Nguyên lý của màn hình điện dung
Có hai loại màn hình cảm ứng điện dung: màn hình cảm ứng điện dung bề mặt và màn hình cảm ứng điện dung hình chiếu.
Màn hình cảm ứng điện dung bề mặt
Màn hình cảm ứng điện dung bề mặt thường được sử dụng có nguyên lý hoạt động đơn giản, giá thành rẻ và thiết kế mạch đơn giản nhưng cảm ứng đa điểm rất khó thực hiện.
Màn hình cảm ứng điện dung chiếu
Màn hình cảm ứng điện dung chiếu có chức năng cảm ứng nhiều ngón tay.Cả hai màn hình cảm ứng điện dung này đều có ưu điểm là khả năng truyền sáng cao, tốc độ phản hồi nhanh, tuổi thọ cao.Nhược điểm là: với sự thay đổi của nhiệt độ và độ ẩm, giá trị điện dung sẽ thay đổi dẫn đến làm việc kém ổn định và thường có hiện tượng trôi.Màn hình cần được hiệu chỉnh thường xuyên và không thể đeo găng tay thông thường để định vị bằng cảm ứng.
Màn hình điện dung chiếu có thể được chia thành hai loại: màn hình tự điện dung và màn hình điện dung lẫn nhau.Màn hình có điện dung tương hỗ phổ biến hơn là một ví dụ.Nội thất bao gồm các điện cực dẫn động và điện cực nhận.Các điện cực dẫn động gửi tín hiệu tần số cao có điện áp thấp đến các điện cực nhận để tạo thành một điện cực ổn định Khi cơ thể người chạm vào màn hình điện dung, do sự tiếp đất của cơ thể người, ngón tay và màn hình điện dung tạo thành một điện dung tương đương, và tín hiệu cao tần có thể đi vào dây nối đất thông qua điện dung tương đương này, do đó lượng điện tích nhận được ở đầu nhận giảm.Khi ngón tay càng gần đầu truyền, điện tích càng giảm rõ ràng, và cuối cùng điểm chạm được xác định theo cường độ dòng điện mà đầu nhận nhận được.
Các mảng điện cực ngang và dọc được làm bằng ITO trên bề mặt kính.Các điện cực ngang và dọc này tương ứng tạo thành tụ điện với mặt đất.Khi ngón tay chạm vào màn hình điện dung, điện dung của ngón tay sẽ chồng lên điện dung của thân màn hình, làm tăng điện dung của thân màn hình.
Trong quá trình phát hiện cảm ứng, màn hình tự điện dung lần lượt phát hiện các mảng điện cực ngang và dọc, xác định tọa độ ngang và dọc tương ứng theo sự thay đổi của điện dung trước và sau khi chạm, sau đó kết hợp chúng thành một tọa độ cảm ứng mặt phẳng.Phương pháp quét tự điện dung tương đương với việc chiếu các điểm tiếp xúc trên màn hình cảm ứng lên các hướng trục X và trục Y tương ứng, sau đó tính toán các tọa độ theo hướng trục X và trục Y tương ứng, và cuối cùng kết hợp chúng. vào tọa độ của các điểm tiếp xúc.
Nếu đó là một điểm chạm duy nhất, các phép chiếu theo hướng trục X và trục Y là duy nhất và các tọa độ kết hợp cũng là duy nhất.Nếu trên màn hình cảm ứng có hai hình chiếu và hai điểm không cùng phương X hoặc cùng phương Y thì Có hai hình chiếu lần lượt theo phương X và Y thì 4 tọa độ được gộp lại.Rõ ràng, chỉ có hai tọa độ là thực, và hai tọa độ còn lại thường được gọi là "điểm ma".Do đó, màn hình tự điện dung không thể đạt được cảm ứng đa điểm thực sự.
