На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


реферат Сенсорные экраны

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 21.06.2012. Сдан: 2011. Страниц: 6. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Федеральное агентство по образованию Российской Федерации 
Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования 
«Южно-Уральский государственный университет»
Факультет «Механико-технологический»
Кафедра «Машины и технологии обработки металлов давлением»
Сенсорные экраны 
 
по дисциплине "Информатика"

                   
                   
                   
                   
                   
                   
                   
                  Проверил, (доцент)
                  _______________ /Сагодеева М.И./
                  _______________ 20__ г. 
                  Автор работы
                  студент группы  МТ-160
                  _______________ /Лимонов А. А./
                  _______________ 20__ г. 
                  Реферат защищен 
                  с оценкой (прописью, цифрой)
                  _____________________
                  _______________ 20__ г.
 

 

Аннотация
                Лимонов А. А.
                Сенсорные экраны МТ-160
       Цель  реферата - рассказать о сенсорных  экранах, их строении и области их применения.
       Задачи  реферата - получить и обобщить знания о сенсорных экранах, их видах  и области их применения.
       В реферате рассмотрены основные виды сенсорных экранах, рассказано об их основных достоинствах и недостатках , рассмотрены принципы их работы и их конструкция.
 


Оглавление
    Введение 5
    1 История 6
    2 Достоинства и недостатки 7
    2.1 Достоинства и недостатки в карманных устройствах 7
    2.2 Достоинства и недостатки в стационарных устройствах 7
    3 Виды сенсорных экранов и принципы их работы 9
    3.1 Резистивные сенсорные экраны 9
        3.1.1 Четырехпроводной экран. 9
        3.1.2 Пятипроводной экран 9
    3.2 Матричные сенсорные экраны 11
        3.2.1 Конструкция и принцип работы 11
        3.2.2 Особенности 11
    3.3 Емкостные сенсорные экраны 11
        3.3.1 Конструкция и принцип работы 11
    3.4 Проекционно-емкостные сенсорные экраны 12
        3.4.1 Конструкция и принцип работы 12
        3.4.2 Особенности 12
    3.5 Сенсорные экраны на поверхностно-акустических волнах 13
        3.5.1 Конструкция и принцип работы 13
        3.5.2 Особенности 14
    3.6 Инфракрасные сенсорные экраны 15
        3.6.1 Принцип работы 15
        3.6.2 Особенности 15
    3.7 Оптические сенсорные экраны 15
        3.7.1 Строение 15
        3.7.2 Особенности 16
    3.8 Тензометрические сенсорные экраны 16
    3.9 Сенсорные экраны DST 16
    3.10 Индукционные сенсорные экраны 17
    4 Сводная таблица 18 

 


    Введение
       Сенсорный экран – это устройство ввода  и вывода информации посредством  чувствительного к нажатиям и  жестам дисплея. Как известно, экраны современных устройств не только выводят изображение, но и позволяют  взаимодействовать с устройством. Изначально для подобного взаимодействия использовались всем знакомые кнопки, потом появился не менее известный  манипулятор «мышь», существенно  упростивший манипуляции с информацией  на дисплее компьютера. Однако «мышь» для работы требует горизонтальной поверхности и для мобильных  устройств не очень подходит. Вот  тут на помощь приходит дополнение к обычному экрану – Touch Screen, который  так же известен под названиями Touch Panel, сенсорная панель, сенсорная  пленка. То есть, по сути, сенсорный  элемент экраном не является –  это дополнительное устройство, устанавливаемое  поверх дисплея снаружи, защищающее его и служащее для ввода координат  прикосновения к экрану пальцем  или иным предметом.
       Сегодня сенсорные экраны находят широкое применение в мобильных электронных устройствах. Изначально тачскрин применялся в конструкции карманных персональных компьютеров (КПК, PDA), теперь первенство держат коммуникаторы, мобильные телефоны, плееры и даже фото- и видеокамеры. Однако технология управления пальцем через виртуальные кнопки на экране оказалась настолько удобной, что ею оснащаются почти все платежные терминалы, многие современные банкоматы, электронные справочные киоски и другие устройства, используемые в общественных местах.  

