Arvutite perifeeriaseadmed Puutetundlikud seadmed

1. Arvutite perifeeriaseadmedPuutetundlikud seadmed Marko Kaju

2. Touchpad • Puute-ekraan ehk puuteekraan ehk puutetundlik ekraan on ekraan, mis reageerib puudutuse peale, sest on varustatud puutetundlike anduritega.

3. Kasutamine • Pangaautomaatides • Erinevates terminalides • Infolettides • Tahvelarvutites • Meediamängijates • Mobiiltelefonides • ...

4. Erinevad ekraani tüübid • Resistiivsed puuteekraanid • Maatriks puuteekraanid • Mahtuvuslikud puuteekraanid • Projektsioonilised mahukad puuteekraanid • Puuteekraanid pinna – akustilisel lainetel • Infrapunased puuteekraanid • Optilised puuteekraanid • Tensomeetrilised puuteekraanid • Induktsioonilised puuteekraanid

5. Resistiivsed puuteekraanid • Resistiivne ehk takistuslik puuteekraan koosneb kahest läbipaistvast plastkileplaadist. Mõlema plaadi sisepind on kaetud peaaegu täiesti läbipaistvast materjalist (indiumi ja tina oksiididest) üliõhukese kihiga, millel on teatud elektritakistus (resistiivsus); kummagi plaadi kahes vastasservas on elektroodid pinge rakendamiseks ja mõõtmiseks. • Kilest plaate hoiavad normaalolekus kokku puutumast mikroisolaatoritest võrgustik (see on vaevalt nähtav). • Kui vajutada ekraanile sõrme või mõne esemega, tekib plaatide vahel puutepunktis elektriline kontakt.

6. Resistiivsed(resisitive) puuteekraanid • Puutepunkti koordinaatide (asukohaarvude x ja y) kindlakstegemiseks rakendab juhtlülitus (kontroller) esmalt alalispinge alumise plaadi elektroodidele. • Seda pinge väärtust mõõdab kontroller pealmise plaadi elektroodidelt (nende elektroodide vahel enne kontakti pinge puudus) ; nii saadakse x-koordinaadi signaal. • Teise koordinaadi saamiseks pingestatakse pealmine plaat, mis on alumisega risti, ja mõõdetakse pinge väärtus alumise plaadi elektroodidelt; saadakse y-signaal. • Kontroller vahendab need signaalid draiverile vajaliku toimingu sooritamiseks.

7. Maatriks(matrix) puuteekraanid • Konstruktsioon on sarnane resistiivsega aga on . • Klaasi peale on paigutatud horisontaalsed juhid, membraani peale – vertikaalsed. • Ekraani puutumise ajal juhid puudutavad teineteist. Kontroller leiab, millised juhid puutuvad ja annab mikroprotsessorile koordinaadid. • Väga madal täpsus. • Interfeisi elemendid on vaja paigaldada maatriks ekraani ruuduga arvestades. • Ainuke pluss – lihtsus ja odavus. • Tavalistes maatriks ekraanides tehakse päring ridades (analoogiliselt nuppude maatriksile); see võimaldab teha mitut puudutust korraga. Aeglaselt vahetatakse resistiivsete peale.

8. Mahtuvuslikud(capacitive) puuteekraanid • Mahtuvusliku ekraani puutetundlikuks osaks on elektrit juhtiva läbipaistva kihiga kaetud kilest plaat, mille neljas nurgas on elektroodid. • Nendele antakse ühesugune vahelduvpinge, mis tekitab ühtlase elektrivälja üle ekraani. • Ekraani puudutamisel sõrme või mingi elektrit juhtiva esemega elektrivälja jaotus plaadis muutub, sest puutekoha kaudu siseneb inimese kehasse mahtuvusliku sidestuse läbilekkevooluna teatud elektrilaeng. • Selle tulemusena muutuvad ka lekkevoolu komponendid, mis sisenevadplaadi nurkade kaudu: mida suuremon puutepunkti kaugus mingist nurgast, seda suurem on nurga ja puutepunkti vaheline takistus ning vastavalt ka vool nõrgem. • Nende vooluväärtuste järgi arvutab kontroller puutepunkti koordinaadid.

