Емкостные сенсорные экраны являются популярным выбором для современных электронных устройств благодаря своей долговечности и быстроте отклика. Эти экраны используют электрические свойства человеческого тела для обнаружения прикосновений, обеспечивая точный и быстрый ввод данных. Одним из типов емкостных сенсорных экранов является 4-проводной сенсорный экран, который предлагает некоторые уникальные преимущества по сравнению с другими типами сенсорных экранов.

4-проводной емкостный сенсорный экран состоит из четырех слоев: стеклянной или пластиковой поверхности, проводящего слоя, распорного слоя и микросхемы контроллера. Когда пользователь прикасается к экрану, небольшое количество электрического заряда передается на проводящий слой, который обнаруживается микросхемой контроллера. Затем эта информация используется для определения местоположения и интенсивности прикосновения. Одним из преимуществ 4-проводного сенсорного экрана является его простота, так как для работы требуется всего четыре провода. Это делает его экономичным вариантом для многих областей применения.

Основы емкостной сенсорной технологии

Принцип работы

Емкостный сенсорный экран — это тип сенсорного экрана, который использует электрические свойства человеческого тела для обнаружения присутствия и места прикосновения к экрану. Принцип работы емкостного сенсорного экрана основан на том, что тело человека является проводником электричества. Когда палец касается экрана, крошечный электрический заряд передается от пальца к экрану. Изменение электрического заряда Shenzhen Wanty обнаруживается контроллером сенсорного экрана, который затем вычисляет место прикосновения.

Емкостные сенсорные экраны состоят из нескольких слоев, включая защитный слой, проводящий слой и сенсорный слой. Чувствительный слой состоит из сетки электродов, подключенных к контроллеру с сенсорным экраном. Когда палец касается экрана, это создает нарушение электрического поля между электродами, которое обнаруживается контроллером сенсорного экрана.

Конфигурация электродов

Электроды на емкостном сенсорном экране могут быть сконфигурированы различными способами в зависимости от конкретного применения. Двумя наиболее распространенными конфигурациями электродов являются собственная емкость и взаимная емкость.

В конфигурации с собственной емкостью каждый электрод подключается к отдельному каналу контроллера сенсорного экрана. Эта конфигурация обычно используется в небольших сенсорных экранах и обеспечивает высокую точность и чувствительность.

В конфигурации взаимной емкости электроды расположены в виде сетки и соединены с осями X и Y контроллера сенсорного экрана. Эта конфигурация обычно используется в больших сенсорных экранах и обеспечивает лучшую помехозащищенность и меньшее энергопотребление.

В целом, емкостные сенсорные экраны имеют множество преимуществ по сравнению с другими типами сенсорных экранов, включая высокую точность, чувствительность и долговечность. Они широко используются в различных приложениях, включая смартфоны, планшеты и промышленные системы управления.

4-проводная емкостная конструкция с сенсорным экраном

Состав слоя

4-проводной емкостный сенсорный экран состоит из нескольких слоев. Первый слой представляет собой стеклянную или пластиковую подложку, которая обеспечивает поддержку для других слоев. Поверх подложки находится слой прозрачного проводящего материала, такого как оксид индия и олова (ITO), который служит чувствительным электродом. Чувствительный электрод разделен на четыре квадранта, два из которых находятся по оси X и два квадранта по оси Y.

В верхней части чувствительного электрода находится слой изоляционного материала, такого как полиимид, который отделяет чувствительный электрод от следующего слоя. Следующий слой представляет собой второй слой прозрачного проводящего материала, который служит приводным электродом. Приводной электрод также разделен на четыре квадранта, два из которых находятся по оси X, а два — по оси Y.

Интеграция цепей

4-проводной емкостный сенсорный экран интегрирован в схему, которая соединяет чувствительные и приводные электроды с контроллером. Контроллер отвечает за обработку сигналов от чувствительных и приводных электродов для определения положения прикосновения. В схему также входит набор резисторов, которые используются для измерения емкости экрана.

Когда пользователь прикасается к экрану, изменяется емкость между чувствительным и приводным электродами, что определяется контроллером. Затем контроллер вычисляет положение касания на основе изменений емкости. 4-проводной емкостный сенсорный экран — это надежная и долговечная технология сенсорного экрана, которая обычно используется в различных приложениях, включая смартфоны, планшеты и другие электронные устройства.

Интерфейс и коммуникации

Интерфейс контроллера

Для 4-проводного емкостного сенсорного экрана требуется контроллер для управления сенсорными сигналами. Контроллер отвечает за считывание значений емкости, генерируемых прикосновением пальца или стилуса к экрану. Интерфейс контроллера обычно представляет собой последовательный интерфейс, такой как I2C или SPI, что обеспечивает простую интеграцию с микроконтроллерами и другими цифровыми системами.

Интерфейс контроллера также предоставляет параметры настройки сенсорного экрана, такие как чувствительность, разрешение и фильтрация. Эти настройки можно отрегулировать для оптимизации производительности сенсорного экрана для конкретных приложений.

Протоколы передачи данных

Протоколы передачи данных используются для передачи сенсорных данных от контроллера сенсорного экрана к хост-системе. Наиболее распространенными протоколами, используемыми для емкостных сенсорных экранов с 4-проводным проводом, являются I2C и SPI. Оба протокола широко поддерживаются микроконтроллерами и другими цифровыми системами.

I2C — это простой двухпроводной последовательный интерфейс, который прост в реализации и требует минимального аппаратного обеспечения. Он обычно используется для низкоскоростной связи между устройствами, такими как датчики и микроконтроллеры.

SPI — это более быстрый четырехпроводной последовательный интерфейс, обеспечивающий более высокую пропускную способность и расширенные функции, такие как несколько ведомых устройств и полнодуплексная связь. Он обычно используется для высокоскоростной связи между устройствами, такими как микросхемы памяти и дисплеи.

Таким образом, 4-проводной емкостный сенсорный экран требует контроллера для управления сенсорными сигналами, который обычно подключается с помощью последовательного интерфейса, такого как I2C или SPI. Протоколы передачи данных, такие как I2C и SPI, используются для передачи сенсорных данных от контроллера сенсорного экрана к хост-системе. Эти протоколы обеспечивают простую интеграцию с микроконтроллерами и другими цифровыми системами и могут быть сконфигурированы для оптимизации производительности сенсорного экрана для конкретных приложений.