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Wie funktioniert Touch Sensitive Screens?
May 04, 2017

Touchscreens haben eine Vielzahl von Techniken in den letzten zwei Jahrzehnten verwendet, um die Platzierung eines Fingers auf einem Bildschirm zu erkennen - von mechanischer, optischer und elektrischer Sensoren. Die heutigen kapazitiven elektrischen Touchscreens haben sich als die vielseitigste und effizienteste Art erwiesen, menschliche Berührung zu spüren.

Ein Kondensator ist eine elektrische Schaltung, die in ihrer einfachsten Form aus zwei leitenden Elektroden besteht, die durch einen isolierenden Spalt getrennt sind. Ein Gleichstrom (DC) von Elektrizität kann diese Lücke nicht überspannen, aber ein Wechselstrom (AC) kann eine Ladung induzieren, die von einer Seite zur anderen fließt. Die Oberfläche eines Touchscreens ist mit einem Gitter aus Elektroden bedeckt. Wo immer unser Finger zur Ruhe kommt, entsteht ein kapazitiver Kontakt und der Wechselstrom, der innerhalb des Gerätes erzeugt wird, induziert einen entsprechenden Strom in unserem Körper, der die Lücke überspannt und den Kreislauf vervollständigt.

"Die Menschen sind gute Dirigenten", erklärt Neil Gershenfeld, Direktor des MIT-Zentrums für Bits und Atome, so dass mit unseren Fingern ein elektrischer Stromkreis geschlossen wird, macht es sehr einfach, menschliche Berührung mit hoher Treue zu erkennen. Wenn ein Rasterort auf dem Touchscreen den Wechselstrom spürt, muss es einen Rücklauf geben, sagt Gershenfeld. Für einen Touchscreen auf einem Handheld Gerät wie ein Smartphone, "Sie halten es mit der anderen Hand", und dies vervollständigt die elektrische Schleife auf der Rückseite des Gerätes, die elektrisch geerdet ist. Wenn der Touchscreen Teil einer Installation ist, wie zB ein Geldautomat, ist ein Teil unseres Körpers höchstwahrscheinlich in Kontakt mit einem elektrischen Boden. "Es ist sehr hart (für unsere Körper), einen Bodenkontakt zu vermeiden", betont Gershenfeld, der praktisch garantiert, dass Menschen (oder ihre Finger) eine elektrische Schleife für kapazitive Bildschirme schließen können.

Wenn es klingt alarmierend, Strom zu haben, der durch Ihren Körper geht, sorgen Sie sich nicht. Die Wechselstromströme in den Touchscreens liegen in den Ebenen für die natürliche Ladungsleitung in unserem Körper - und die wahre Revolution und der Nutzen der modernen Touchscreens liegt in der Schnelligkeit ihrer Reaktionen. "Der unbesungene Held ist der Mikrocontroller", bemerkt Gershenfeld. Hinter jeder Elektrode auf einem Touchscreen-Raster liegt "ein eingebetteter Mikrocontroller, der eine Taktrate von Nanosekunden hat." Es ist diese schnelle Reaktionszeit, die es modernen Smartphones ermöglicht, eine so reibungslose Interaktion mit menschlicher Berührung zu haben, und das ist der Fortschritt, der den wachsenden Reiz getrieben hat Von Touchscreens in den letzten Jahren.

Die kapazitive Erfassung hat zu unerwarteten neuen Innovationen geführt, wie zum Beispiel der führende Sensor, der in Auto-Sicherheitssystemen für Autos verwendet wird, um den Standort ihrer Insassen zu erkennen, aus dem Labor von Gershenfeld zu vermarkten und auf einer Art von Bildgebung zu basieren, die elektrische Felder verwendet. Mit einer kleinen Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine haben berührungsempfindliche Bildschirme die Türen für eine Vielzahl neuer interaktiver Technologien geöffnet.