9. Projektsioonilised mahukad(projective capacitive) • Ekraani sisepoolel on paigaldatud elektroodide võrk. Elektrood koos inimese kehaga moodustavad kondensaatori; elektroonika mõõdab selle kondensaatori mahu (impulsi annab vool ja mõõdab saadud pinge). • Nende ekraanide läbipaistvus on kuni 90%, temperatuuride taluvus on väga suur. Selles puuteekraani tüübis võib kasutada kuni 18 mm paksust klaasi, mis annab ekraanile hea löögikindluse. • Mittejuhtiva mustumise peale ei reageeri, juhtivad mustumised kergesti rõhutakse programmide abiga. • Sellepärast kasutatakse neid ekraane automaatides, mis on paigaldatud välja. • On olemas mudelid mis reageerivad käe peale, mis on kindas. • Praegustes mudelites on väga suur täpsus.Eristavad puudutust sõrmega ja puudutust juhtiva pliiatsiga. • Mõned mudelid toetavad multitouch-i. Sellepärast sellist tehnoloogiat kasutatakse touchpadides ja multitouchides. • iPhone-i ekraan töötab selles lõigus kirjeldatud tööpõhimõttega.

10. Puuteekraanid pinna – akustilisel lainetel(Surface Acoustic wave Touch Screens) • Tehnoloogia kasutab ultrahelilaineid, mis läbivad üle puutetundliku ekraani. Kui ekraani puudutatakse, siis osa helist imendub/hajub. See ultraheli laine muudatus registeeritakse ja saadetakse kontrollerisse töötlemiseks • Ekraan on kergesti vigastatav. • Välisfaktorid võivad ekraani funktsionaalsust segama hakata.

11. Infrapuna(Infrared) ekraanid • Infrapunakiirte kasutamisel põhineva puuteekraani servades on vastakuti optoelektroonilised kiirgusallikad ja kiirgusvastuvõtjad: ekraani vasakus servas infrapunast kiirt väljastavate valgusdioodide rida ning parempoolses servas vastav arv fotodioode; samasugused read paiknevad ka ekraani alumises ja ülemises servas. • Nii moodustub ristuvate infrapunakiirte nähtamatu võrk. Kui ekraani sõrme või mõne esemega puudutada, tõkestab puutekoht mõne horisontaalse ja vertikaalse kiire edasipääsu fotodioodini, nii et nende kiirgusvastuvõtjate väljundsignaal väheneb järsult. Nõrgenenud signaalipingega fotodioodide järgi määrabki kontroller puutepunkti koordinaadid. • Ei talu mustust

12. Tensomeetrilised puuteekraanid • Reageerivad ekraani deformeerimise peale. Selliste ekraanide täpsus on madal. Kasutusala: pangaautomaadid, piletiautomaadid ja muud seaded, mis on paigaldatud välja.

13. Induktsioonilised puuteekraanid • Need ekraanid reageerivad ainult spetsiaalse pliiatsi peale. • Kasutatakse kui on vaja reaktsioon ainult pliiatsiga (aga mitte käega) vajutuse peale

14. Plussid/miinused mobiilsed seadmed • Plussid • Lihtne kasutajakeskkond • Miinused • Üldiselt peab kasutama kahte kätt (ühe käega hoiad seadet, teisega vajutad ekraani) või laiendada ekraanil olevaid nuppe, mille tõttu aga väheneb nähtava informatsiooni osa • Kõrge energiatarbimine • Ekraani läheb kiiresti mustaks • Ekraan võib lihtsalt katki minna

15. Plussid/miinused statsionaarseadmetes • Plussid • Suur turvalisus • Tolm ei sattu sisse, nagu nuppude vahele • Lihtne kasutajakeskkond • Miinused • Kui tegemist on vertikaalse ekraaniga, peab kasutaja kogu aeg hoidma käsi õhus, mis ei ole eriti mugav. Sellest järeldub, et vertikaalsed ekraanid sobivad ainult episoodiliseks kasutamiseks. • Kui tegemist on horisontaalse ekraaniga siis jäävad käed vaateväljale ette • Mustuse teke