html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

Как работает стилус Galaxy Note tutorial

С первого дня пользования меня очень интересовал вопрос — как же на обычном емкостном экране, которые воспринимает только определенную площадь прикосновения удалось добиться работы тонкого стилуса, да еще с кнопкой и несколькими степенями нажатия?

В этой статье я попытаюсь ответить на этот вопрос, рассказав немного об интересных технических решениях, примененных в этом телефоне.


Для начала вспомним теорию.
Емкостный экран определяет точку касания по току утечки при заряде конденсатора, в роли одной обкладки которого выступает экран телефона а другой — тело человека. На обратную сторону стекла в вашем смартфоне нанесены тонкие линии из прозрачного проводящего материала(их можно увидеть, если посмотреть под определенным углом на экран при хорошем освещении).

Емкостный сенсор: мини-конденсаторы(в виде буквы Н) и проводники между ними.


Контроллер сенсорного экрана много раз в секунду заряжает и разряжает эти конденсаторы ограниченным током, каждый раз замеряя емкость каждого из них, и сравнивая ее со стандартной емкостью, записанной в памяти. Как только вы прикасаетесь пальцем к стеклу, вы становитесь такой большой обкладкой конденсатора, которую можно зарядить.
Естественно, для этого потребуется энергия, за которой зорко следит контроллер. Как только он обнаруживает, что какая-либо ячейка начинает потреблять много энергии (много — это по сравнению с обычным потреблением, но даже для обычного светодиода это крохи), что при ограниченном токе оборачивает увеличением времени заряда — он понимает, что к стеклу чем-то прикоснулись.

На основании информации от нескольких конденсаторов можно вычислить по достаточно сложным формулам место и площадь касания. Или нескольких касаний, количество одновременно определяемых касаний ограничено только контроллером и размерами экрана(очень трудно вместить 20 пальцев на экране в 3").

Такая технология имеет ряд ограничений. По нескольким причинам, таких как невозможность расположить элементы достаточно плотно(уменьшается прозрачность), ограниченной проводимости стекла, и необходимости отсекать помехи от случайных касаний, наводок, грязи на экране и т.п. пришлось довольствоваться минимальной площадью касания 5х5 мм.
К тому же, объект, который касается экрана, должен иметь достаточную собственную емкость, сравнимую с емкостью человеческого тела. Что мы получаем в итоге? Невозможность пользоваться в перчатках(большинство из них обладают достаточно большим сопротивлением, чтобы уменьшить ток утечки до минимума, который не определяется контроллером), необходимость в крупных стилусах, которые обязательно должны быть связаны гальванически с телом пользователя(поэтому большинство из них имеют металлический корпус).

Какие же системы ввода работают с стилусами, могут различать силу нажатия, и имеют отличную точность? Это электромагнитно-антенные системы, которые используются в подавляющем большинстве графических планшетов

Графический планшет Wacom со стилусом:


Принцип их работы тоже не запредельно сложен — стилус передает(сигнал) на определенной частоте, а антенна внутри планшета принимает. Контроллер может узнать точное положение благодаря хитрой форме антенны, а информация о давлении на стилус передается частотой или кодовыми посылками.

Хитрая антенна внутри графического планшета:


Точно такая же система реализована внутри Galaxy Note(как I, так и II). Сверху находится стекло, на обратной стороне которого — емкостный сенсор, под ним — экран, а под ним — приемно-передающая антенна для стилуса.
Вот, чтоб было понятнее — я нарисовал картинку.


А вот и контроллер сенсорного экрана от Wacom(синий) который заведует всем этим хитрым хозяйством, и шлейф к антенне(зеленый):


Однако, примерного описания технологии вовсе недостаточно для удовлетворения моего любопытства. Еще бы чуть-чуть, и я бы решился разобрать стилус, но нашел сайт товарища microsin-a, который уже сделал это. Фотографии разобранного стилуса принадлежат ему.
Вот как оно выглядит сбоку:

Часть корпуса снята наждачной бумагой. Батареек нет, следовательно перо питается от экрана. Приемно-передающая катушка ближе:

А вот уже без корпуса:

И плата:

Схема очень простая, в какой-то мере даже «топорная». Но красивая и без излишних усложнений.

Простейший колебательный контур с изменяемой резонансной частотой. Частоту можно изменить либо изменением емкости(дополнительный конденсатор подключается через кнопку, и соответственно, реагирует на ее нажатие), либо через изменение индуктивности — за счет изменения расстояния между двумя частями сердечника, на котором намотана катушка.

А расстояние изменялось из-за давления на кончик стилуса — оно передавалось на мягкую силиконовую прокладку, и приводило к изменении ее формы, а следовательно и зазора.
Да что я рассказываю, у меня фотка есть:

Оно самое, 1 — кольцо-прокладка, 2 — вторая часть сердечника, 3 — наконечник.
Наконечник тоже состоит из двух частей — пластиковой опоры и фторопластового наконечника:


Что интересно — стилусу с такой конструкцией не нужен экран как таковой, для определения касания — его достаточно поднести к экрану и нажать на кончик пальцем, и контроллер все равно зарегистрирует нажатие.
Если закрепить кончик стилуса скотчем — можно рисовать взмахами, не притрагиваясь к экрану.

Итак, давайте подытожим.

Антенна-сетка, расположенная под экраном, генерирует импульсы с определенной частотой(судя по прикидкам — десятки килогерц), на картинке они обозначены как несущая частота — оранжевая стрелка. Эти импульсы принимает катушка индуктивности, расположенная в стилусе, которая входит в состав колебательного контура. Контур устроен таким образом, что после его «раскачки» он способен некоторое время колебаться сам, на своей резонансной частоте, постепенно тратя запасенную энергию на нагрев и излучение. Конечно, нагрев там минимальный, на доли градуса, как и излучение, которое ослабевает уже в нескольких сантиметрах. Но и энергии тоже тратится мало, над эффективностью наверняка поработали немало.
Колебательный контур, чья резонансная частота зависит от индуктивности катушки(которая, в свою очередь, зависит от положения наконечника), и от емкости конденсаторов, входящих в состав(она зависит от нажатия кнопки), излучает на этой частоте, которая принимается чем угодно той же антенной, и наводит в ней ток.

Теперь в антенне телефона пульсирует ток со сложной формой, состоящий из двух частот — точной «передающей» и меняющейся в зависимости от состояния стилуса «приемной». Более того, в некоторых точках антенны напряженность приемного поля выше — там где стилус ближе всего к поверхности экрана. Контроллер определяет эту точку, находит ее центр(это и будет место прикосновения стилуса), потом фильтрует «передающую» частоту, и получает после обработки состояние стилуса — давление на перо и статус кнопки.
Правда, интересно? :)

Посмотреть все фотографии из статьи в оригинальном разрешении можно в Picasa-альбоме.

А подписаться, чтоб не пропустить новые обзоры можно на странице компании и в моем профиле(кнопка «подписаться»)
Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с habrahabr.ru

6

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • BeCool
          • домен habrahabr.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции