Tìm hiểu về công nghệ cảm ứngĐiện tử tiêu dùng - Hiện nay sở hữu một sản phẩm ứng dụng công nghệ cảm biến là điều mơ ước của nhiều người, nhưng không nhiều người trong số họ biết được c
Trang 1Tìm hiểu về công nghệ cảm ứng
(Điện tử tiêu dùng) - Hiện nay sở hữu một sản phẩm ứng dụng công nghệ cảm biến
là điều mơ ước của nhiều người, nhưng không nhiều người trong số họ biết được công nghệ này đã xuất hiện từ rất lâu
Công nghệ cảm biến ngày càng được ứng dụng rộng rãi cho các sản
phẩm gia dụng lẫn điện tử
Công nghệ cảm biến được cho là một trong những công nghệ hiện đại nhất hiện nay và
xu hướng ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong các trang thiết bị gia dụng lẫn điện tử Thực tế thì ứng dụng công nghệ cảm biến trên màn hình (được hiểu như là màn hình cảm ứng) rất có lợi trong việc điều khiển thiết bị, khiến cho các thao tác trở nên nhanh hơn, dễ hơn và trực quan hơn
Bạn có thể kích hoạt được một chương trình chỉ bằng một lần chạm tay vào màn hình mà không cần sử dụng thiết bị ngoại vi như chuột và bàn phím (đối với máy tính có màn hình cảm ứng) hay bấm nhiều nút như các điện thoại thông thường
Hình thành
Hiện đại nhưng mới chỉ được người tiêu dùng biết đến nhiều nhất qua những sản phẩm
Trang 2nổi tiếng của Apple như iPhone, iPod – touch và một số hãng sản xuất máy tính có màn hình cảm biến trong thời gian gần đây
Ít ai biết được sản phẩm hiện đại của thế kỷ 21 này lại được thai nghén từ những năm 70 của thế kỷ 20 Thực chất công nghệ cảm biến đầu tiên được phát minh và cấp bằng sáng chế với tên gọi “Elograph” bởi Trung tâm nghiên cứu đại học Kentucky cho tiến sĩ Sam Hurst
Tiến sĩ Hurst (trái) trong lễ chứng nhận Elograph nằm trong top 100 sản
phẩm hiện đại có tầm ảnh hưởng nhất năm 1973
Tuy nhiên Elograhp hồi đó không giống như những màn hình cảm biến trong suốt ngày nay nhưng cũng là một bước quan trọng đối với việc phát triển công nghệ hiện đại này
Ba năm sau, Hurst đã sáng chế ra màn hình cảm ứng trong suốt đầu tiên và đến năm 1977 ông được nhận bằng sáng chế cho công nghệ cảm ứng điện trở 5 dây, một trong những công nghệ cảm ứng được sử dụng phổ biến hiện nay
Trang 3Và phát triển
Hiện tại, một số công nghệ cảm ứng như cảm ứng điện trở, điện dung và cảm ứng hồng ngoại, cảm ứng âm thanh là những công nghệ phổ biến đang được áp dụng cho việc sản xuất màn hình cảm ứng
Cảm ứng hồng ngoại - Infrared Touchscreen
Lưới hồng ngoại do các cảm biến xung quanh màn hình tạo ra sẽ bị
ngắt quãng khi tay chạm vào màn hình
Đây là loại cảm ứng đắt nhất và không phổ biến nên không được sản xuất đại trà Các cảm biến được bố trí ở trên và xung quanh màn hình, tạo thành lưới tia hồng ngoại, khi chúng ta chạm vào thì lưới hồng ngoại ở chỗ đó bị ngắt quãng và thiết bị xác định được
vị trí tương tác
Hạn chế lớn nhất của cảm ứng hồng ngoại đó là giá thành cao nhưng bù lại độ bền và tuổi thọ màn hình lại cao nhất so với các công nghệ khác và sử dụng đồng thời cả bút cảm ứng stylus lẫn tay
Cảm ứng điện trở - Resistive Touchscreen
Trang 4Mô phỏng cấu tạo màn hình cảm ứng điện trở.
