1. Descripción general de la capacitancia del dedo
El término 'capacitancia del dedo ' se refiere a la carga eléctrica que se aplica a la superficie de una pantalla táctil de capacitancia en respuesta a un comando táctil. Cuando se toca una pantalla táctil de capacitancia, absorbe algunas cargas eléctricas del cuerpo del usuario. En cambio, solo hay una pequeña cantidad de descarga eléctrica que puede detectar una pantalla táctil de capacitancia. Sin embargo, esta carga eléctrica adicional se conoce como capacitancia de los dedos porque se origina en el dedo del usuario.
Principio de operación de la capacitancia del dedo
Para comprender cómo funciona la capacitancia de los dedos, primero uno debe estar familiarizado con las características fundamentales de las pantallas táctiles de capacitancia. Los dispositivos de capacitancia son pantallas táctiles que detectan los comandos de los usuarios mediante la capacidad de detección. Cuando se activan, proyectarán un campo electrostático consistente a través de la interfaz de visualización. El campo electrostático se medirá mediante capacitancias táctiles.
Debido a que el cuerpo humano es eléctricamente conductor, el campo electrostático de una pantalla táctil de capacitancia cambiará cuando se tocará con un dedo desnudo. Como resultado, la interfaz de visualización del dispositivo recibirá una pequeña carga eléctrica del dedo del usuario. Como resultado, el campo electrostático de la pantalla táctil de capacitancia se fortalecerá en las proximidades de un comando táctil. En pocas palabras, la capacitancia del dedo es la carga eléctrica adicional agregada a la interfaz de visualización por un dedo.
La capacitancia del dedo
Este fenómeno eléctrico, conocido como 'capacitancia de los dedos, ' no se limita a un solo dedo. Se puede operar una pantalla táctil de capacitancia con cualquier objeto conductor. Mientras el objeto realice electricidad, el campo electrostático del dispositivo se distorsionará.
Un lápiz óptico conductor es un ejemplo común. Los estilos conductores tienen una apariencia consistente. La única distinción es que están hechas de material conductor. Cuando se toca una pantalla táctil de capacitancia con una pluma conductora, la capacitancia de un dedo se agrega a la interfaz de visualización. Como resultado, el dispositivo reconocerá y registrará el pedido cuando se toca esa ubicación.
La capacitancia del dedo se crea cuando un dedo u otro objeto conductor agrega una carga eléctrica a una pantalla táctil de capacitancia. Permite que las pantallas táctiles de capacitancia reconozcan los comandos táctiles. Cuando se aplica la capacitancia del dedo, el dispositivo lo reconoce como un comando táctil.
El condensador hecho de PCB
Los condensadores se clasifican en varios tipos. Aunque los paquetes de montaje en la superficie y los componentes LED generalmente se asocian con capacitancia, todo lo que se requiere es dos conductores separados por una capa aislante (es decir, el dieléctrico). Como resultado, hacer un condensador con las capas conductoras integradas en una placa de circuito impreso es relativamente simple. Considere las siguientes vistas superior y lateral de un condensador de PCB utilizado como un botón sensible al tacto como ejemplo.
El espacio aislante se forma un condensador entre el botón sensible al tacto y el cobre circundante. Debido a que el cobre circundante está conectado al nodo de tierra, el botón sensible al tacto puede considerarse como un condensador entre el suelo y la señal sensible al tacto.
La influencia de un dedo
Debido a que la máscara de soldadura en la PCB y típicamente una capa de plástico que aísla los electrónicos del dispositivo del entorno actúan como barreras entre el dedo y el condensador, no se produce una conducción directa. Como resultado, el dedo no descarga el condensador. Además, la cantidad de interés es la capacitancia al mismo tiempo en lugar de la carga que queda en el condensador.
¿Por qué cambia la capacitancia cuando hay un dedo presente? Hay dos razones para esto: la primera está relacionada con las propiedades conductoras del dedo, y el segundo está relacionado con sus propiedades dieléctricas.
Dedo dieléctrico
Debido a que la máscara de soldadura en la PCB y típicamente una capa de plástico que aísla los electrónicos del dispositivo del entorno actúan como barreras entre el dedo y el condensador, no se produce una conducción directa. Como resultado, el dedo no está descargando el condensador, y la cantidad de interés es la capacitancia en ese mismo momento en lugar de la carga restante en el condensador.
Debido a que el campo eléctrico del condensador se extiende afuera, el dedo puede afectar las propiedades dieléctricas sin entrar en contacto con las placas.
Debido a que nuestros cuerpos están hechos principalmente de agua, la carne humana es un excelente material dieléctrico. La constante dieléctrica del aire es ligeramente mayor que la de un vacío, que es una (aproximadamente 1.0006 al nivel del mar y temperatura ambiente). El agua, por otro lado, tiene una constante dieléctrica de aproximadamente 80, que es significativamente mayor. Como resultado, la interacción del dedo con el campo eléctrico del condensador eleva la constante dieléctrica, lo que eleva la capacitancia.
Dedo del conductor
Cualquiera que haya recibido una descarga eléctrica es muy consciente de que la piel humana lleva a cabo electricidad. Como se dijo anteriormente, no hay una conducción directa entre el dedo y el botón sensible al tacto, por lo que el dedo no puede descargar el condensador de PCB. Sin embargo, esta falta de conducción directa no implica que la conductividad del dedo no sea importante. Por el contrario, el dedo sirve como la segunda placa conductora de un condensador adicional, lo que lo hace extremadamente importante.
