Touch screens1

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Touch screens1

  1. 1. Electrónica : Touch Screens Touch Screen’s Não concordo com o acordo ortográfico “There is no perfect touch technology”20-05-2012 Por : Luís Timóteo 1
  2. 2. Electrónica : Touch Screens História As Touch Screens (Telas sensíveis ao toque) saíram dos laboratórios de pesquisa na segunda metade da década de 1960. Um dos primeiros lugares onde eles ganharam alguma visibilidade foi num terminal de aprendizagem assistida por computador que saiu em 1972 como parte do projecto PLATO. Foram posteriormente tornando-se familiares em sistemas de quiosques, sistemas de ponto de venda, em caixas Multibanco e em PDAs onde uma agulha é às vezes usada para manipular e para inserir dados. A partir de 1983, o HP-150 foi provavelmente o computador mais antigo do mundo, a usar a tecnologia touchscreen de forma comercial. Ele realmente não tinha um ecrã táctil, no sentido estrito, mas um CRT de 9” Sony cercado por transmissores e receptores de infravermelhos que detectavam a posição e presença de qualquer objectoHistória não-transparente na tela. Project for Learning Abroad, Training and Outreach (PLATO) 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 2
  3. 3. Electrónica : Touch Screens HistóriaHistória 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 3
  4. 4. Electrónica : Touch Screens Significado A tela sensível ao toque é um display electrónico que pode detectar a presença e localização de um toque dentro da área de exibição. (A forma de "manipulação directa “). Tecnologia que permite interagir com o que é exibido directamente no ecrã, onde é apresentado, em vez de indirectamente com um rato ou touchpad.Significado Ela permite fazê-lo sem necessidade de qualquer dispositivo intermediário, de novo, tal como uma caneta que necessita de ser mantido na mão. Tais ecrãs (displays) podem ser ligados a computadores ou, como terminais, para redes. 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 4
  5. 5. Electrónica : Touch Screens Significado Touch Screen é uma tela sensível ao toque, ou seja, além de podermos ver o que aparece no monitor do computador ou na tela de algum aparelho, podemos tocá-la e ela responderá como se estivéssemos tocando nos objectos mostrados nela . É uma tecnologia que integra não só sensores na tela, mas também programas e interfaces específicas para entender o que está acontecendo. Ecrã Táctil (Touch Screen) – É normalmente um monitor de um PC, sensível ao toque (touch) humano, permitindo ao utilizador interagir com o computador, tocando em botões, imagens, palavras, etc. que são mostradas no ecrã. A Tecnologia “Touch Screen” – pode ser usada em alternativa ao “Interface” do utilizador em aplicações que normalmente requerem a utilização do “Rato”, tais com o “Browser” da Internet. Algumas aplicações são desenhadas especificamente para a tecnologia “Touch Screen” tendo uns “icons” maiores e “Links”próprios.Significado Há no mercado monitores com a tecnologia “Touch Screen” incorporada, assim como “Kits” individuais que podem ser adaptados consoante a necessidade e vontade do utilizador em qualquer monitor. 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 5
  6. 6. Electrónica : Touch Screens Composição Kit Telas sensíveis ao toque são muito populares na indústria pesada e em outras situações, tais como exposições em museus ou salas de automação, onde os sistemas de teclado e rato não permitem uma interacção satisfatória e intuitiva, rápida, precisa entre o utilizador e o conteúdo da tela. Componentes principais do sistema “Touch Screen”:  Sensor Touch  Controlador  Software driverComposição 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 6
  7. 7. Electrónica : Touch Screens Composição Sensor Touch Um sensor de Touch (toque) é um painel de película transparente com uma superfície de toque sensível que é colocada sobre a tela para que a área sensível do painel cubra tolda a área visível da tela.Composição O sensor tem geralmente uma corrente eléctrica ou sinal que vai através dela e do toque da tela, provoca uma mudança da tensão ou do sinal. Esta mudança de tensão é utilizada para determinar a localização do toque na tela. 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 7
  8. 8. Electrónica : Touch Screens Composição Controlador O controlador é uma pequena carta de PC conectada entre o sensor de toque e do PC. Leva a informação do sensor de toque e traduz isso em dados que o PC possa entender. Software Driver O driver é um software que permite que a tela sensível ao toque e computador, trabalhem juntos. Diz ao sistema operacional como interpretar as informaçõesComposição do evento de toque que é enviado a partir do controlador. A maioria dos drivers Touch Screen , são hoje um driver tipo com emulação do rato. Isso faz com que tocar na tela é o mesmo que clicar com o rato no mesmo local na tela. 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 8