 


    История
       Сенсорный экран изобрели в США в рамках исследований по программированному обучению. Компьютерная система PLATO IV, появившаяся в 1972 году, имела сенсорный экран на сетке ИК-лучей, состоявший из 16?16 блоков. Но даже столь низкая точность позволяла пользователю выбирать ответ, нажимая в нужное место экрана.
        В 1971 году Сэмюэлем Херстом (будущим основателем компании Elographics, ныне Elo TouchSystems) был разработан элограф графический планшет, действовавший по четырёхпроводному резистивному принципу (U.S. Patent 3662105). В 1974 годуон же сумел сделать элограф прозрачным, в 1977 — разработал пятипроводной экран. Объединившись с Siemens, в Elographics сумели сделать выпуклую сенсорную панель, подходившую к кинескопам того времени. На всемирной ярмарке 1982 года Elographics представила телевизор с сенсорным экраном.
       В 1983 году вышел компьютер HP-150 с сенсорным экраном на ИК-сетке. Впрочем, в те времена сенсорные экраны применялись преимущественно в промышленной и медицинской аппаратуре.
       В потребительские устройства (телефоны, КПК и т. д.) сенсорные экраны вошли как замена крохотной клавиатуре, когда появились устройства с большими (во всю переднюю панель) ЖК-экранами. Первая карманная игровая консоль с сенсорным экраном —Nintendo DS, первое массовое устройство, поддерживающее мультитач — 1-1 IPhone 
 
 
 

