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Wie kapazitive Touchscreens funktionieren:

Kapazitive Touchscreens wurden fast zehn Jahre vor dem ersten resistiven Touchscreen erfunden. Trotzdem sind die kapazitiven Touchscreens von heute äußerst genau und reagieren sofort, wenn sie leicht mit einem menschlichen Finger berührt werden. Wie funktioniert es?

Im Gegensatz zum resistiven Touchscreen, der auf dem mechanischen Druck des Fingers oder des Stifts beruht, nutzt der kapazitive Touchscreen die Tatsache, dass der menschliche Körper von Natur aus leitfähig ist.

Kapazitive Bildschirme bestehen aus einem transparenten, leitfähigen Material - in der Regel ITO -, das auf Glasmaterial aufgebracht ist. Es ist das Glasmaterial, das Sie mit Ihrem Finger berühren.

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Bildnachweis: Wikipedia

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Oberflächenkapazität

Bei einem oberflächenkapazitiven Aufbau befinden sich an jeder Ecke des Touchscreens vier Elektroden, die über die gesamte leitfähige Schicht einen Spannungspegel aufrechterhalten.

Wenn Ihr leitfähiger Finger mit irgendeinem Teil des Bildschirms in Kontakt kommt, wird ein Stromfluss zwischen diesen Elektroden und Ihrem Finger ausgelöst. Sensoren, die unter dem Bildschirm positioniert sind, erfassen die Spannungsänderung und den Ort dieser Änderung.

Projizierte Kapazität

In einer Vorrichtung, die einen projizierten kapazitiven Aufbau verwendet, werden transparente Elektroden entlang der Schutzglasbeschichtung in einer Matrixformation angeordnet.

Eine Elektrodenzeile (vertikal) hält den Strom konstant, wenn der Bildschirm nicht verwendet wird. Eine weitere Linie (horizontal) wird ausgelöst, wenn Ihr Finger den Bildschirm berührt und der aktuelle Fluss in diesem Bereich des Bildschirms eingeleitet wird.

Die Matrixformation erzeugt ein elektrostatisches Feld, in dem sich die beiden Linien schneiden. Dies ist eine der empfindlichsten Arten von Touchscreens. So können manche Telefone eine Berührung mit dem Finger wahrnehmen, bevor Sie den Bildschirm selbst berühren.

Projizierte kapazitive Technologie ermöglicht es Ihnen auch, den Touchscreen zu verwenden, wenn Sie dünne Handschuhe tragen.

Wie resistive Touchscreens funktionieren

Der resistive Touchscreen war schon immer der am häufigsten verwendete Typ in der Industrieelektronik. Dies liegt vor allem daran, dass sie kostengünstiger herzustellen sind und in schwierigen Umgebungen einfacher zu verwenden sind.

Die Technologie beruht auf Widerstand, dh auf den Druck, der auf den Bildschirm selbst ausgeübt wird.

Diese Art von Touchscreen wird aus zwei sehr dünnen Materialschichten erstellt, die durch einen dünnen Spalt voneinander getrennt sind. Die obere Schicht ist typischerweise eine Art klares Polycarbonat-Material, während die untere Schicht aus einem starren Material besteht. Hersteller verwenden normalerweise PET-Folie und Glas für diese Schichten.

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Bildnachweis: Wikipedia

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Die oberen und unteren Schichten sind mit leitfähigem Material wie Indiumzinnoxid (ITO) ausgekleidet. Die leitenden Seiten jeder Schicht liegen einander gegenüber.

Zum Schluss werden Abstandhalter in den dünnen Spalt zwischen den beiden Schichten platziert, damit sie sich nicht berühren, wenn der Bildschirm nicht verwendet wird.

Das Diagramm oben zeigt eine einfache Anleitung, wie diese Technologie funktioniert.

• 1 Die obere, flexible Polycarbonatschicht
•  2 & 3: Dünne, leitfähige Indiumzinnoxidschichten
•  4: Abstandshalterpunkte zwischen den leitfähigen Schichten
•  5: Die starre Bodenschicht, typischerweise aus Glas
•  6: Sensoren, die Spannungsänderungen erkennen, wenn sich leitfähige Schichten berühren

Wenn Sie Ihren Finger oder einen Stift gegen den Bildschirm drücken, führt dies zu einer Widerstandsänderung (Spannungserhöhung). Die Sensorebene erkennt diese Änderung und der Tablet- oder Mobiltelefonprozessor berechnet die Koordinaten dieser Änderung.