  9. 9. Electrónica : Touch Screens Tipos de Tecnologias Touch Screen  Resistiva. Digital Resistiva Analógica Resistiva : 4-8 fios  Multi-touch MARS MTaR In-Cell Resistive  Capacitiva :  Capacitância de superfície.  Capacitância projectada. Multi-touch  Onda acústica (SAW-Surface acoustic wave)  Infravermelhos.  Imagem Óptica.  Tecnologia de dispersão de sinal.Tecnologias  Reconhecimento de impulso acústico.  Força de pressão (Strain gauge). 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 9
  10. 10. Electrónica : Touch Screens Tipos de Tecnologias Touch Screen Actualmente existem vários tipos diferentes de telas touchscreen, cada uma funciona com uma tecnologia diferente. Vamos aqui falar de quatro tipos principais, as telas resistivas, as capacitivas, as de Onda Acústica Superficial e o sistema utilizado pelo Microsoft Surface, que utiliza microcâmaras ao invés de sensores.Tecnologias 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 10
  11. 11. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Digital resistivaResistiva 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 11
  12. 12. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Digital Resistiva A tecnologia Digital resistiva foi usada antes das tecnologias analógicas resistivas, de 4 e 5 fios aparecer, e era usada em automação industrial, máquinas copiadoras, fax, telefones, máquinas de jogos, calculadoras dispensadores de dinheiro e assim por diante.  Por vezes, é referida como um ecrã táctil de matriz X-Y. O revestimento ITO é gravado (ou selectivamente aplicado) para formar as linhas numa camada, e as colunas na camada oposta. Quando montada as linhas e colunas formam uma matriz de comutadores. Cada comutador esta permanente naquele local, funcionando como interruptor discreto e o tamanho não pode ser alterado. A resolução é dependente do número de linhas e colunas.Digital Resistiva As telas de toque digitais são fáceis de interface, com os teclados convencionais de membrana com interruptor e são populares quando as zonas toque de tamanho dum dedo são necessárias. 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 12
  13. 13. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Digital Resistiva O método de "Digital sensing" mais antigo do que o método "analog sensing" ? Superior Sim, foi utilizada nas aplicações que não exigem escrita / desenho. Uma vez que a tecnologia resistivas analógica começou a ser usada nas aplicações que exigem escrita / desenho, tais como PDA, organizador electrónico pessoal, e assim por diante, o mercado mudou da matriz digital para a tecnologia resistiva analógica. As tecnologias resistivas analógicas vieram a ser usadas mesmo para Inferior aplicações tais como automação industrial e automação de escritório para o qual matriz digital foi usada antes. Hoje, tecnologias analógicas resistivas são dominantes na tecnologia resistiva, e a tecnologia de matriz digital resistiva é raramente visto no mercado, excepto com recentes desenvolvimentos em tecnologia “multi-touch “ e tecnologia “In-cell”Digital Resistiva Intercepção As folhas superior e inferior da matriz digital têm revestimentos ITO e eléctrodos que se formam em faixas, de direcções vertical e horizontal, como indicado na figura. A parte superior e inferior são folhas com revestimentos listrados ITO virados um para o outro, cruzando em ângulos rectos. Quando pressionado, as intersecções do revestimentos ITO fazem contacto, e esses pontos são detectados como pontos tocados. Cada intersecção do revestimento ITO funciona como um interruptor independente. 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 13
  14. 14. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Digital Resistiva Estrutura  A tecnologia digital resistiva consiste de duas camadas, cada uma com um revestimento condutor sobre uma superfície dieléctrica interior especial ("isolamento") .Espaçadores são distribuídos uniformemente pela área activa e separando as 2 camadas interiores condutores: revestimento condutor e resistivo.  A pressão, usando o dedo ou a caneta, produz um contacto eléctrico interno no ponto de contacto, que fornece ao controlador, tensões analógicas de revestimento rígido de Protecção informação vertical e horizontal para conversão de dados. Y Matriz –Y (Flex)Digital Resistiva Espaçadores X Matriz -X Base rígido de protecção 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 14