    Достоинства и недостатки
      Достоинства и недостатки в карманных устройствах
       Достоинства
      Простота интерфейса.
      В аппарате могут сочетаться небольшие размеры и крупный экран.
      Быстрый набор в спокойной обстановке.
      Серьёзно расширяются мультимедийные возможности аппарата.
       Недостатки
      Нет тактильной отдачи — невозможно работать «вслепую», сложно в условиях низкого освещения, а также в условиях тряски. К тому же, невозможен слепой набор текста.
      Приходится либо занимать две руки (одну устройством, вторую пером), либо делать крупные, пригодные для нажатия пальцем элементы интерфейса, нивелируя преимущества большого экрана.
      Высокое энергопотребление.
      Без специальных покрытий отпечатки пальцев могут мешать пользователю.
      Особо тонкие модели экранов даже при незначительном повреждении рискуют быть растресканными или вообще разбитыми.
      Достоинства и недостатки в стационарных устройствах
       В информационных и торговых автоматах, операторских панелях и прочих устройствах, в которых нет активного ввода, сенсорные экраны зарекомендовали себя как очень удобный способ взаимодействия человека с машиной.
       Достоинства:
      Повышенная надёжность.
      Устойчивость к жёстким внешним воздействиям (включая вандализм), пыле- и влагозащищённость.
       Недостатки:
      (Для экранов, реагирующих на пальцы). Нет тактильной отдачи.
      Работая с вертикальным экраном, пользователь вынужден держать руку на весу. Поэтому вертикальные экраны пригодны только для эпизодического использования наподобие банкоматов.
      На горизонтальном экране руки загораживают обзор.
      Даже с острым пером параллакс ограничивает точность позиционирования действий оператора на сенсорных экранах без курсора. В то же время, использование курсора создаёт оператору дополнительные сложности, уменьшая эргономичность.
      Без специальных покрытий отпечатки пальцев могут мешать пользователю.
       Эти недостатки не позволяют использовать только сенсорный экран в устройствах, с которыми человек работает часами. Впрочем, в грамотно спроектированном устройстве сенсорный экран может быть не единственным устройством ввода — например, на рабочем месте кассира сенсорный экран может применяться для быстрого выбора товара, а клавиатура — для ввода цифр.
    Виды  сенсорных экранов  и принципы их работы
       Существует множество разных типов сенсорных экранов, которые работают на разных физических принципах.
      Резистивные сенсорные экраны
        Четырехпроводной  экран.
        Резистивный сенсорный экран состоит  из стеклянной панели и гибкой пластиковой  мембраны. И на панель, и на мембрану нанесено резистивное покрытие. Пространство между стеклом и мембраной  заполнено микроизоляторами, которые  равномерно распределены по активной области экрана и надёжно изолируют  проводящие поверхности. Когда на экран  нажимают, панель и мембрана замыкаются, и контроллер с помощью аналогово-цифрового преобразователя регистрирует изменение сопротивления и преобразует его в координаты прикосновения (X и Y). В общих чертах алгоритм считывания таков:
      На верхний электрод подаётся напряжение +5В, нижний заземляется. Левый с правым соединяются накоротко и проверяется напряжение на них. Это напряжение соответствует Y-координате экрана.
      Аналогично на левый и правый электрод подаётся +5В и «земля», с верхнего и нижнего считывается X-координата.
        Пятипроводной экран
       Пятипроводной экран более надёжен за счёт того, что резистивное покрытие на мембране заменено проводящим (5-проводной экран  продолжает работать даже с прорезанной  мембраной). На заднем стекле нанесено резистивное покрытие с четырьмя электродами по углам.
        Изначально все четыре электрода  заземлены, а мембрана «подтянута»  резистором к +5В. Уровень напряжения на мембране постоянно отслеживается аналогово-цифровым преобразователем. Когда ничто не касается сенсорного экрана, напряжение равно 5 В.
       Как только на экран нажимают, микропроцессор улавливает изменение напряжения мембраны и начинает вычислять координаты касания следующим образом:
      На два правых электрода подаётся напряжение +5В, левые заземляются. Напряжение на экране соответствует X-координате.
      Y-координата считывается подключением к +5В обоих верхних электродов и к «земле» обоих нижних.
      Матричные сенсорные экраны
        Конструкция и принцип работы
       Конструкция аналогична резистивной, но упрощена до предела. На стекло нанесены горизонтальные проводники, на мембрану — вертикальные.
       При прикосновении к экрану проводники соприкасаются. Контроллер определяет, какие проводники замкнулись, и передаёт в микропроцессор соответствующие  координаты
        Особенности
       Имеют очень низкую точность. Элементы интерфейса приходится специально располагать с учётом клеток матричного экрана. Единственное достоинство — простота, дешевизна и неприхотливость. Обычно матричные экраны опрашиваются по строкам (аналогично матрице кнопок); это позволяет наладить мультитач. Постепенно заменяются резистивными.
      Емкостные сенсорные экраны
        Конструкция и принцип работы
       Ёмкостный (или поверхностно-ёмкостный) экран  использует тот факт, что предмет  большой ёмкости проводит переменный ток.
        Ёмкостный сенсорный экран представляет собой стеклянную панель, покрытую прозрачным резистивным материалом (обычно применяется сплав оксида индия и оксида олова). Электроды, расположенные по углам экрана, подают на проводящий слой небольшое переменное напряжение (одинаковое для всех углов). При касании экрана пальцем или другим проводящим предметом появляется утечка тока. При этом чем ближе палец к электроду, тем меньше сопротивление экрана, а значит, сила тока больше. Ток во всех четырёх углах регистрируется датчиками и передаётся в контроллер, вычисляющий координаты точки касания.
       В более ранних моделях ёмкостных  экранов применялся постоянный ток — это упрощало конструкцию, но при плохом контакте пользователя с землёй приводило к сбоям.
       Ёмкостные сенсорные экраны надёжны, порядка 200 млн. нажатий (около 6 с половиной лет нажатий с промежутком в одну секунду), не пропускают жидкости и отлично терпят не проводящие загрязнения. Прозрачность на уровне 90 %. Впрочем, проводящее покрытие всё ещё уязвимо. Поэтому ёмкостные экраны широко применяются в автоматах, установленных в охраняемом помещении. Не реагируют на руку в перчатке.
      Проекционно-емкостные  сенсорные экраны
        Конструкция и принцип работы
       На внутренней стороне экрана нанесена сетка электродов. Электрод вместе с телом человека образует конденсатор; электроника измеряет ёмкость этого конденсатора (подаёт импульс тока и измеряет напряжение).
        Особенности
