0:00 / 0:00
Dokunmatik paneller, bir mobil cihazın kalite algısına ve genel kullanılabilirliğine büyük katkı sağlar. Dokunmatik paneller, kullanıcıların mobil bilgisayarları ile etkileşimde bulunmalarının birincil yollarıdır ve navigasyondan veri girişine kadar her şeyi kontrol ederler. Bu nedenle, bu dokunmatik panellerin tepkiselliği, hassasiyeti ve arayüz tasarımı, kullanıcının cihazla olan deneyimini büyük ölçüde etkileyebilir ve cihazın kalitesini ve kullanılabilirliğini algılamalarını etkiler. Sürekli yenilikle birlikte, bu bileşenler yetenek ve karmaşıklık açısından büyümüştür.
Birçok dokunmatik panel üreticisi, yeni teknolojileri araştırmaya ve mevcut olanları geliştirmeye kendini adamıştır. Bu bağlılık, müşterilerin yeni ve yenilikçi uygulama ve ortamlardaki artan ihtiyaçlarını karşılamayı hedeflemektedir.
Dokunmatik Panel Türleri
Tüketici akıllı telefonlarının kitlesel dağıtımından çok önce, kurumsal dijital yardımcıları (EDA'lar) kontrol etmek için dokunmatik panellerin kullanımı popüler hale geldi.
“Dokunmatik paneller”, “dokunmatik ekranlar” veya “dijitizerler” olarak adlandırılan bu bileşenler, fiziksel referans alanındaki bir girdinin konumunu dijital alandaki bir girdiye çeviren sensörler grubunun bir parçasıdır.
Bu sensörler genellikle şeffaf olup, otomobillerden ev termostatlarına kadar artık her yerde bulunan dokunmatik kullanıcı arayüzünü (dokunmatik UI) oluşturmak için LCD ekranlarla entegre edilmiştir. Günümüz ürünlerinde bulunan dokunmatik panel türleri iki gruba ayrılabilir: dirençli ve kapasitif.
1. Dirençli Dokunmatik Paneller
Dirençli dokunmatik algılama teknolojisi nispeten uzun bir süredir mevcuttur. Bu tür dokunmatik panel, yapısının basitliği, dayanıklılığı ve çevresel esnekliği nedeniyle yaygın olarak kullanılır.
Adından da anlaşılacağı gibi, resistif bir dokunmatik panel, dokunmatik panelin fiziksel olarak sıkıştırılmasını dirençteki değişikliklere dönüştürerek pozisyonu algılar.
Resistif Dokunmatik Panellerin Tasarımı ve İşlevselliği
Resistif bir dokunmatik panel, birbirinden hava boşluğuyla ayrılan iki filmden oluşur. Her iki filmin de birbirine bakan elektriksel olarak iletken yüzeyleri vardır.
İletken yüzeylerin her biri bir yönde pozisyonu algılar; örneğin, üst film dikey pozisyonu algılayabilir ve alt film yatay pozisyonu algılayabilir. Dokunmatik panele bir giriş kuvveti uygulandığında, üst film hava boşluğunun ötesinde içeri doğru çöker ve alt iletken yüzeyle fiziksel temas kurar.
Ortaya çıkan elektriksel bağlantı, hem üst hem de alt iletken yüzeyler boyunca direnç değerini değiştirir. Cihazın içindeki bir mikrodenetleyici, bu yeni direnç değerini bir gerilim değişikliği olarak ölçer, bu da yeni bir dikey ve yatay pozisyona karşılık gelir. Üst ve alt iletken yüzeylerin ölçümü, bir kalem gibi girişleri takip etmek için saniyede birçok kez gerçekleşir, böylece kalem dokunmatik panel üzerinde hareket ettikçe izlenebilir.
Dirençli Dokunmatik Panelin Sınırlamaları
Mikro-Çatlama ve Mekanik Aşınma
Bir dirençli dokunmatik panelin elektriksel bir bağlantı oluşturmak için üst filmin fiziksel hareketine dayanması nedeniyle, bu tür bir dokunmatik panel mekanik aşınmaya duyarlıdır. Bu mekanik aşınma, üst filmin her fiziksel hareketinin iletken yüzeyde küçük mikro-çatlaklar oluşturması nedeniyle meydana gelir.
Bu mikroçatlaklar, üst ve alt filmler arasındaki elektrik bağlantısını kesintiye uğratacak kadar büyüdüğünde, dokunmatik panel çalışmayan bölgeler geliştirebilir veya etkinleştirilenden farklı bir konumda yanıt veriyor gibi görünebilir. Bu semptomları gösteren dirençli dokunmatik paneller fiziksel olarak aşınmıştır.