  15. 15. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Digital Resistiva Princípio de Funcionamento  A Tecnologia resistiva Digital funciona através de pressão na superfície do display do LCD, fechando micro-interruptores em cada pixel e usam uma área pré-determinada de toque específico (célula). Vários eléctrodos do eixo Y são aplicados na camada superior, os respectivos eixos X na camada inferior. As Junções dos eléctrodos do eixo X e os eléctrodos eixo Y formam células específicas (áreas de toque) para uso como um botão de entrada. A tecnologia resistiva Digital responde com Sim / Nenhum sinal, como um interruptor, determinando quando os eléctrodos superiores e inferiores estão ligados. Os eléctrodos superiores e inferiores serão ligados por pressão do utilizador naquela área.Digital Resistiva 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 15
  16. 16. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Digital : MediçõesDigital Resistiva 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 16
  17. 17. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Digital : Características A Tecnologia Resistiva Digital, utiliza uma área pré-determinada de toque específica. Vários eléctrodos do eixo X, são especificados na película superior, e os eléctrodos do eixo Y na parte inferior do vidro. Junções dos eléctrodos do eixo X e do eixo Y formam áreas de toque específicas, para uso como um botão de entrada. Digital responde com sinais ON / OFF, como um interruptor, determinando se os eléctrodos superiores e inferiores estão ligados. Quando o utilizador prime na superfície desses eléctrodos, os eléctrodos superiores e inferiores serão ligadosDigital Resistiva por pressão. 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 17
  18. 18. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Digital Resistiva Resistiva Multi Touch Multi-Touch ControllerDigital Resistiva Source:Apex 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 18
  19. 19. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Digital Resistiva Pros e Cos desta tecnologia Não há contactos falsos. Baixo custo. Facilmente adaptável. Pode ser hermeticamente fechada (selada) – NEMA Imune a EMI Baixo consumo  Número limitado de pontos de contacto.  Resolução limitada.  Não suporta entrada de escrita/desenho  A camada superior está sujeita a desgaste e a riscos.Digital Resistiva  matriz digital pode detectar pontos tocados apenas nas intercepções dos revestimentos ITO. Novas tecnologias MTaR – True Multi-Touch on analog Resistive (Haptyc ). Digital Resistive multi-touch (Statun). MARS - Analog Resistive Multi-Touch (Touch In-Cell Digital Resistive (UAO). International’s). 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 19
  20. 20. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen RESISTIVA AnalógicaResistiva Analógica 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 20
  21. 21. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Analógica Existem dois tipos de tecnologia resistiva de tela de toque:  Digital  e analógica - Seguidamente iremos falar sobre a tecnologia analógica resistiva. O ecrã táctil analógico resistivo era inicialmente uma construção usada em computadores com reconhecimento de toque através de Pen, ou quando era necessária uma maior resolução do que a conseguida com a opção resistiva Digital. A Resolução da tela de toque analógico resistivo é limitada apenas pelo painel por detrás da tela sensível ao toque e pode facilmente chegar a 1400 dpi ou melhor. Além disso, você só precisa de um conector de 4 ouResistiva Analógica 5 pinos enquanto que a tecnologia digital requer um pino para cada linha e cada coluna. A camada de membrana analógica integra os eixos X ou Y, e a camada estática o eixo oposto. Ambos os eixos devem permanecer perfeitamente lineares. Como existe uma camada de membrana flexível existe uma possibilidade de fractura do ITO (revestimento condutor), especialmente ao longo do borda da área transparente, conduzindo a perdas e necessidades de calibração. no entanto a maioria dos fabricantes garante pelo menos 1 milhão de accionamentos em qualquer área de toque dado, no entanto a tecnologia tem evoluído e actualmente já se tem multi-touch com esta tecnologia… 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 21
  22. 22. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Analógica Painel de Vidro Camada Resistiva (Fixa) Camada Resistiva Separador Camada Condutora Separador (Flexível) Película anti-risco Camada Condutora A pressão do toque faz com que haja contacto eléctrico entre a camadaResistiva Analógica resistiva e camada condutora e detecta as coordenadas X,Y. É o tipo mais comum de tecnologia de tela sensível ao toque. É uma solução de baixo custo, e encontra-se em muitas telas tácteis, incluindo computadores portáteis, PDAs, aparelhos electrónicos, e aplicações em pontos de venda de aplicações. É popular devido ao seu preço relativamente baixo (em tamanhos menores de tela), e capacidade de usar uma variedade de objectos de entrada (dedos, luvas, rígidos, e caneta macia etc.). 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 22
