Lượt xem: 206 Tác giả: Reshine Thời gian xuất bản: 2023-09-08 Nguồn gốc: Địa điểm
Bài viết này sẽ đi chi tiết về màn hình cảm ứng điện dung.
Các chủ đề sau sẽ được đề cập chi tiết trong bài viết:
1. Màn hình cảm ứng điện dung là gì?
2. Hoạt động của màn hình cảm ứng điện dung
3. Các loại màn hình cảm ứng điện dung
Màn hình cảm ứng điện dung là màn hình hiển thị của thiết bị sử dụng áp lực ngón tay để tương tác. Các thiết bị màn hình cảm ứng điện dung cầm tay thường kết nối với mạng hoặc máy tính thông qua kiến trúc có thể hỗ trợ nhiều loại thành phần, bao gồm điện thoại di động, trợ lý kỹ thuật số cá nhân và hệ thống định vị vệ tinh. Cảm ứng của con người là một chất dẫn điện cung cấp năng lượng và kích hoạt trường tĩnh điện của màn hình cảm ứng điện dung. Mặt khác, có thể sử dụng bút stylus hoặc găng tay đặc biệt tạo ra tĩnh điện. Máy tính bảng, điện thoại thông minh và máy tính tất cả trong một là những ví dụ về thiết bị đầu vào màn hình cảm ứng điện dung.
Màn hình cảm ứng điện dung (ITO) bao gồm một lớp kính giống như chất cách điện và được bao phủ bởi một chất dẫn trong suốt, chẳng hạn như oxit thiếc indi. ITO trên màn hình cảm ứng được gắn vào các tấm kính để nén các tinh thể lỏng. Khi màn hình được kích hoạt, một điện tích sẽ được tạo ra, khiến tinh thể lỏng quay.
Công nghệ nhập liệu cảm ứng ban đầu được thiết kế để kết hợp màn hình đầu ra với màn hình cảm ứng đầu vào nhằm mang lại trải nghiệm đồ họa thuận tiện hơn cho người dùng. Ngoài công nghệ cảm ứng điện dung, còn tồn tại các công nghệ khác sử dụng các nguyên tắc công nghệ khác nhau để thu thập thông tin đầu vào của người dùng từ màn hình cảm ứng. Điện dung, đúng như tên gọi, được sử dụng trong màn hình cảm ứng điện dung để phát hiện sự hiện diện của con người.
Khi được cung cấp một điện áp cụ thể, tụ điện cơ bản cần một thời gian để sạc đầy trước khi phóng điện khi ngắt nguồn điện áp và tụ điện được nối với bồn rửa. Khoảng thời gian sạc và xả này được quan sát và ổn định hơn khi không có thay đổi nào được thực hiện đối với mạch điện. Khoảng thời gian phóng điện này thay đổi khi điện dung của mạch thay đổi. Đây là khái niệm cơ bản cơ bản của màn hình cảm ứng điện dung.
Khi ngón tay con người chạm vào mạch điện, điện dung tăng lên, thêm một tụ điện khác vào hệ thống. Con người có tính chất điện môi. Tụ điện bổ sung này ảnh hưởng đến thời gian sạc và xả của mạch cũng như điện dung tổng thể của nó. Kết quả là, sự thay đổi về thời gian phóng điện trên toàn mạch sẽ cho biết liên hệ của người dùng.
Thông thường, quá trình này liên quan đến một bộ vi điều khiển chuyên dụng có chức năng sạc màn hình điện dung trong khi kiểm tra các biến thể trong chu kỳ sạc-xả của mạch. Khi giá trị này sai lệch so với định mức, bộ vi điều khiển sẽ thông báo cho bộ điều khiển chính rằng người dùng đã cung cấp đầu vào. Màn hình cảm ứng trong suốt, rõ ràng được tạo ra bằng cách kết hợp lớp dẫn điện oxit thiếc indi (ITO) và lớp cách điện bằng thủy tinh. Khi ngón tay con người chạm vào nó, nó sẽ tạo ra một tụ điện và da người hoạt động như một chất điện môi, ảnh hưởng đến điện dung tổng thể của mạch điện.