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Die 3 Arten resistiver Touchscreens

Die resistive Touchscreen-Technologie beruht auf Elektroden, die eine gleichmäßige Spannung über den gesamten leitfähigen Bereich legen. Dies liefert einen spezifischen Spannungswert, wenn ein Bereich der zwei Jahre miteinander in Kontakt kommt.

Die Art des resistiven Layouts bestimmt die Haltbarkeit und Empfindlichkeit der gesamten Schaltung.

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4-Draht-Analog:

In einem 4-Draht-Analog-Setup enthalten sowohl die obere als auch die untere Schicht zwei Elektroden, die als "Bushbars" bezeichnet werden.

Diese Elektroden sind senkrecht zueinander ausgerichtet.

Die Elektroden im oberen Blatt sind die positive und negative Y-Achse, während die unteren Elektroden die positive und negative X-Achse sind.

Bei Verwendung dieser Art von elektrischen Koordinaten kann das Mobilgerät die Koordinaten erfassen, an denen die beiden Schichten miteinander in Kontakt gekommen sind.

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5-Draht-Analog:

Ein analoges 5-Draht-Setup besteht aus vier Elektroden, die an jeder Ecke der unteren Schicht angeordnet sind. Es gibt vier Drähte, die diese Elektroden miteinander verbinden.

Der fünfte Draht ist der "Sensordraht", der in die oberste Schicht eingebettet ist.

Wenn Ihr Finger oder Ihr Stift irgendeinen Bereich der beiden Schichten berührt, sendet der Sensordraht die Spannung für die Koordinaten an den Prozessor.

Mit weniger Komponenten und einem einfacheren Design ist die analoge 5-Draht-Schaltung etwas haltbarer als andere Designs.

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8-Draht-Analog

Das empfindlichste resistive Bildschirmdesign ist das der 8-Draht-Sensorschaltung.

Das Layout ähnelt dem 4-Draht-Analog, aber jede der Stabelektroden enthält zwei Drähte. Dies führt etwas Redundanz in die Schaltung ein.

Dies liegt daran, dass selbst wenn eines der Drahtpaare mit der Zeit an Widerstand verliert, der zweite Draht dem Prozessor ein sekundäres Signal liefert.

Dies bedeutet, dass ein teurerer resistiver Touchscreen mit einer 8-Draht-Analogschaltung länger hält. Dadurch werden auch die "Drift" -Probleme älterer Telefone vermieden, wenn versucht wurde, die Position Ihres Fingers oder Stiftes zu ermitteln.

Die Nachteile von resistiven Touchscreens

Resistive Touchscreens erfassen die Position einer Berührung, und Touchscreens der frühen Generation konnten nicht auf Zwei-Finger-Prise- oder Zoom-Aktionen reagieren.

Spätere Generationen sahen jedoch einige Hersteller mobiler Geräte, die neue Algorithmen und andere Tricks einführten, die das Berühren mit zwei Fingern ermöglichten.

Einige andere Einschränkungen sind:

• Weniger empfindlich gegen leichte Berührung

• In vielen Fällen können keine Handschuhe verwendet werden

• Eine dicke Deckschicht führt zu weniger Klarheit für die Anzeige

• Das Bildschirmmaterial wird normalerweise leichter zerkratzt oder beschädigt

In den meisten Fällen lassen sich solche Touchscreens nur schwer oder gar nicht reparieren.

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Resistive Touchscreen-Vorteile sind:

• Geringere Herstellungskosten

• Höhere Sensorauflösung - Sie können mit nur Ihren Fingerspitzen auf kleine Tasten tippen

• Weniger versehentliche Berührungen

• Kann jedes Objekt wahrnehmen, das den Bildschirm hart genug berührt

• Beständiger gegen Witterungseinflüsse wie Hitze und Wasser

Kapazitive Touchscreen-Vorteile sind:

•             Haltbarer

• Schärfere Bilder mit besserem Kontrast

• Bieten Sie Multitouch Sensing an

• Zuverlässiger - funktioniert sogar, wenn der Bildschirm Risse bekommt (bis Sie den Touchscreen ersetzen)

• Empfindlicher gegen leichte Berührung

Die Wahl eines kapazitiven oder resistiven Touchscreens hängt stark von der Anwendung des Geräts ab.