  23. 23. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Analógica Estrutura O Painel Táctil Resistivo, é constituído por uma camada fina metálica electricamente condutora e outra camada de material resistivo, isoladas por espaçadores. Quando pressionada a camada resistiva, esta altera a corrente eléctrica da matriz X- Y que é depois interpretada como um ponto pelo controlador de processamento. Os painéis “Touch Screen” resistivos, são geralmente mais baratos, mas apresentam somente 75% de brilho e as camadas podem ser danificadas por objectos afiados e finos. Os Painéis “Touch Screen” resistivos 1- Película de Polyester (PET). não são afectados pelos elementos exteriores tais 2- Camada resistiva posterior. como o pó ou a água. 3- Camadas de material condutor ITO (TransparentResistiva Analógica Camada exterior Metal Coating) Rija e maleável 4- Camada resistiva interior. 5- espaçadores de isolamento (Insulating Dots). Camada condutora 6- Subtracto Vidro/Acrílico. 7- O “toque” na camada exterior causa o contacto Separador entre a camada resistiva (2) e a camada resistiva (4) produzindo uma comutação do Camada Resistiva circuito para a área activada. 8- O controlador “touchscreen” detecta a variação Vidro de voltagem entre as duas camadas na área activada (7) e converte-as em coordenada X-Y CRT da área activada. 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 23
  24. 24. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Analógica Camada inferior é um painel de vidro ou acrílico , revestido com camadas electricamente condutoras e resistivas feitas com óxido de índio e estanho (ITO). Uma segunda camada fina revestida de ITO está separada por espaçadores microdot – não havendo nenhum contacto entre elas quando a tela não é tocada. Na parte exterior , é usada uma película de Polyetileno Tereftalato (PET) comResistiva Analógica revestimento resistivo ITO. Quando a pressão é aplicada na tela, as camadas de ITO irão fazer contacto no ponto de toque e fechando como um comutador 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 24
  25. 25. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Analógica  Estrutura  Laminação; Tipo Film to Film . Tipo Film to Glass. Tipo Film to Film to Plastic.Resistiva Analógica 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 25
  26. 26. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Analógica  Estrutura -LaminaçãoResistiva Analógica 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 26
  27. 27. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Analógica –Estrutura: Funcionamento Pen Stylus Película exterior (polyester) X+ X+ ITO X- Y+ Y- Posição X ADC 5V GND X- Y+ Posição Y 5V GND ADCResistiva Analógica ITO Y- Isolante Vidro/Polyester 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 27
  28. 28. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Analógica – Funcionamento Vref R1 R2 Y2 Vy = Vref ------------ Vref R1 + R2 R2 X1 X2 Voltagem Revestimento Resistivo Y1 (ITO)Resistiva Analógica Bus bar Posição na camada Uma diferença de potencial é criada quando um lado da camada da tela está ligado a Vref e outro lado a GND. A tensão em qualquer ponto desta camada torna-se directamente proporcional à distância do lado Vref. 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 28
  29. 29. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Analógica – Funcionamento Eixo - X Voltagem gradiente Aplicada na Voltagem Película Exterior gradiente Aplicada no Vidro Circuito EquivalenteResistiva Analógica Voltagem medida na Película exterior Bus Voltagem medida no Vidro Eixo - Y Source: Elo TouchSystems 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 29
  30. 30. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Polyester Resistiva Analógica – 4 Fios Revest. ITO Espaçador A tela táctil de 4 fios consiste de uma camada inferior condutora de vidro ou película e de uma camada de Revest. ITO Vidro(FG) película condutora superior, separados por pontos Polyester(PL) PL: Adesivo óptico espaçadores transparentes extremamente pequenos. transparente (OCA) PL: Vidro/Plástico Objecto de Contacto Uma voltagem é aplicada em toda a superfície condutora. Qualquer tipo de contacto, incluindo dedos, os dedos enluvados, cartões de crédito, canetas, etc, podem ser utilizados para aplicar a pressão contra a película exterior do ecrã para activar o contacto.Resistiva Analógica Quando a pressão de toque aplicado à camada superior, é suficiente, a película flexiona para dentro e faz contacto com a camada inferior, resultando uma queda de tensão. Esta mudança na tensão é detectada pelo controlador. A troca do sinal de tensão entre a camada superior e inferior, resultante do toque do utilizador, permite calcular as coordenadas X e Y . 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 30