Para fines prácticos, se supone que el condensador creado con los dedos, denominado tapa del dedo, está conectado en paralelo al condensador ya presente en la PCB. Debido a que la persona que usa el dispositivo sensible al tacto no está conectada eléctricamente al nodo de tierra de la PCB, los dos condensadores no están 'en paralelo' en el sentido de un análisis de circuito estándar, lo que complica las cosas.
Se cree que el cuerpo humano, por otro lado, actúa como un terreno virtual debido a su capacidad relativamente alta para absorber la carga eléctrica. Como resultado, la conexión eléctrica precisa entre la tapa del dedo y la tapa de PCB no es importante. Lo que importa es que el dedo aumentará la capacitancia total porque los condensadores se suman en paralelo debido al diseño pseudo-paralelo de los dos condensadores.
Como resultado de que ambos sistemas controlen cómo interactúa el dedo con el sensor táctil capacitivo, la capacitancia aumenta.
Contacto vs. proximidad
La discusión anterior destaca una característica intrigante de la detección capacitiva de 'touch '. Además del contacto físico, la mera proximidad al sensor puede dar lugar a cambios de capacitancia detectables. Los dispositivos sensibles al tacto se identifican con frecuencia mal. La tecnología de detección capacitiva agrega un nuevo nivel de funcionalidad a los interruptores o botones mecánicos al permitir que los sistemas calculen la separación entre un sensor y un dedo.
Los efectos de los métodos de alteración de capacitancia mencionados anteriormente son inversamente proporcionales a la distancia. Cuando el dedo se acerca a las áreas conductoras del condensador de PCB para el método basado en dieléctrico-constante, más carnoso interactúa con el campo eléctrico del condensador. Como resultado, la capacitancia de la tapa del dedo para el mecanismo basado en la conductividad es inversamente proporcional a la separación entre las placas conductoras, al igual que cualquier otra tapa.
Recuerde que este no es un método para determinar la distancia exacta entre el sensor y el dedo; La detección capacitiva no proporciona la información requerida para realizar cálculos de distancia absolutos precisos. Sin embargo, debido a que los circuitos sensoriales capacitivos están diseñados para detectar cambios en la capacitancia, esta tecnología es adecuada para detectar cambios en la distancia, es decir, mientras que un dedo se mueve cerca o lejos de un sensor.
2. Los beneficios de las pantallas táctiles capacitivas
Durabilidad
Una de las principales ventajas de un proyectado La pantalla táctil capacitiva es su dureza. Las pantallas táctiles tienen una amplia gama de aplicaciones en los negocios. Si la función se elige y crea cuidadosamente, la pantalla táctil capacitiva no se verá perjudicada por problemas comunes como el polvo y la humedad. Después del tratamiento de la superficie con AG, AR y FA, puede reducir con éxito la reflexión de la luz, evitar las manchas de huellas digitales y evitar el rascado. Además, cuando se selecciona y crea cuidadosamente para cumplir con los requisitos de aplicación, la pantalla táctil capacitiva proyectada dura más.
Fiabilidad
Además, debido a su durabilidad, la pantalla táctil capacitiva proyectada es extremadamente poco probable que se raye. Incluso si la superficie se rasca como resultado de un accidente, la pantalla táctil capacitiva proyectada continuará funcionando normalmente a menos que la matriz conductora montada en la espalda esté dañada. Esta funcionalidad se proporciona porque continuará mediante los cambios en el campo eléctrico generado independientemente del daño.
Toque de precisión
Una de las razones clave por las cuales esta tecnología es tan popular en la electrónica de consumo y ahora es tan exitosa en aplicaciones comerciales/industriales es que es una tecnología táctil altamente sensible que solo responde a los dedos o bolígrafos conductores (lo que significa que el riesgo de 'contacto incorrecto' es pequeño). Si bien los objetos inanimados pueden afectar las pantallas táctiles ópticas o acústicas, las pantallas táctiles resistentes requieren más estrés que las pantallas táctil capacitivas proyectadas (lluvia, hojas, corbatas, puños, etc.).
Nitidez de la imagen
Debido a que generalmente están hechos de vidrio transparente y sin recubrimiento con una matriz de microconductores en la parte posterior, las pantallas táctil capacitiva proyectadas a menudo proporcionan una calidad de imagen superior en comparación con la mayoría de las otras tecnologías táctiles. Las pantallas capacitivas son ideales para las últimas pantallas HD, UHD y OLED.
Para generar señales, las pantallas táctil capacitiva solo requieren un toque, no de presión. Si bien la tecnología resistiva requiere la calibración tradicional, los paneles táctil capacitivo requieren solo una calibración después de la fabricación o ninguna de las dosis.
Debido a que los componentes en una pantalla táctil capacitiva no necesitan moverse, la solución capacitiva tiene una vida más larga. En las pantallas táctiles resistentes, la película superior de ITO debe ser delgada y flexible para doblar hacia abajo y hacer contacto con la película inferior de ITO.
La tecnología capacitiva supera la tecnología resistiva en términos de pérdida de luz y consumo de energía del sistema. El elemento que hace contacto con la pantalla determina si se usa tecnología capacitiva o resistiva. Si se toca con un dedo, es preferible una pantalla táctil capacitiva. Una pantalla táctil resistiva, ya sea hecha de plástico o metal, puede funcionar como un lápiz óptico. También es posible usar un lápiz óptico con una pantalla táctil capacitiva; Sin embargo, se requiere un lápiz óptico compatible.
El tipo capacitivo inductivo se usa comúnmente para pantallas táctiles pequeñas y medianas y puede reconocer los gestos. El tipo capacitivo de la superficie, por otro lado, se puede usar para pantallas táctiles de gran tamaño y tiene un bajo contenido relativo, pero actualmente no admite el reconocimiento de gestos.