Sau đây là các loại màn hình cảm ứng điện dung khác nhau:
Điện dung ở bề mặt: Một mặt có các lớp dẫn điện mỏng. Nó có độ phân giải thấp và thường được sử dụng trong các ki-ốt.
Cảm ứng điện dung dự kiến (PCT): Công nghệ này sử dụng các mẫu lưới điện cực trên các lớp dẫn điện được khắc. Nó có kiến trúc đáng tin cậy và thường được sử dụng trong các giao dịch tại điểm bán hàng.
Điện dung tương hỗ PCT: Một tụ điện được kết nối bằng điện áp tại mỗi nút giao lưới. Nó cho phép tương tác đa chạm.
Điện dung tự PCT: Đồng hồ đo dòng điện điều khiển các cột và hàng riêng lẻ. Nó hoạt động tốt chỉ bằng một ngón tay và cung cấp tín hiệu mạnh hơn điện dung lẫn nhau PCT.
Cảm biến như thế này được sử dụng để đo các thuộc tính của vật phẩm mà không thực sự tương tác với vật đó vì chất điện môi gần đó đóng vai trò là điện dung cho mạch điện. Do đó, khái niệm này được sử dụng khi không thể chạm vào đối tượng đang được điều tra. Do đó, màn hình cảm ứng điện dung về cơ bản là một mạch tụ điện sạc và phóng điện đồng thời theo dõi những thay đổi về thời gian sạc-xả. Công nghệ màn hình cảm ứng phổ biến nhất thế giới đã vượt qua điện trở. Theo thống kê, công nghệ điện dung cung cấp năng lượng cho hơn 90% tổng số màn hình cảm ứng hiện đang được sản xuất. Tuy nhiên, công nghệ điện dung bề mặt chỉ là một trong số rất nhiều. Các nguyên tắc cơ bản về điện dung bề mặt cũng tương tự như các nguyên tắc cơ bản của các công nghệ điện dung khác. Để tìm lệnh chạm, nó tạo ra một điện trường nhất quán và đo lường nó. Để phát hiện hướng dẫn chạm, công nghệ màn hình cảm ứng 'điện dung bề mặt' sử dụng điện trường và lớp phủ dẫn điện. Một lớp trên cùng hiện diện trên màn hình cảm ứng với tính năng điện dung bề mặt. Lớp trên cùng này được phủ một chất dẫn điện. Khi được kích hoạt, màn hình cảm ứng điện dung bề mặt sẽ tạo một điện áp lên lớp trên cùng. Kết quả là khi ngón tay tiếp xúc hoặc ấn vào giao diện hiển thị, một phần điện áp sẽ được hút vào ngón tay.
Màn hình cảm ứng bề mặt điện dung có tuổi thọ cao. Bởi vì chúng sử dụng điện trường để phát hiện các lệnh cảm ứng nên chúng không bị hỏng hóc và hư hỏng sớm như các công nghệ màn hình cảm ứng khác, chẳng hạn như điện trở. Tất nhiên, hoạt động của màn hình cảm ứng điện trở là cơ học. Chúng có nhiều lớp ép lại với nhau để hoạt động. Màn hình cảm ứng điện dung bề mặt cực kỳ bền vì chúng không có bất kỳ bộ phận chuyển động nào.
Tùy thuộc vào kiểu máy, một số màn hình cảm ứng điện dung bề mặt có thể được sử dụng với găng tay. Một vật dẫn điện, chẳng hạn như ngón tay trần, thường được yêu cầu thực hiện lệnh cảm ứng trên màn hình cảm ứng điện dung. Khi có vật dẫn điện, màn hình cảm ứng điện dung có thể cho biết thời điểm và vị trí xảy ra thao tác chạm bằng cách vẽ một số trường tĩnh điện của thiết bị.