Mikro-Çatlama Bağlılıkları
Bu çatlakların oluşumunun nedenleri ve tarihleri birçok faktöre bağlıdır; şunlar dahil:
- Filmleri sıkıştırmak için kullanılan kuvvet (bazen etkinleştirme kuvveti olarak adlandırılır)
- Sıkıştırma sırasında sıcaklık koşulları
Aşağıda açıklandığı gibi, filmleri sıkıştırmak için kullanılan nesnenin geometrisi (stylus, parmak veya başka bir nesne):
Hızlandırılmış mikro-çatlamanın yaygın bir ana nedeni, dirençli bir dokunmatik paneli etkinleştirmek için tükenmez kalem kullanmaktır.
Sıradan bir tükenmez kalemin ucu, yaklaşık 0,5 mm çapında çelik bir bilyeden oluşur. Bu çelik bilye, plastikten yapılmış ve çapı yaklaşık 1,6 mm olan bir mobil bilgisayar kaleminin ucundan hem daha sert hem de daha küçüktür.
Tükenmez kalem gibi küçük çaplı bir araç kullanıldığında, tipik aktivasyon kuvvetleri (250-450 gram) bile iletken tabakada büyük gerilimlere neden olabilir. Bu yüksek gerilim, mikro çatlakların hızlı oluşumuna yol açar.
Ek zarar, sert çelik bilyenin, dokunmatik panelin nispeten daha yumuşak olan üst filminde de çizikler bırakmasıyla meydana gelir.
Rezistif Dokunmatik Panelin Faydaları
Rezistif dokunmatik panellerin devam eden önemini sağlayan faydalar şunları içerir:
Değişen çevre koşullarına rağmen kullanıcı girişini algılama yetenekleri. Üst filmin fiziksel temas ve sonrasında sıkıştırılması, yanlışlıkla etkinleştirmenin zor olduğu bir sensör oluşturur. Yağmur damlaları, kar veya diğer yağışlar, dokunmatik panelin üst filmini sıkıştıracak kadar kuvvet üretmez; bu nedenle, bu çevresel koşullar çalışmayı etkilemez.
Fiziksel temasa bağımlılık, dokunmatik panelin üst filmi sıkıştırmak için yeterli kuvveti uygulamayı sağlayan her türlü eldiveni giyen kullanıcılar tarafından etkinleştirilmesine olanak tanır.
2. Kapasitif Dokunmatik Paneller
Rezistif dokunmatik paneller tarafından kullanılan kuvvet bazlı etkinleştirme şeması sağlamdır ve çevresel esnekliğe olanak tanır, ancak çoklu dokunmatik girişlere izin vermez. (Projeksiyonlu) kapasitif dokunmatik panel, çoklu dokunma girdilerini mümkün kılmak amacıyla geliştirildi ve sonuç olarak daha sezgisel bir kullanıcı arayüzü oluşturuyor.
Yakınlaştırmak için çimdikleme gibi jest tabanlı girdiler, cihaz etkileşimlerini gerçekleştirmek için gereken adım sayısını azaltır ve kullanıcı arayüzünü basitleştirir. Son kullanıcı için bu basitleştirme, dokunmatik panel donanımı ve kontrol Yazılımı seviyelerinde artan karmaşıklıkla gelir.
Kapasitif Dokunmatik Panellerin Tasarımı ve İşlevselliği
Kapasitif dokunmatik panel, girdi konumunu ölçmek için kapasitans değişikliklerini kullanan temassız bir sensördür. Dokunmatik panel, iki ana alt bileşenden oluşur: sensör ve kapak camı.
Yapısal olarak, sensörün cam veya esnek polimer filmler üzerine inşa edilmesi mümkün olabilir; anlatım amaçlı olarak bu belge sadece film sensörleri kullanan dokunmatik panelleri tanımlar.
Dirençli bir dokunmatik sensör gibi, kapasitif sensör de iki filmden oluşur. Her bir film, girdiği tek bir yönde algılar; ya yatay ya da dikey eksen boyunca. Tek bir yön için, filmin iletken yüzeyi, iletken hücrelerden oluşan bir ızgara deseni oluşturacak şekilde işlenir. Her hücre, sensör yüzeyinin üzerinde bir elektrostatik alan projekte eder.
İnsan parmağı gibi iletken bir nesne projeksiyon elektrostatik alanına getirildiğinde, bir miktar yük kapasatif olarak nesneye aktarılır. Bir mikrodenetleyici, yeni kapasitansı bir gerilim değişikliği olarak ölçer, bu da ardından dokunmatik panelde bir konuma ve nihayetinde ekrana dönüştürülür.
Mikrodenetleyici Entegre Devre ve Ürün Yazılımı
Bu teknik, iletken hücrelerin her birini bağımsız olarak, saniyede birçok kez ölçtüğü için, tüm kapasitif dokunmatik paneller özel bir mikrodenetleyici IC gerektirir. Bu IC tarafından çalıştırılan ürün yazılımı, dokunmatik panel fonksiyonunun birçok ayrıntısını kontrol edebilir. Bu, bir iletken nesnenin bir dokunuş olarak kaydedileceği sensörden uzaklığı (hassasiyet), bir dokunuş olarak kaydedilecek nesnenin büyüklüğünü (çözünürlük) ve konumun güncelleneceği sıklığı içerir. Özgün şekilde ayarlanmış ürün yazılımı ve IC'ler, mobil cihaz işletim sistemi ile farklı şekillerde etkileşime girer; bu nedenle, bu öğelerdeki değişiklikler genellikle işletim sistemi sürücü güncellemelerini gerektirir.