       Прозрачность  таких экранов до 90 %, температурный диапазон чрезвычайно широк. Очень долговечны (узкое место — сложная электроника, обрабатывающая нажатия). На ПЁCЭ может применяться стекло толщиной вплоть до 18 мм, что приводит к крайней вандалоустойчивости. На непроводящие загрязнения не реагируют, проводящие легко подавляются программными методами. Поэтому проекционно-ёмкостные сенсорные экраны применяются в автоматах, устанавливаемых на улице. Многие модели реагируют на руку в перчатке. В современных моделях конструкторы добились очень высокой точности — правда, вандалоустойчивые исполнения менее точны.
        ПЁСЭ реагируют даже на приближение  руки — порог срабатывания устанавливается программно. Отличают нажатие рукой от нажатия проводящим пером. В некоторых моделях поддерживается мультитач. Поэтому такая технология применяется в тачпадах и мультитач-экранах.
       Стоит заметить, что из-за различий в терминологии часто путают поверхностно- и проекционно-ёмкостные экраны. По классификации, применённой в данной статье, экран iPhone является проекционно-ёмкостным.
      Сенсорные экраны на поверхностно-акустических волнах
        Конструкция и принцип работы
       Экран представляет собой стеклянную панель с пьезоэлектрическими преобразователями (ПЭП), находящимися по углам. По краям панели находятся отражающие и принимающие датчики. Принцип действия такого экрана заключается в следующем. Специальный контроллер формирует высокочастотный электрический сигнал и посылает его на ПЭП. ПЭП преобразует этот сигнал в ПАВ, а отражающие датчики его соответственно отражают. Эти отражённые волны принимаются соответствующими датчиками и посылаются на ПЭП. ПЭП, в свою очередь принимают отражённые волны и преобразовывают их в электрический сигнал, который затем анализируется с помощью контроллера. При касании экрана пальцем часть энергии акустических волн поглощается. Приёмники фиксируют это изменение, а микроконтроллер вычисляет положение точки касания. Реагирует на касание предметом, способным поглотить волну (палец, рука в перчатке, пористая резина).
        Особенности
        Главным достоинством экрана на поверхностных акустических волнах (ПАВ) является возможность отслеживать не только координаты точки, но и силу нажатия (здесь, скорее, способность точно определять радиус или область нажатия), благодаря тому, что степень поглощения акустических волн зависит от величины давления в точке касания (экран не прогибается под нажатием пальца и не деформируется, поэтому сила нажатия не влечет за собой качественных изменений в обработке контроллером данных о координатах воздействия, который фиксирует только область, перекрывающую путь акустических импульсов). Данное устройство имеет очень высокую прозрачность, так как свет от отображающего прибора проходит через стекло, не содержащее резистивных или проводящих покрытий. В некоторых случаях для борьбы с бликами стекло вообще не используется, а излучатели, приёмники и отражатели крепятся непосредственно к экрану отображающего устройства. Несмотря на сложность конструкции, эти экраны довольно долговечны. По заявлению, например, американской компании Tyco Electronics и тайваньской фирмы GeneralTouch, они выдерживают до 50 млн. касаний в одной точке, что превышает ресурс 5-проводного резистивного экрана. Экраны на ПАВ применяются в основном в игровых автоматах, в охраняемых справочных системах и образовательных учреждениях. Как правило, экраны ПАВ различают на обычные — толщиной 3 мм, и вандалостойкие — 6 мм. Последние выдерживают удар кулаком среднего мужчины или падение металлического шара весом 0.5 кг с высоты 1.3 метра (по данным Elo Touch Systems). На рынке предлагаются варианты подключения к компьютеру как через интерфейс RS232, так и через интерфейс USB. На данный момент большей популярностью пользуются контроллеры к сенсорным экранам ПАВ, поддерживающие и тот, и другой тип подключения — combo (данные Elo Touch Systems).
       Главным недостатком экрана на ПАВ являются сбои в работе при наличии вибрации или при воздействии акустическими шумами, а также при загрязнении экрана. Любой посторонний предмет, размещённый на экране (например, жевательная резинка), полностью блокирует его работу. Кроме того, данная технология требует касания предметом, который обязательно поглощает акустические волны, — то есть, например, пластиковая банковская карточка в данном случае неприменима.
       Точность  этих экранов выше, чем матричных, но ниже, чем традиционных ёмкостных. Для рисования и ввода текста они, как правило, не используются.
      Инфракрасные  сенсорные экраны
        Принцип работы
       Принцип работы инфракрасной сенсорной панели прост — сетка, сформированная горизонтальными и вертикальными инфракрасными лучами, прерывается при касании к монитору любым предметом. Контроллер определяет место, в котором луч был прерван.
        Особенности
       Инфракрасные сенсорные экраны боятся загрязнений и поэтому применяются там, где важно качество изображения. Из-за простоты и ремонтопригодности схема популярна у военных. Данный тип экрана применяется в мобильных телефонах компании Neonode.
      Оптические сенсорные экраны
        Строение
       Стеклянная  панель снабжена инфракрасной подсветкой. На границе «стекло-воздух» получается полное внутреннее отражение, на границе «стекло — посторонний предмет» свет рассеивается. Остаётся заснять картину рассеяния, для этого существуют две технологии:
      В проекционных экранах рядом с проектором ставится камера. Так устроен, например, Microsoft Surface.
      Либо светочувствительным делают дополнительный четвёртый субпиксель ЖК-экрана.
        Особенности
       Позволяют отличить нажатия рукой от нажатий какими-либо предметами, есть мультитач. Возможны большие сенсорные поверхности, вплоть до классной доски.
      Тензометрические  сенсорные экраны
       Реагируют на деформацию экрана. Точность тензометрических экранов невелика, зато они отлично выдерживают вандализм. Применение аналогично проекционно-ёмкостным: банкоматы, билетные автоматы и прочие устройства, расположенные на улице.
      Сенсорные экраны DST
       Сенсорный экран DST (Dispersive Signal Technology) реагирует на деформацию стекла. Возможно нажатие на экран рукой или любым предметом. Отличительной особенностью является высокая скорость реакции и возможность работы в условиях сильного загрязнения экрана.
      Индукционные  сенсорные экраны
       Индукционный  сенсорный экран — это графический планшет со встроенным экраном. Такие экраны реагируют только на специальное перо.
       Применяются, когда требуется реакция именно на нажатия пером (а не рукой): художественные планшеты класса high-end, некоторые модели планшетных ПК.
    Сводная таблица
  Матр. 4-пров. 5-пров. Ёмк. Пр-ёмк. ПАВ Ик-сетка Опт Тензо
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.