Краткое описание устройства touchpad, методика его проверки и ремонта

Краткое описание устройства тачпэда, методика его проверки и ремонта.

• 13/8/11

• #3

Сенсорный экран Устройство ввода информации, представляющее собой экран, реагирующий на прикосновения к нему. Существует множество разных типов сенсорных экранов, которые работают на разных физических принципах. Но мы рассмотрим лишь те которые встречаются в мобильных телефонах и другой переносной технике. Принцип работы резистивных сенсорных экранов Резистивные сенсорные экраны бывают двух видов, четырехпроводные и пятипроводные. Рассмотрим принцип работы каждого из типов в отдельности.

Четырёхпроводной резистривный экран

Резистивный сенсорный экран состоит из стеклянной панели и гибкой пластиковой мембраны. И на панель, и на мембрану нанесено резистивное покрытие. Пространство между стеклом и мембраной заполнено микроизоляторами, которые равномерно распределены по активной области экрана и надёжно изолируют проводящие поверхности. Когда на экран нажимают, панель и мембрана замыкаются, и контроллер с помощью аналогово-цифрового преобразователя регистрирует изменение сопротивления и преобразует его в координаты прикосновения (X и Y). В общих чертах алгоритм считывания таков:

1. На верхний электрод подаётся напряжение +5В, нижний заземляется. Левый с правым соединяются накоротко и проверяется напряжение на них. Это напряжение соответствует Y-координате экрана. 2. Аналогично на левый и правый электрод подаётся +5В и «земля», с верхнего и нижнего считывается X-координата.

Пятипроводной резистивный экран

Пятипроводной экран более надёжен за счёт того, что резистивное покрытие на мембране заменено проводящим (5-проводной экран продолжает работать даже с прорезанной мембраной). На заднем стекле нанесено резистивное покрытие с четырьмя электродами по углам.

Изначально все четыре электрода заземлены, а мембрана «подтянута» резистором к +5В. Уровень напряжения на мембране постоянно отслеживается аналогово-цифровым преобразователем. Когда ничто не касается сенсорного экрана, напряжение равно 5 В.

Как только на экран нажимают, микропроцессор улавливает изменение напряжения мембраны и начинает вычислять координаты касания следующим образом:

1. На два правых электрода подаётся напряжение +5В, левые заземляются. Напряжение на экране соответствует X-координате. 2. Y-координата считывается подключением к +5В обоих верхних электродов и к «земле» обоих нижних.

Принцип работы емкостных сенсорных экранов

Ёмкостный (или поверхностно-ёмкостный) экран использует тот факт, что предмет большой ёмкости проводит переменный ток.

мкостный сенсорный экран представляет собой стеклянную панель, покрытую прозрачным резистивным материалом (обычно применяется сплав оксида индия и оксида олова). Электроды, расположенные по углам экрана, подают на проводящий слой небольшое переменное напряжение (одинаковое для всех углов). При касании экрана пальцем или другим проводящим предметом появляется утечка тока. При этом чем ближе палец к электроду, тем меньше сопротивление экрана, а значит, сила тока больше. Ток во всех четырёх углах регистрируется датчиками и передаётся в контроллер, вычисляющий координаты точки касания.

В более ранних моделях ёмкостных экранов применялся постоянный ток — это упрощало конструкцию, но при плохом контакте пользователя с землёй приводило к сбоям.

Ёмкостные сенсорные экраны надёжны, порядка 200 млн нажатий (около 6 с половиной лет нажатий с промежутком в одну секунду), не пропускают жидкости и отлично терпят не проводящие загрязнения. Прозрачность на уровне 90 %. Впрочем, проводящее покрытие всё ещё уязвимо. Поэтому ёмкостные экраны широко применяются в автоматах, установленных в охраняемом помещении. Не реагируют на руку в перчатке. Принцип работы проекционно-емкостных сенсорных экранов На внутренней стороне экрана нанесена сетка электродов. Электрод вместе с телом человека образует конденсатор; электроника измеряет ёмкость этого конденсатора (подаёт импульс тока и измеряет напряжение).