Các sản phẩm điện thoại cảm ứng phổ biến hiện nay hầu hết sử dụng công nghệ cảm biến điện trở bởi chi phí sản xuất màn hình cảm ứng rẻ, ít tốn kém nhất trong các loại nhưng lại dễ bị trầy xước do phải dùng stylus để tác động
Cấu tạo màn hình cảm biến điện trở gồm lớp kính mỏng bao phủ bên ngoài 2 lớp mạch dẫn xuất điện và lớp mạch cảm biến Hai lớp này rất mỏng và được phân tách bởi một lớp đệm là những điểm riêng biệt không nhìn thấy được để tránh những tương tác không mong muốn
Khi hoạt động, dòng điện sẽ được truyền qua màn hình, các lớp mạch này sẽ tương tác với nhau, gây ra sự thay đổi dòng điện và sẽ xác định được vị trí chúng ta chạm vào
Cảm ứng điện dung - Capacitive Touchscreen
Trang 54 điện cực đặt tại 4 góc màn hình cảm ứng điện dung sẽ làm dòng điện
bị sụt giảm khi tay chạm vào
Công nghệ này được biết đến ít hơn do giá thành còn cao, nhưng người tiêu dùng cũng đang dần làm quen với công nghệ này qua sản phẩm điện thoại cao cấp iPhone của Apple Màn hình cảm ứng điện dung chỉ là một lớp (một lưới điện) được bảo vệ bởi một lớp dẫn xuất điện, được làm chủ yếu từ oxit thiếc in-di (Indium tin oxide), mà không có lớp đệm
Các điện cực được đặt tại 4 góc màn hình để đo sự thay đổi dòng điện khi có tác động
Cơ thể chúng ta chứa điện tích nên khi chạm tay vào sẽ có sự thay đổi dòng điện trong lưới điện tại vị trí tác động, điện thế tại vị trí đó sẽ bị sụt giảm, và đó là cách xác định vị trí được tương tác
Cảm biến bằng nhận diện âm thanh - Acoustic Pulse Recognition (APR)
Trang 6Âm thanh được mã hóa thành tín hiệu điện thực hiện các thao tác.
Là công nghệ cảm biến hoàn toàn mới và duy nhất trong số hàng loạt công nghệ hiển thị bằng tương tác cảm biến Không có nhiều lớp mạch trên màn hình cảm ứng như những công nghệ trên mà chỉ có một tấm kính mỏng làm chức năng hiển thị đồng thời chứa một mạch thiết bị điều khiển nhỏ và 4 bộ điều biến điện áp ngay phía dưới bề mặt kính
Cơ chế hoạt động của công nghệ này là nhận diện âm thanh được tạo ra khi người sử dụng chạm vào màn hình và chuyển đổi thành tín hiệu điện Những tín hiệu này được số hóa bằng một thiết bị điều khiển rồi được so sánh với âm thanh đã được lập trình từ trước cho từng vị trí trên màn hình Giá thành sản xuất màn hình cảm biến áp dụng công nghệ này tương đối thấp, ngoài ra màn hình có khả năng chống xước và chống nước, bụi bẩn cao
Công nghệ cảm biến dạng sóng âm - IntelliTouch/ SecureTouch
Trang 7Tín hiệu tại vị trí tương tác được truyền tới thiết bị thu nhận đặt tại 2
trục X và Y
Công nghệ sử dụng sóng siêu âm có cấu tạo bề mặt tương tự như công nghệ cảm biến nhận diện âm thanh Bề mặt chỉ gồm tấm kính mỏng, bao phủ trên những bộ điều biến điện áp có chức năng truyền và nhận trên hai trục X và Y
Khi có sự tương tác vào màn hình, sóng thu nhận được tại vị trí đó sẽ được gửi tới 2 trục
X và Y để so sánh với bản đồ số hóa các vị trí trên màn hình, sự thay đổi sẽ được thực hiện nếu như tọa độ được tính toán là phù hợp
Thiết bị điều khiển sẽ gửi tín hiệu điện tới thiết bị điều biến có chức năng truyền gửi để chuyển đổi tín hiệu đó thành sóng siêu âm ngay bên trong bề mặt kính Những sóng này
sẽ được truyền tới bộ điều biến có chức năng nhận bởi các hệ thống gương phản xạ được đặt đối nhau, tại đó những sóng siêu âm này lại được chuyển thành những tín hiệu điện Quá trình này được lặp đi lặp lại trên 2 trục đặt tại mép của màn hình cảm ứng
Mỗi loại có một ưu nhược điểm khác nhau, nhưng có một nhược điểm chung là chi phí sản xuất còn cao nên những sản phẩm áp dụng công nghệ hiện đại này còn khá xa lạ với người tiêu dùng