  31. 31. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Analógica – 4 Fios Diagramas Película flexível Camada condutora BUS eléctrico Espaçadores Fita Adesiva BUS eléctrico Camada condutora VidroResistiva Analógica Ponto de Contacto Película exterior com revestimento condutor Eléctrodo condutor (Vertical) Ligação ao Controlador Camada Inferior de 4 Fios (Vidro/Plástico) 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 31
  32. 32. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Analógica – 4 Fios Com Toque Y X Sem toque V Drive Y+ Y+ Y+ Ler Y+ V Y+ V Drive X- X+ X- X+ X- X+ Ler X+ V X+Resistiva Analógica Y- Y- Y- VX  VY  Y  Altura da Tela X  Largura da Tela VDrive VDrive 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 32
  33. 33. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Analógica – 4 Fios X+ X- Y+ Y- Posição X 5V GND ADC Posição Y ADC 5V GND Detecção: y Detecção: x ADC +5V X+ X+ ITO +5V ADC ITO Y+ Y+ X-Resistiva Analógica X- ITO ITO Y- Y- 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 33
  34. 34. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Eixo - Y Resistiva Analógica – 4 Fios +5V Eixo - X  Para obter o "Y“ do toque o controlador posicionado: PIN1  Para obter o "X" da a +5V e PIN3 a GND (0V). posição de toque, o controlador define  PIN2 não está ligado. PIN4 a +5 V e PIN2 para GND (0V).  O controlador usa para PIN4 para ler a tensão onde a  PIN1 fica desligado. camada superior toca a inferior.  O controlador usa Sensor PIN3 para ler a  Novamente, o controlador GND tensão onde converte a tensão DATA (dados) a camada superior e envia-os para o processador toca a camada central inferior.  Novamente,Resistiva Analógica o controlador converte a tensão DATA (dados) e envia-os para o processador central 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 34
  35. 35. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Analógica – 4 Fios  A principal desvantagem da tecnologia de quatro fios, é que um eixo de coordenadas (geralmente o eixo Y), utiliza a camada exterior, flexível, tal como um gradiente de voltagem uniforme. A flexão constante que ocorre nesta película com o uso, acabará por causar fissuras microscópicas no revestimento de ITO, e alterar as suas características eléctricas (resistência), e a linearidade degradando e precisão deste eixo.  precisão pode derivar devido a alterações ambientais. A película exterior de poliéster expande-se e contrai-se com as mudanças de temperatura e humidade, causando desse modo, a longo prazo, a degradação dos revestimentos, bem como uma deriva no local de toque.  Apesar de todos estes inconvenientes podem ser insignificantes em tamanhos de telasResistiva Analógica menores, eles se tornam cada vez mais evidentes quanto maior for a tela. Portanto, as telas de 4 fios, são normalmente recomendas em aplicações com um tamanho de displays de 6, ou 4 "ou menor.?  O custo relativamente baixo, e baixo consumo de energia, e disponibilidade comum de controladores de chipset com suporte de sistemas operativos, faz destas telas sensíveis de quatro fios, ideal para dispositivos portáteis, como PDAs, computadores portáteis e outros dispositivos de consumo 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 35
  36. 36. Electrónica : Touch Screens Pen Stylus Tecnologias Touch Screen Película exterior Resistiva Analógica 8 Fios (polyester) Estrutura  A versão de touchscreens resistivas X+ de 8 fios são uma variação da X+ sense construção de 4-fios. A principal X- sense ITO diferença é a adição de quatro pontos de detecção, que são usados ​para Y+ sense X- estabilizar o sistema e reduzir a Y+ deriva causada por alterações ambientais. Os sistemas de 8-fios, ITO são geralmente usados em telas de tamanhos de 10,4 "ou maior em queResistiva Analógica os desvios podem ser mais significativos. Y- Y-sense  Embora os quatro pontos de detecção agregados ajude a estabilizar o sistema contra a deriva, não melhor a expectativa de vida ou a durabilidade da Isolante Vidro/Polyester tela exterior. Pelo que são pouco recomendados em touchscreen 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 36
  37. 37. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Analógica – 8 Fios Com Toque Sem toque Y X V Drive Y+ Y+ Ler X- Sense Y+ Sense Y+ Sense Ler Y+ Sense X- Sense V Drive X- X+ X- X+ Ler X+ Ler X+ Sense X+ Sense SenseResistiva Analógica Y- Sense Ler Y- Sense Y- Y-  VX   VYmin   VY   VXmin   V   V    VYmin   Xmax  VXmin   Largura da Tela Y   Ymax   Altura da Tela X VDrive VDrive 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 37