Прозрачность таких экранов до 90 %, температурный диапазон чрезвычайно широк. Очень долговечны (узкое место — сложная электроника, обрабатывающая нажатия). На ПЁЭ может применяться стекло толщиной вплоть до 18 мм, что приводит к крайней вандалоустойчивости. На непроводящие загрязнения не реагируют, проводящие легко подавляются программными методами. Поэтому проекционно-ёмкостные сенсорные экраны применяются в автоматах, устанавливаемых на улице. Многие модели реагируют на руку в перчатке. В современных моделях конструкторы добились очень высокой точности — правда, вандалоустойчивые исполнения менее точны.

ПЁЭ реагируют даже на приближение руки — порог срабатывания устанавливается программно. Отличают нажатие рукой от нажатия проводящим пером. В некоторых моделях поддерживается мультитач. Поэтому такая технология применяется в тачпадах и мультитач-экранах.

Стоит заметить, что из-за различий в терминологии часто путают поверхностно- и проекционно-ёмкостные экраны. По классификации, применённой в данной статье, экран iPhone является проекционно-ёмкостным.

Каждый из видов сенсорных экранов имеет свои преимущества и недостатки, для наглядности рассмотрим таблицу.

• 7/12/12

• #4

Как проверить работоспособность сенсора (тачскрина)

Тачскрины бывают двух видов: - резистивные - ёмкостные Отличить одни от других по внешнему виду просто. В емкостных присутствует специальный микрочип, который фиксирует изменение ёмкости в определенном месте при прикосновении пальцем. Так же эти тачскрины не реагируют на прикосновение ногтями и любыми другими предметами за исключением специальных стилусов для ёмкостных экранов. Обычным мультиметром можно проверить только резистивные тачскрины, которые на сегодняшний день установлены в 90% телефонах. Краткая теория. Резистивный тачскрин электрически представляет собой два резистора(сопротивления) номиналом обычно 200-1000 Ом Один резистор нанесен на основание тачскрина(обычно самое настоящее стекло), а второй резистор нанесен на пленку, расположенную над этим основанием. При прикосновении к сенсору пленка соприкасается с основанием, что вызывает электрический контакт резисторов между собой, что влечет изменения сопротивления между резисторами, по которым контроллер в телефоне определяет координату точки касания Методика проверки Исходя из вышеописанного, методика проверки сводится к измерению этих двух сопротивлений тачскрина. Они не должны быть аномальными, то есть меньше 50Ом и больше 1500Ом. При механических повреждениях слой покрытия разрывается и сопротивление будет бесконечно большим. При чем для этого не обязательно его разбить, достаточно сильно придавить в месте контакта шлейфа со слоями, чтобы этот контакт отошел. Итак на примере вышеприведенных тачскринов нам необходимо взять мультиметр, установить его в режим измерения сопротивления до 2000 Ом(2кОм) и прикоснуться щупами к 1 и 3 контактам. Прибор должен показать значение от 200 Ом до 1500 Ом. Аналогично к 2 и 4 контактам. На данном этапе мы убедились в целостности контуров. Но это еще не всё. Теперь необходимо проверить, не соприкасается ли слои сами по себе без воздействия на них давления. Для этого устанавливаем мультиметр в режим сопротивления до 20 кОм. Теперь прикасаемся к 1 и 2 контакту и потом ко 2 и 4-му. Прибор ничего не должен показать. Но если прикоснуться в этот момент к тачскрину - прибор покажет некоторое сопротивление, причем оно будет меняться от изменения места прикосновения. Вот так контроллер в телефоне "узнает" координаты точки прикосновения. На этом собственно и всё. PS. Контуры некоторых тачскринов бывает выводят не к 1-3 и 2-4, а к 1-2 и 3-4 контактам шлейфа. Это следует учитывать при проверке тачскрина