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构建移动多传感器的触摸显示系统

时间:2019-02-15 09:14:44来源:网络 作者:电子爱好者 点击:
移动设备似乎都有触摸屏显示器,而且通常还有许多其他传感器。了解底层技术可以帮助您评估这些设计中不可避免的权衡。现代游戏,医疗和移动设备主要由集中显示器为主要用户

移动设备似乎都有触摸屏显示器,而且通常还有许多其他传感器。了解底层技术可以帮助您评估这些设计中不可避免的权衡。现代游戏,医疗和移动设备主要由集中显示器为主要用户界面提供触摸感应。然而,这些产品中的大多数是可以受益于多种类型的传感器以确定位置,运动和其他环境条件的系统。使用模型和响应配置文件决定了可以使用的触摸界面的类型。将提供可用的传感器类型,开发和应用支持,产品实施问题以及分级可用性。

触摸传感器

有许多可用的触摸传感器接口和技术。有些是针对大面积应用的,或者需要线缆式电源才能执行。移动空间是这些接口的新“卷”区域。移动空间指南包括17英寸以下的显示,电池操作,断电模式,毫秒响应时间以及设备上一次只有一个用户。这些要求将主流触摸技术缩小为三种类型:电阻式,投射式电容式和表面电容式。表1中显示了这三种技术的概述。

电阻投射帽表面裸露手指是是是手套或手写笔是是否可密封框架是是否耐久性公平优秀良好稳定性优异优异良好透光率75%-88 %《90%88%-93%Multi-Touch Capable否是是表1:触摸传感器的类型。

电阻式触摸是最古老,最简单的技术之一。触摸屏基于柔性导电层(通常涂覆有氧化铟锡[ITO]),其在另一ITO导电层上方间隔开。当顶层弯曲或凹陷时,它与底层接触,然后产生局部电压变化。感测电压变化的位置,并确定触摸的位置,如图1所示。这是一种高精度技术,因为顶层的弯曲可以来自大区域物体,如戴手套的手指,或非常小的区域,如手写笔的末端。该技术还允许顶层的边缘被密封,从而允许天气和灰尘/异物抵抗。 Digi-Key提供十个供应商提供的电阻式触摸控制IC - Analog Devices,Inc.,Atmel,Integrated Device Technology(IDT),Maxim,Microchip Technology,National Semiconductor,ROHM Semiconductor,Semtech,STMicroelectronics和Texas Instruments(TI)。用于显示系统的电阻式触摸IC,包括手机使用的电阻式触摸IC,都由开发系统支持,可以访问数据管道的所有阶段。 ADI公司的EVAL-AD7877EBZ-ND等开发系统包括软件,电缆,触摸传感器,控制电子元件和显示器。这些系统允许应用程序开发和传感器的实时测试。电阻式触摸系统的高速度,除了具有密封显示器的能力,当屏幕上有湿气或流体时持续运行,以及牢固的非意外触摸,使得电阻式触摸成为工业控制和医疗电子设备的首选技术。

构建移动多传感器的触摸显示系统

图1:电阻式触控面板。 (Planar Systems提供)。

投射式电容式触控是另一项可以应对天气,灰尘和手套触摸的技术。该技术通过使用层压在两层保护玻璃之间的传感器网格来工作。传感器网格带电并将电场投射到顶部玻璃表面之外。传感器电路检测来自玻璃前面的触摸物体的场变化,而无需物理接触传感器网格(参见图2)。该技术可以使用防破坏材料并且还支持使用触笔。虽然这种技术像电阻一样强大,但速度并不快。它确实支持多点触控和手势识别。由于投射电容式触摸传感器网格没有像电阻式触摸那样功率下降,因此该技术可在1.7至2.5 V范围内工作,而电阻式触摸则在3.3至5 V范围内工作。这些器件的应用和开发套件供应商与电阻式触摸高度重叠,包括ADI公司,Atmel,赛普拉斯半导体公司,飞思卡尔半导体公司,集成器件技术公司,Maxim公司,Parallax公司,ROHM半导体公司和意法半导体。投影电容式控制IC的架构如图3所示,以及Microchip Technology的相关开发套件(部件号DM160211)。

构建移动多传感器的触摸显示系统

图2:投射电容式触摸(PCT)面板的构造。 (由Zytronic Corporation提供)。

构建移动多传感器的触摸显示系统

图3:投射电容式触摸屏传感技术的架构,Microchip Technology的mTouch TM 及其相关的开发套件。 (由Microchip Technology提供)。

表面电容是“最轻的触摸”技术,因为它需要最少的力来记录“触摸”。这种技术是显示器外表面上三个中唯一的一个,并且结果,具有最高水平的透明度和亮度,折衷最容易受到机械损伤。该技术通过使显示器的外玻璃涂覆有导电层(通常为ITO)来工作,如图4所示。将电极放置在面板的边缘周围,并在导电层上施加低电压以产生均匀的电场。面板上的触摸从显示器的每个角落吸取电流。然后,控制IC通过电流计算触摸的位置。该技术支持多点触控和手势,但需要裸露手指触摸的电容差分,并且不适用于手写笔或带手套的手等物体。由于边缘导体,该技术不允许密封显示,因此在液体和高污染物的情况下它不起作用。最后两个限制 - 手套和液体 - 是该技术不适用于医疗应用的主要原因。 STMicroelectronics的STM8/128-EV/TS等开发系统包括软件,电缆,电源,触摸传感器,控制电子设备和显示器。这些系统允许应用程序开发,包括分辨率,手势和多点触控功能。本文由容源电子网(www.dziuu.com)整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。

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