  38. 38. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Analógica – 8 Fios Detecção: Y Detecção: X +5V ADC X+ Y+Sense X+ X+Sense ITO +5V ADC ITO Y+ Y+ X- X- ITOResistiva Analógica ITO Y- Y- 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 38
  39. 39. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Analógica – 5 Fios  A construção destas telas tácteis, é semelhante á tecnologia de 4 fios, mas para um ecrã táctil de 5-fios todas as quatro barras colectoras estão ligadas à parte inferior, a camada não-flexível da tela. A camada flexível (superior) é sempre usada como uma camada sensora para ler o ponto de ligação com a camada inferior.  utiliza um painel de vidro com um revestimento resistivo uniforme. Uma fina película de poliéster está firmemente suspensa sobre o substrato de vidro, separados por pequenos pontos isolantes transparentes. A película deResistiva Analógica Polyester exterior tem um revestimento duro e durável no lado exterior e um revestimento condutor no lado interior.  Porque a camada da película condutora superior é apenas usada como um sensor, a sua consistência física ao longo do tempo é menos importante do que nas construções de 4 - ou 8-fios, permitindo assim que um número significativamente maior de accionamentos, isto é, 35 milhões de toques. 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 39
  40. 40. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Analógica – 5 Fios Circuito Equivalente Eixo - X Voltagem gradiente Aplicada no Vidro Voltagem gradiente O ponto de contacto Aplicada no VidroResistiva Analógica na Película Exterior é uma sonda de tensão. O ponto de contacto na Película Exterior é uma sonda de tensão. padrão de linearização Eixo - X 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 40
  41. 41. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Analógica – 5 Fios Detecção: X Detecção: Y ADC Y ITO Y+ X ADC X+ ITO X ITO X+Resistiva Analógica ITO X- +5V Y- X- padrão de linearização 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 41
  42. 42. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Analógica – 5 Fios Diagramas Película flexível Camada condutora BUS eléctrico Espaçadores Fita Adesiva BUS eléctrico Camada condutora VidroResistiva Analógica 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 42
  43. 43. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Analógica – 5 Fios  Como vimos, as touchsreens de quatro e oito fios, apesar de terem um design simples e elegante, têm uma grande desvantagem em termos de durabilidade , devido ao facto da película flexível exterior ser usada para determinar um dos eixos.  A experiência de uso, demonstra que o outro eixo raramente falha. Será possível construir um ecrã táctil onde todos os sensores de posição estejam estáveis sobre uma camada de vidro? A película exterior serviria apenas como uma sonda de tensão para X e Y. As micro- fissuras na película exterior devido á flexibilidade, poderiam ocorrer, mas elas não causam mais não-linearidades. A simples barra BUS não é suficiente e um padrão de linearização mais complexa sobre as bordas é necessária.Resistiva Analógica  Assim, um ecrã táctil de cinco fios usa a camada de fundo estável, para a medição de ambos os eixos X e Y. A película exterior flexível actua apenas como uma sonda de medição de tensão. Isto significa que o ecrã táctil continua a funcionar correctamente, mesmo sem uniformidade no revestimento condutor da película exterior. O resultado é uma tela sensível ao toque, precisa ,durável e mais fiável do que as montagens de 4 e 8 fios.  Alguns fabricantes usam outras tecnologias de 6 e 7 fios. A de 6, é semelhante á de 5, e a de 7 semelhante á de 8 fios, mas sem melhorias sensíveis em relação quer a uma quer a outra… 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 43
  44. 44. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Analógica – Teoria Single Touch Polyester  Tecnologia resistiva (simples) é barata, ITO tornando-o viável para aplicações de alto volume. Mas uma maior aceitação é Caixa de Ar limitada devido às desvantagens como fraqueza mecânica, poucas opções de Espaçador desenho, a necessidade de um rebordo, a espessura da tela, desempenho óptico pobre, e a necessidade de calibração do utilizador.  4 fios (baixo custo, menor duração) é comum em dispositivos móveis.Resistiva Analógica  5 fios (maior custo, longa vida) é comum em dispositivos estacionários.  Além disso, não detecta multi-touch, opções que são actualmente mais procuradas. Como Resolver o Problema? 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 44