Màn hình điện dung tương hỗ cũng sử dụng ITO để tạo ra các điện cực ngang và điện cực dọc trên bề mặt kính.Sự khác biệt giữa nó và màn hình tự điện dung là một tụ điện sẽ được hình thành tại nơi hai nhóm điện cực giao nhau, tức là hai nhóm điện cực tạo thành hai cực của tụ điện tương ứng.Khi ngón tay chạm vào màn hình điện dung, sự ghép nối giữa hai điện cực gần điểm cảm ứng bị ảnh hưởng, do đó làm thay đổi điện dung giữa hai điện cực.Khi phát hiện ra điện dung lẫn nhau, các điện cực ngang lần lượt gửi tín hiệu kích thích và tất cả các điện cực dọc nhận tín hiệu đồng thời, do đó có thể thu được các giá trị điện dung của tất cả các giao điểm của điện cực ngang và điện cực dọc, nghĩa là điện dung của toàn bộ mặt phẳng hai chiều của màn hình cảm ứng.Theo dữ liệu thay đổi điện dung hai chiều của màn hình cảm ứng, tọa độ của mỗi điểm chạm có thể được tính toán.Do đó, ngay cả khi có nhiều điểm chạm trên màn hình, tọa độ thực của mỗi điểm chạm vẫn có thể được tính toán.
Ưu điểm của màn hình điện dung lẫn nhau là có ít dây nối hơn, đồng thời nó có thể nhận biết và phân biệt sự khác nhau giữa nhiều địa chỉ liên lạc.Màn hình tự điện dung cũng có thể cảm nhận được nhiều địa chỉ liên lạc, nhưng do tín hiệu chính nó mờ nên không thể phân biệt được.Ngoài ra, sơ đồ cảm biến của màn hình điện dung lẫn nhau có ưu điểm là tốc độ cao và tiêu thụ điện năng thấp, vì nó có thể đo tất cả các nút trên đường truyền động cùng một lúc, do đó có thể giảm 50% số chu kỳ thu nhận.Cấu trúc hai điện cực này có chức năng tự che chắn nhiễu bên ngoài, có thể cải thiện độ ổn định của tín hiệu ở một mức công suất nhất định.
Trong mọi trường hợp, vị trí chạm được xác định bằng cách đo sự phân bố các thay đổi tín hiệu giữa các điện cực X và Y, sau đó sử dụng một thuật toán toán học để xử lý các mức tín hiệu đã thay đổi này để xác định tọa độ XY của điểm tiếp xúc.
Nguyên lý của màn hình điện dung
Có hai loại màn hình cảm ứng điện dung: màn hình cảm ứng điện dung bề mặt và màn hình cảm ứng điện dung hình chiếu.
Màn hình cảm ứng điện dung bề mặt
Màn hình cảm ứng điện dung bề mặt thường được sử dụng có nguyên lý hoạt động đơn giản, giá thành rẻ và thiết kế mạch đơn giản nhưng cảm ứng đa điểm rất khó thực hiện.
Màn hình cảm ứng điện dung chiếu
Màn hình cảm ứng điện dung chiếu có chức năng cảm ứng nhiều ngón tay.Cả hai màn hình cảm ứng điện dung này đều có ưu điểm là khả năng truyền sáng cao, tốc độ phản hồi nhanh, tuổi thọ cao.Nhược điểm là: với sự thay đổi của nhiệt độ và độ ẩm, giá trị điện dung sẽ thay đổi dẫn đến làm việc kém ổn định và thường có hiện tượng trôi.Màn hình cần được hiệu chỉnh thường xuyên và không thể đeo găng tay thông thường để định vị bằng cảm ứng.
Màn hình điện dung chiếu có thể được chia thành hai loại: màn hình tự điện dung và màn hình điện dung lẫn nhau.Màn hình có điện dung tương hỗ phổ biến hơn là một ví dụ.Nội thất bao gồm các điện cực dẫn động và điện cực nhận.Các điện cực dẫn động gửi tín hiệu tần số cao có điện áp thấp đến các điện cực nhận để tạo thành một điện cực ổn định Khi cơ thể người chạm vào màn hình điện dung, do sự tiếp đất của cơ thể người, ngón tay và màn hình điện dung tạo thành một điện dung tương đương, và tín hiệu cao tần có thể đi vào dây nối đất thông qua điện dung tương đương này, do đó lượng điện tích nhận được ở đầu nhận giảm.Khi ngón tay càng gần đầu truyền, điện tích càng giảm rõ ràng, và cuối cùng điểm chạm được xác định theo cường độ dòng điện mà đầu nhận nhận được.
