và Y bằng cách sử dụng mẫu ITO được khắc rõ ràng. Để tăng độ chính xác của hệ thống, màn hình xạ ảnh có chứa cảm biến ở mọi tương tác của hàng và cột.
Hồng ngoại:
Công nghệ màn hình cảm ứng hồng ngoại, một dãy trục X và Y được gắn với các cặp đèn LED hồng ngoại và bộ tách sóng quang. Photodetectors sẽ phát hiện bất kỳ hình ảnh nào trong mô hình ánh sáng do đèn Led phát ra bất cứ khi nào người dùng chạm vào màn hình.
Sóng âm:
Công nghệ sóng âm bề mặt chứa hai đầu dò được đặt dọc theo trục X và trục Y của tấm kính của màn hình cùng với một số gương phản xạ. Khi chạm vào màn hình, các sóng sẽ bị hấp thụ và điểm đó sẽ được phát hiện ra cảm ứng. Các gương phản xạ này phản xạ tất cả các tín hiệu điện được gửi từ đầu dò này sang đầu dò khác. Công nghệ này cung cấp thông lượng và chất lượng tuyệt vời.
Các thành phần và hoạt động của màn hình cảm ứng:
hoạt động khi sử dụng bảng điều khiển màn hình cảm ứng
Màn hình cảm ứng cơ bản có ba thành phần chính là cảm biến cảm ứng, bộ điều khiển và trình điều khiển phần mềm. Màn hình cảm ứng cần được kết hợp với màn hình hiển thị và PC để tạo thành hệ thống màn hình cảm ứng.
Cảm biến chạm:
Cảm biến thường có dòng điện hoặc tín hiệu đi qua nó và chạm vào màn hình gây ra sự thay đổi tín hiệu. Thay đổi này được sử dụng để xác định vị trí cảm ứng của màn hình.
Bộ điều khiển:
Một bộ điều khiển sẽ được kết nối giữa cảm biến cảm ứng và PC. Nó lấy thông tin từ cảm biến và dịch nó để PC hiểu được. Bộ điều khiển xác định loại kết nối nào là cần thiết.
Trình điều khiển phần mềm:
Nó cho phép máy tính và màn hình cảm ứng hoạt động cùng nhau. Nó cho hệ điều hành biết cách tương tác với thông tin sự kiện cảm ứng được gửi từ bộ điều khiển.
Ứng dụng - Điều khiển từ xa bằng công nghệ màn hình cảm ứng:
Điều khiển phương tiện và rô bốt bằng điều khiển từ xa dựa trên màn hình cảm ứng
Màn hình cảm ứng là một trong những giao diện PC đơn giản nhất để sử dụng cho một số lượng lớn các ứng dụng. Màn hình cảm ứng rất hữu ích để dễ dàng truy cập thông tin bằng cách chỉ cần chạm vào màn hình hiển thị. Hệ thống thiết bị màn hình cảm ứng rất hữu ích trong việc từ kiểm soát quy trình công nghiệp đến tự động hóa nhà .
Bộ truyền màn hình cảm ứng
Trong thời gian thực chỉ cần chạm vào màn hình cảm ứng và với giao diện đồ họa, mọi người đều có thể theo dõi và điều khiển các hoạt động phức tạp.
Bộ thu màn hình cảm ứng
Ở đầu truyền sử dụng bộ điều khiển màn hình cảm ứng, một số hướng sẽ gửi đến người máy di chuyển vào một hướng cụ thể như chuyển tiếp, lùi, xoay trái và xoay phải. Ở đầu nhận, bốn động cơ được giao tiếp với bộ vi điều khiển. Hai trong số chúng sẽ được sử dụng cho chuyển động của Cánh tay và tay cầm của robot và hai cái còn lại được sử dụng để di chuyển cơ thể.
Một số hoạt động từ xa có thể được thực hiện với công nghệ màn hình cảm ứng sử dụng giao tiếp không dây để trả lời cuộc gọi, định vị và giao tiếp với nhân viên cũng như vận hành xe và rô bốt. Vì mục đích này, có thể sử dụng giao tiếp RF hoặc giao tiếp hồng ngoại.
Một ứng dụng thời gian thực: Điều khiển các thiết bị gia dụng bằng Công nghệ màn hình cảm ứng
Có thể điều khiển các thiết bị điện tại nhà bằng công nghệ màn hình cảm ứng. Toàn bộ hệ thống hoạt động bằng cách gửi các lệnh đầu vào từ bảng điều khiển màn hình cảm ứng thông qua giao tiếp RF được nhận ở đầu thu và điều khiển việc chuyển đổi tải.
Ở đầu máy phát, một bảng màn hình cảm ứng được giao tiếp với Bộ vi điều khiển thông qua một đầu nối màn hình cảm ứng. Khi chạm vào một khu vực trên bảng điều khiển, tọa độ x và y của khu vực đó sẽ được gửi đến Bộ vi điều khiển để tạo mã nhị phân từ đầu vào.
Dữ liệu nhị phân 4 bit này được cấp cho các chân dữ liệu của bộ mã hóa H12E, nơi phát triển đầu ra nối tiếp. Đầu ra nối tiếp này hiện được gửi bằng mô-đun RF và ăng-ten.
Ở đầu cuối máy thu, mô-đun RF nhận dữ liệu nối tiếp được mã hóa, giải điều chế và dữ liệu nối tiếp này được đưa cho bộ giải mã H12D. Bộ giải mã này chuyển đổi dữ liệu nối tiếp này thành dữ liệu song song gắn liền với dữ liệu gốc được gửi bởi bộ vi điều khiển ở đầu truyền. Bộ vi điều khiển ở đầu thu, nhận dữ liệu này và theo đó gửi tín hiệu logic thấp đến bộ quang cách nhiệt tương ứng, lần lượt nó sẽ bật TRIAC tương ứng để cho phép dòng điện xoay chiều đến tải và tải tương ứng được bật