  45. 45. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Analógica – Vantagens/Desvantagens  Custo Efectivo.  Activado por uma caneta, um dedo ou mão enluvada.  Não é afectado por sujeira, poeira, água ou luz, EMI, etc.  Vários fabricantes e fornecedores.  Baixo consumo.Resistiva Analógica  Aprox. 75 - 85% de luminosidade.  Camadas resistivas podem ser danificados por objectos pontiagudos.  Necessita de recalibração periódica. 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 45
  46. 46. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Analógica – Vantagens/DesvantagensResistiva Analógica 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 46
  47. 47. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen RESISTIVA multi-touchResistiva – Multi-touch 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 47
  48. 48. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Multi Touch – Teoria “Single Touch” tem apenas um eixo X e um eixo de y. E se tivéssemos uma matriz de x’s e de y’s? Y2 Y2 Y2 X1 X2 X1 X2 X1 X2 Y1 YY2 1 Y1 Y2 Y2 Y2Resistiva – Multi-touch X1 X1 X2 X1 X2 X2 X1 X2 Y1 Y1 Y1 Y2 Y1 Y2 Y2 X1 X2 X1 X2 X1 X2 Y1 Y1 Y1 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 48
  49. 49. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Multi Touch – Teoria Matriz Multi Touch Y1+ Y2+ Y3+ Camada Resistiva X Vdd+ Camada Resistiva -Y X1- Vdd- Usando o princípio divisor Y2 (Linha) X1+ A B Y2 (Coluna) de tensão, combinado com a escanização de uma matriz resistiva 3x5, X2+ X2 C X2- X2 X1 X1 temos matriz multi-touch. X3+ D X3-Resistiva – Multi-touch Y1 Y1 Y1- Y2- Y3- Essencialmente, temos 15 mini “Touch Sreens" trabalhando juntas. Cada “Touch Screen" pode detectar um toque dentro da sua área e reportar uma 212 posições . 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 49
  50. 50. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Multi Touch – Sistema Multi Touch  Controlador de tela resistiva Multi-Touch da TI: TSC2020  Oferece interface Multi-Touch resistivo com regulares 4 fios. Nenhum hardware extra é necessário! Display TSC2020Resistiva – Multi-touch 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 50
  51. 51. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Multi Touch – Sistema Multi Touch Tipo All Points Addressable (APA) Drive Lines Multi-Touch Controller Sense Lines Computador CentralResistiva – Multi-touch Sensor Linhas de Intercepção Source:Wintek 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 51
  52. 52. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Multi Touch – (MARS) Multi-Touch Analog Resistive Sensor Estrutura é a mais recente adição à tecnologia resistiva Camada superior de Polyester Aba Superior Aba inferiorResistiva – Multi-touch Junta adesiva interior Espaçador Vidro Como a tecnologia resistiva tradicional, em MARS a detecção é por pressão, porém, as coordenadas são verificadas como na capacitiva projectada. 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 52
  53. 53. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Multi Touch – (MARS) Detecção Multi-touch MAR Touch Screen é composta por uma matriz de células com origem no canto superior esquerdo. Entradas de toque múltiplo, são reconhecidas através da detecção de uma entrada de toque em cada célula da matriz. Por exemplo, 70 células são padronizados, em 7 x 10 matrizes. Célula da Matriz (X=0, Y=0) (0, 0) Y(0 1023) 7 Células 7 0 CélulasResistiva – Multi-touch X(0 1023) (0, 7) (X=03FF Y=03FF) 10 Células O Controlador MARS detecta os dados das coordenadas por zonas, e produz todas as coordenadas detectadas ao mesmo tempo com uma resolução 1024 (X) x 1024 (Y). Essas coordenadas são valores absolutos e não dependem das zonas. 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 53
  54. 54. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Multi Touch – (MARS) Detecção Multi-touch (X=0, Y=0) Se existem entradas de toque, como mostrado na figura… Zona (3,1)Coordenadas (348,286 (X=03FF Y=03FF) Zona (3,2) Coordenadas (352,29Resistiva – Multi-touch O controlador MAR detecta e emite as Zona (1,3) Coordenadas (153,449) coordenadas das três zonas coloridas… Em caso de toques múltiplos na mesma célula, o ponto médio é reconhecido. 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 54
  55. 55. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Multi Touch – (MARS) Multi-Touch Analog Resistive Sensor Pros e Cos desta tecnologia  Baixo Consumo de Energia. Multi-touch.  Não afectado por sujeira, água, luz e EMI.  Funciona com dedo de luva, e qualquer dispositivo apontador.  Coordenadas sem desvios e sem recalibração.  “Face" de plástico não é tão durável como outras tecnologias.Resistiva – Multi-touch Baixa transmitância e qualidade óptica geral. Aplicações: Displays Cockpit. Instrumentos médicos. Dispositivos de captura de assinatura. Sistemas Militares de Navegação. 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 55