Mặt khác, màn hình cảm ứng điện dung bề mặt thường cho phép sử dụng găng tay mỏng. Khi đeo găng tay mỏng, một lượng điện áp nhỏ nhưng có thể nhận thấy được truyền giữa ngón tay và thiết bị liên quan. Phần lớn các màn hình cảm ứng điện dung khác không cho phép sử dụng găng tay. Găng tay dù nhẹ đến đâu cũng sẽ ngăn dòng điện từ ngón tay đến thiết bị. May mắn thay, một số màn hình cảm ứng điện dung bề mặt không bị ảnh hưởng bởi sự cố này.
Điện dung phát hiện cảm ứng bằng cách cảm nhận các biến thể trong điện trường (điện dung), trong khi điện trở phát hiện cảm ứng bằng cách nhấn lớp trên và lớp dưới lại với nhau. Đối với điện thoại thông minh và máy tính bảng, màn hình điện dung thường được ưa chuộng hơn màn hình điện trở. Cảm ứng điện dung dự kiến, còn được gọi là PCT hoặc PCAP, là một loại công nghệ cảm ứng điện dung. Trong một thiết bị màn hình cảm ứng điện dung thông thường, một tấm kính được nhúng các hàng và cột vật liệu dẫn điện giao nhau. Tùy thuộc vào nhà sản xuất, các lưới ma trận này được tạo ra bằng cách khắc các hàng hoặc cột thành một lớp dẫn điện hoặc tạo thành một dạng từ hai lớp vật liệu dẫn điện khác nhau. Sự khác biệt giữa hai phương pháp này là nhỏ và ít ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của thiết bị. Lưới dẫn điện được sử dụng bởi các thiết bị màn hình cảm ứng điện dung để tạo ra một lượng điện tích tĩnh điện nhất quán trên các hàng và cột tương ứng. Bởi vì lưới điện được làm bằng vật liệu dẫn điện nên nó cho phép điện tích tĩnh điện di chuyển dễ dàng và không bị hạn chế. Điện tích này được sử dụng bởi các thiết bị điện dung dự kiến để phát hiện sự tiếp xúc. Màn hình cảm ứng điện dung dự kiến phát hiện thao tác chạm giống như cách mà màn hình cảm ứng điện dung thông thường thực hiện, bằng cách sử dụng điện tích do chính cơ thể người dùng tạo ra. Thiết bị phát hiện hiện tượng biến dạng trường tĩnh điện do ngón tay trần tiếp xúc với giao diện do sự thay đổi điện dung. Do có các hàng và cột giao nhau dạng lưới, thiết bị có thể xác định thời điểm và vị trí xảy ra thao tác chạm. Khi người dùng chạm vào giao diện của thiết bị ở giữa, các hàng và cột ở khu vực này sẽ bị cong vênh. Vùng bị biến dạng này cho phép thiết bị xác định nơi xảy ra thao tác chạm.
Một trong những lợi ích của công nghệ màn hình cảm ứng điện dung dự kiến là chi phí thấp. Vì lớp trên cùng được làm bằng kính nên giá thành rẻ hơn các thiết bị màn hình cảm ứng điện trở. Màn hình cảm ứng điện dung dự kiến, không giống như thiết bị điện dung thông thường, có thể được sử dụng bằng ngón tay đeo găng hoặc bút cảm ứng.
Độ bền của cảm biến cảm ứng điện dung xạ ảnh Lợi ích: Một trong những ưu điểm chính của màn hình PCT là độ bền và độ bền của chúng. Màn hình cảm ứng sẽ được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng thương mại. Vết bẩn và dấu vân tay không phải là vấn đề đối với màn hình cảm ứng điện dung đã được lựa chọn và chế tạo phù hợp. Hơn nữa, vì chúng không có bộ phận chuyển động, không có lớp phủ phía trước và bộ phận quang học/đầu dò được gắn (không giống như tất cả các công nghệ cảm ứng khác), màn hình cảm ứng điện dung dự kiến sẽ kéo dài tuổi thọ của thiết bị hoặc hệ thống, đặc biệt là khi được lựa chọn và thiết kế cẩn thận để đáp ứng các yêu cầu ứng dụng.
Tương tự, trừ khi ma trận dẫn điện gắn ở mặt sau bị hỏng, màn hình cảm ứng điện dung bị trầy xước sẽ tiếp tục hoạt động bình thường. Tính năng này cho phép nó tiếp tục đo sự thay đổi điện trường ngay cả khi bị hư hỏng.