Các mảng điện cực ngang và dọc được làm bằng ITO trên bề mặt kính.Các điện cực ngang và dọc này tương ứng tạo thành tụ điện với mặt đất.Khi ngón tay chạm vào màn hình điện dung, điện dung của ngón tay sẽ chồng lên điện dung của thân màn hình, làm tăng điện dung của thân màn hình.
Trong quá trình phát hiện cảm ứng, màn hình tự điện dung lần lượt phát hiện các mảng điện cực ngang và dọc, xác định tọa độ ngang và dọc tương ứng theo sự thay đổi của điện dung trước và sau khi chạm, sau đó kết hợp chúng thành một tọa độ cảm ứng mặt phẳng.Phương pháp quét tự điện dung tương đương với việc chiếu các điểm tiếp xúc trên màn hình cảm ứng lên các hướng trục X và trục Y tương ứng, sau đó tính toán các tọa độ theo hướng trục X và trục Y tương ứng, và cuối cùng kết hợp chúng. vào tọa độ của các điểm tiếp xúc.
Nếu đó là một điểm chạm duy nhất, các phép chiếu theo hướng trục X và trục Y là duy nhất và các tọa độ kết hợp cũng là duy nhất.Nếu trên màn hình cảm ứng có hai hình chiếu và hai điểm không cùng phương X hoặc cùng phương Y thì Có hai hình chiếu lần lượt theo phương X và Y thì 4 tọa độ được gộp lại.Rõ ràng, chỉ có hai tọa độ là thực, và hai tọa độ còn lại thường được gọi là "điểm ma".Do đó, màn hình tự điện dung không thể đạt được cảm ứng đa điểm thực sự.
Màn hình điện dung tương hỗ cũng sử dụng ITO để tạo ra các điện cực ngang và điện cực dọc trên bề mặt kính.Sự khác biệt giữa nó và màn hình tự điện dung là một tụ điện sẽ được hình thành tại nơi hai nhóm điện cực giao nhau, tức là hai nhóm điện cực tạo thành hai cực của tụ điện tương ứng.Khi ngón tay chạm vào màn hình điện dung, sự ghép nối giữa hai điện cực gần điểm cảm ứng bị ảnh hưởng, do đó làm thay đổi điện dung giữa hai điện cực.Khi phát hiện ra điện dung lẫn nhau, các điện cực ngang lần lượt gửi tín hiệu kích thích và tất cả các điện cực dọc nhận tín hiệu đồng thời, do đó có thể thu được các giá trị điện dung của tất cả các giao điểm của điện cực ngang và điện cực dọc, nghĩa là điện dung của toàn bộ mặt phẳng hai chiều của màn hình cảm ứng.Theo dữ liệu thay đổi điện dung hai chiều của màn hình cảm ứng, tọa độ của mỗi điểm chạm có thể được tính toán.Do đó, ngay cả khi có nhiều điểm chạm trên màn hình, tọa độ thực của mỗi điểm chạm vẫn có thể được tính toán.
Ưu điểm của màn hình điện dung lẫn nhau là có ít dây nối hơn, đồng thời nó có thể nhận biết và phân biệt sự khác nhau giữa nhiều địa chỉ liên lạc.Màn hình tự điện dung cũng có thể cảm nhận được nhiều địa chỉ liên lạc, nhưng do tín hiệu chính nó mờ nên không thể phân biệt được.Ngoài ra, sơ đồ cảm biến của màn hình điện dung lẫn nhau có ưu điểm là tốc độ cao và tiêu thụ điện năng thấp, vì nó có thể đo tất cả các nút trên đường truyền động cùng một lúc, do đó có thể giảm 50% số chu kỳ thu nhận.Cấu trúc hai điện cực này có chức năng tự che chắn nhiễu bên ngoài, có thể cải thiện độ ổn định của tín hiệu ở một mức công suất nhất định.
Trong mọi trường hợp, vị trí chạm được xác định bằng cách đo sự phân bố các thay đổi tín hiệu giữa các điện cực X và Y, sau đó sử dụng một thuật toán toán học để xử lý các mức tín hiệu đã thay đổi này để xác định tọa độ XY của điểm tiếp xúc.