  56. 56. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Multi Touch – (AMR) Analog & Digital Multi-Touch Resistive AMR também chamada de “hybrid analog-digital” Analógica 4 Fios 10-20 mm Canal digital IP limitado no conceito. Número de pontos de contacto é dependente do controlador (2-10). Dimensões 3”-23”. Fornecedores: eTurboTouch, Mildex, Mutto, EETI, Atouch…Resistiva – Multi-touch Não pode tocar com dois dedos no mesmo quadrado. 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 56
  57. 57. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Multi Touch – (DMR) Analog & Digital Multi-Touch Resistive DMR também chamada de “Digital Matrix Resistive” Número ilimitado de pontos de contacto. Digital Switch Com o objectivo de telemóveis, netbooks, (Aberto/Fechado) 1,5 mm tablets.. Melhor resolução. Número muito maior de conexões do que AMR. Fornecedores:Resistiva – Multi-touch A Stantum tenciona licenciar IP de controladores a fabricantes de IC’s: Sitronix ST Micro Source: Stantum 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 57
  58. 58. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Multi Touch – (DMR) Analog & Digital Multi-Touch ResistiveResistiva – Multi-touch 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 58
  59. 59. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Multi Touch – ( AMR & DMR) Analog & Digital Multi-Touch Resistive Ambos são alternativas á tecnologia Capacitiva Projectada: Conhecida tecnologia resistiva. ITO padronizado (como pro-cap) em vez de ITO contínuo de toque simples. Baixo preço. Mas, ambos têm as deficiências do Standard Resistivo:Resistiva – Multi-touch Baixa durabilidade (superfície superior PET). Transmissibilidade baixa.  Força toque Non-zero. 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 59
  60. 60. • Electrónica : Touch Screens Exact coordinates Tracking 123 Tecnologias Touch Screen Resistiva Multi Touch – Haptyc Multi-Touch Analog Resistive (MTaR) Em 2008 a Haptyc desenvolveu a primeira tecnologia multi-touch proprietária de fluxo em módulos touchscreen analógicos resistivos de 4 , 5 e 8 fios, permitindo também a detecção de alta precisão e o valor da pressão. MTaR envolve hardware e software para adquirir e processar as entradas analógicas fornecidas pelo painel de toque. MTaR é flexível, a inovação está concentrada no controlador de toque, e não introduz custos de aplicação adicionais em comparação com as soluções de toque simples ;Resistiva – Multi-touch ao adoptar MTaR também os custos de integração de são mantidos baixos e mantém também a compatibilidade com qualquer sistema analógico resistivo de painel de toque. MTaR pode ser implementado em módulos analógicos de 4 -, 5 - e 8 fios de toque resistivo de alta precisão multi-touch e detecção valor da pressão do toque, tecnologia também usada em equipamentos de realidade virtual e robótica. 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 60
  61. 61. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Multi Touch – Haptyc Multi-Touch Analog Resistive (MTaR) Controle exacto das Coordenadas Paintbrush na telaResistiva – Multi-touch Compatível com qualquer tela Resistiva sensível ao toque 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 61
  62. 62. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva Multi Touch – Haptyc Multi-Touch Analog Resistive (MTaR) Vantagens: Baixo custo e fácil integração. Tamanho da tela Escalável. Detecção de pressão. 4-5-8 fios. Trabalha com todos os objectos de contacto. Baixo consumo de energia.Resistiva – Multi-touch Imunidade EMI. Compatível operações subaquáticas. Toque multipontos pontos trackink (0,5 mm). Função Ampliar e rodar. Reconhecimento gestual. 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 62
  63. 63. Electrónica : Touch Screens Tecnologias Touch Screen Resistiva iPhone Resistive TouchScreenResistiva – Multi-touch 20-05-2012 Por : Luís Timóteo 63
  64. 64. Electrónica : Touch Screens Dúvidas?20-05-2012 Por : Luís Timóteo 64
  65. 65. Electrónica : Touch Screens Bibliografias http://www.tokyoflash.com/blog/wp-content/uploads/2011/01/animation.gif http://i.msdn.microsoft.com/dynimg/IC368450.png http://www.tekimobile.com/8211/como-funcionam-as-telas-resistivas-e-capacitivas/ www.freewimaxinfo.com http://electronicdesign.com/article/components/please-touch-explore-the-evolving-world-of-touchsc www.imsresearch.com http://en.wikipedia.org/wiki/Touchscreen www.3M.com/touch http://www.dawar.com/touch-screen-tools http://www.touchscreenlcdpro.com/resistive-touch.html http://www.dawar.com/touch-screen-tools http://en.wikipedia.org/wiki/Multi-touch http://www.ewinsonic.com/Touch-Solution-ST.html http://www.trulydisplays.com/.20-05-2012 Por : Luís Timóteo 65

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