Kapasitif Dokunmatik Panel Sınırlamaları
Kapasitif dokunmatik panellerde önlenmesi en zor arıza modu, noktasal darbelere bağlı hasarlardır. Noktasal darbeler çeşitli şekillerde meydana gelir, ancak en sık olarak cihazın çakıl veya asfalt gibi pürüzlü bir yüzeye düşmesiyle oluşur.
Cihaz yüzüstü düştüğünde, iniş yüzeyindeki küçük çıkıntılar dokunmatik panele temas eder. Bu tür çıkıntıların çok küçük bir temas alanına sahip olması nedeniyle, dokunmatik paneldeki yerel stres, kimyasal olarak güçlendirilmiş camı bile çatlatacak kadar yüksek seviyelere ulaşabilir. Bu tür arızalar cihaz tasarımıyla hafifletilebilir, ancak genel kapasitif dokunmatik panel hasarının başlıca nedenlerinden biri olmaya devam eder.
Kapasitif Dokunmatik Panel Faydaları
Performans Optimizasyonu
Sensör desen tasarımı, kontrolcü IC ve kontrolcü yazılımı, dokunmatik panellerin genel performans özelliklerine katkıda bulunur. Bu faktörler, dokunmatik panelin çeşitli ortamlarda, örneğin yağmur altında veya giriş nesnesinin iletken olmadığı durumlarda (eldivenli bir el) çalışmasına olanak tanıyacak şekilde ayarlanabilir.
Ayarlama, performansın iyileştirilebileceği, ancak her zaman kusursuz hale getirilemeyeceği karmaşık bir optimizasyon problemi sunar. Dokunmatik paneller, esnekliği en üst düzeye çıkarmak için bilinen müşteri ortamlarına özel olarak optimize edilebilir.
Dokunmatik panel tedarikçilerinin devam eden yenilik alanı içinde, yeni ürünler müşterilerine uyum sağlamak için en iyi çözümlerden yararlanacaktır.
Mekanik Dayanıklılık ve Direnç
Sensörün kendisi kapasitif dokunmatik panelin fonksiyonel yönünü sağlarken, kapak camı yapı ve mekanik direnç sunar. Kapak camı genellikle sensörden iki kat daha kalındır; ancak bazı endüstriyel uygulamalarda daha bile kalındır.
Sensör ve kapak camı genellikle optik olarak şeffaf yapıştırıcı (OCA) kullanılarak lamine edilir, bu da sensöre tekdüze mekanik dayanıklılık sağlar. Kapak camının dayanıklılığı, son on yılda “kimyasal olarak güçlendirilmiş” camın tanıtılmasıyla gelişmiştir. Bu tür cam, dokunmatik panelin kırılmadan bükülme yeteneğini artırır ve çizilmeye karşı da dayanıklıdır. Bükülme dayanıklılığı, çeşitli yüksekliklerden düşmelere karşı dayanması gereken bir ürün geliştirirken önemli bir özelliktir.
Düşmeler sırasında, bir ürünün yapısı deformasyona uğrar ve dokunmatik panel bükülür; kimyasal olarak güçlendirilmiş camdan yapılmış dokunmatik paneller, kapak camında çatlak oluşmadan daha büyük miktarda bükülmeye dayanabilir. Ayrıca, kimyasal olarak güçlendirilmiş cam, güçlendirilmemiş cama kıyasla daha büyük bir yüzey sertliğine sahiptir; bu da nispeten daha yüksek düzeyde çizilme direnci sağlar.
Kimyasal olarak güçlendirilmiş cam üreten birçok üretici bulunmaktadır, ancak Corning Gorilla Glass şu anda en dayanıklısı olarak kabul edilmektedir.
Üreticiler, müşterilerinin sesine dayanarak yeni ürünlerde kullanılacak dokunmatik panel türünü seçmeye devam etmektedirler. Mevcut eğilimler, müşterilerin sezgisel kullanıcı arayüzlerine ve çevresel esnekliğe olan ihtiyacını göstermektedir. Bu ihtiyaçlar, kapasitif dokunmatik panelin (suya dayanma ve eldivenle çalışma olanağı sağlayan) mevcut ürün yol haritasına hakim olmasına neden olmuştur. Sonuç olarak, dirençli dokunmatik panellerin entegrasyonu azalırken, düşük karmaşıklıklı kullanıcı arayüzleri kullanan cihazlar için niş bir rol oynamaya devam etmektedirler.