Sử dụng tự nhiên: Màn hình cảm ứng điện dung là một công nghệ cảm ứng rất nhạy, chỉ phản hồi với ngón tay hoặc bút cảm ứng dẫn điện (điều này khó xảy ra 'chạm sai'). Đây là một trong những lý do chính khiến công nghệ này lan rộng từ điện tử tiêu dùng sang các ứng dụng thương mại và công nghiệp. Mặc dù các vật thể vô tri chạm vào màn hình cảm ứng quang học hoặc âm thanh có thể gây ra sự cố (mưa, lá cây, cà vạt, còng tay, v.v.), màn hình cảm ứng điện dung yêu cầu áp lực ít hơn nhiều so với màn hình cảm ứng điện trở.
Độ rõ của hình ảnh: Do được làm bằng kính trong suốt, không tráng phủ với ma trận các dây dẫn nhỏ ở mặt sau nên màn hình cảm ứng điện dung chiếu thường cung cấp hình ảnh chất lượng cao hơn hầu hết các công nghệ cảm ứng khác. Do đó, tấm nền điện dung rất phù hợp với OLED và màn hình UHD và độ phân giải cao mới nhất.
Công nghệ màn hình cảm ứng điện dung lẫn nhau được bao gồm trong công nghệ điện dung dự kiến. Mặt khác, điện dung tương hỗ khác với điện dung dự kiến thông thường ở chỗ nó tạo ra điện dung trên một lưới gồm các cột và hàng. Khi hai thiết bị màn hình cảm ứng được tiếp xúc, một phần dòng điện chạy giữa các cột và hàng liền kề sẽ được truyền tới ngón tay, làm giảm điện dung tại giao điểm lưới cụ thể đó.
Màn hình cảm ứng điện dung lẫn nhau tạo thành tụ điện khi các cột và hàng kết hợp với nhau. Kết quả là, 224 tụ điện sẽ được hiển thị trên màn hình cảm ứng điện dung tương hỗ 14 cột x 16 hàng. Chạm vào màn hình sẽ tự nhiên làm giảm điện dung ở điểm giao nhau gần đó.
Vì điện dung lẫn nhau được tạo ra trên lưới nên màn hình cảm ứng điện dung lẫn nhau có thể cho phép chạm nhiều lần. Nói cách khác, lệnh có thể được bắt đầu bằng cách chạm hoặc chạm vào hai hoặc nhiều vị trí trên thiết bị màn hình cảm ứng điện dung lẫn nhau. Lệnh cảm ứng đa điểm mở ra một thế giới khả năng ra lệnh hoàn toàn mới. Ví dụ: tùy thuộc vào cách chạm vào màn hình mà có thể phóng to hoặc thu nhỏ. Tất nhiên, các công nghệ màn hình cảm ứng khác ngoài điện dung hỗ trợ các lệnh cảm ứng đa điểm. Tự điện dung cho phép sử dụng đồng thời hai hoặc nhiều điểm tiếp xúc.
Điện dung tương hỗ, giống như tất cả các loại công nghệ màn hình cảm ứng điện dung dự kiến khác, cung cấp cả độ nhạy cảm ứng cao và độ chính xác cảm ứng cao. Do đó, vì những lý do này và các lý do khác, màn hình cảm ứng điện dung chiếu thường được ưa chuộng hơn màn hình cảm ứng điện dung bề mặt.
Ở một số khía cạnh, màn hình cảm ứng điện dung chiếu khác với màn hình cảm ứng điện dung bề mặt. Cả hai đều sử dụng điện dung để phát hiện lệnh chạm nhưng theo những cách khác nhau.
Màn hình cảm ứng điện dung dự kiến bao gồm khả năng xử lý thông minh. Chúng có cảm biến cảm ứng có độ nhạy cao để phát hiện các lệnh chạm. Mặt khác, chi phí của công nghệ điện dung dự kiến là một bất lợi. Màn hình cảm ứng điện dung chiếu thường đắt hơn màn hình cảm ứng điện dung bề mặt.
