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触摸屏人机界面

作者:Peter Welander2014.03.24阅读 17396

        最近几年一项最为重要的技术变革www.cechina.cn,就是数据输入从机械按钮和鼠标点击变为触摸屏。你随时可以接触到触摸屏设备,你也可能使用过类似的人机界面(HMI)。但是,你知道它们是怎样工作的吗?
        触摸屏主要包含两类在操作和使用特征上都不尽相同的技术方法。在这里我们对它们进行一下简单的介绍。
        电阻式触摸屏使用两个涂有电阻特性导电材料的柔性透明片材控制工程网版权所有,两片材料之间存在一个气隙或者是微绝缘体。每片材料在表面形成一个电压梯度控制工程网版权所有,两个梯度呈现在互相垂直的x轴和y轴。
        如果有压力施于上层片材,两片表面接触,就会产生一个电路。处理器使用电阻特性计算接触点和施压点。


电阻式触摸屏可以非常小,用于手持设备,手写笔使得紧凑式屏幕也很实用。

        电阻式触摸屏在实际中应用非常普遍,比如机场的自助登记柜员机、商店里面的自动付款机等等只需要基本触摸功能的场所,因为这种技术一次只能读取一个点。使用这种方法设计触摸屏要比鼠标和键盘灵活得多,实际上工业人机界面已经使用这项技术很多年了。


iPad是多点触摸技术最为知名的应用,有时候它需要手指够小才能触摸到那些小按钮。

        得益于高解析度以及手写笔的微小虚拟按键,使用电阻技术的触摸凭可以设计得非常小。因为触摸屏幕的物体不一定要导电,用户可以带手套或者使用非金属的手写笔。而这种方法的缺点就是屏幕最终会磨损或者被损坏,导致两片材永久接触或者接触不稳定。
        电容式触摸屏利用了人体就是导体这个原理。与虽然与电阻式触摸屏原理有所不同,但电容式触摸屏仍然需要测量用户导电的手指触摸导致的变化,以及变化点的x和y坐标值。它并不需要灵活的触摸元件,但是用户不能带手套或者其他绝缘物件。
        电容式触摸屏可以受控实现多点触摸感应,这样像刷、按、缩放这些功能就成为了可能。这些应用在智能手机和平板电脑上尤为普遍控制工程网版权所有,在HMI应用当中也可以有所作为。使用这种方法的公司经常会提到,多点应用可以让用户比传统的键盘和鼠标更快地输入信息,至少对于那些熟悉使用的人是如此。
        然而,因为在工作环境中很多人手指的大小不同,很明显在屏幕上创建的虚拟按钮的尺寸就会受到限制。举例来说,手大的人在iPhone上输入文字就经常会有问题控制工程网版权所有,因为虚拟字母按键只有5毫米。用户期待解决这个所谓的“胖手指”问题,使用这项技术的公司需要合理地设定图形尺寸。
        尽管电容式触摸屏在制造上一般要比电阻式屏幕更加昂贵,但前者在耐久性和性能上的优势使其应用更加广泛,其中就包括更多的人机界面。消费电子对于工业产品的影响并非偶然,甚至越来越普遍。
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