कैपेसिटिव टच स्क्रीन आपकी उंगली के पास आने पर कैपेसिटेंस में बदलाव को महसूस करती है। वहीं, रेजिस्टिव टच स्क्रीन दो कंडक्टिव शीट्स के बीच मौजूद हवा के गैप को भरने वाले दबाव को महसूस करती है। यही एक भौतिक अंतर टच ड्राइवर की संरचना, इंटरफ़ेस का चुनाव और हर व्यावहारिक समझौते को निर्धारित करता है।
कैपेसिटिव तकनीक रिस्पॉन्सिवनेस, इमेज ब्राइटनेस और आधुनिक डिज़ाइन में अग्रणी है। रेसिस्टिव टच तकनीक सरल है और कम लागत में उच्च रिज़ॉल्यूशन प्रदान कर सकती है। पीसीएपी बनाम रेसिस्टिव टच को समझने से आपको अपने उत्पाद के लिए उपयुक्त टच पैनल चुनने में मदद मिलती है। यह गाइड आपको सेंसिंग सिद्धांतों, ड्राइवर सर्किटरी, इंटरफ़ेस प्रोटोकॉल और जटिलता, प्रदर्शन, पावर, लागत और पर्यावरण से संबंधित बारीकियों को समझने में व्यावहारिक मार्गदर्शन प्रदान करती है। आप आत्मविश्वास के साथ टच सबसिस्टम का चयन और डिज़ाइन करना सीखेंगे।
चाबी छीन लेना
कैपेसिटिव टच स्क्रीन बिना दबाव डाले आपकी उंगली के सूक्ष्म विद्युत आवेश का पता लगा लेती हैं, जबकि रेसिस्टिव स्क्रीन को गैप को बंद करने के लिए भौतिक दबाव की आवश्यकता होती है।
कैपेसिटिव स्क्रीन मल्टी-टच, बेहतर स्पष्टता और हल्का स्पर्श प्रदान करती हैं, जबकि रेसिस्टिव स्क्रीन दस्ताने और स्टाइलस के साथ काम करती हैं और इनकी कीमत कम होती है।
कैपेसिटिव डिज़ाइनों में जटिल ड्राइवर और नॉइज़ शील्डिंग की आवश्यकता होती है, जबकि रेसिस्टिव डिज़ाइन सरल होते हैं लेकिन अधिक उपयोग करने पर जल्दी खराब हो जाते हैं।
फोन और कियोस्क जैसे उपभोक्ता उपकरणों के लिए कैपेसिटिव बैटरी चुनें, और औद्योगिक उपकरणों जैसे मजबूत या किफायती उत्पादों के लिए रेसिस्टिव बैटरी चुनें।
दोनों तकनीकों में बिजली, टिकाऊपन और पर्यावरण के लिहाज से कुछ कमियां हैं, इसलिए टच स्क्रीन को अपने उत्पाद की जरूरतों के अनुसार चुनें।
पीसीएपी सेंसिंग की मूल बातें
प्रक्षेपित धारिता सिद्धांत
कैपेसिटिव टच स्क्रीन बिना किसी दबाव के उंगली का पता लगा लेती है। उंगली में थोड़ी मात्रा में आवेश होता है। जब यह सेंसर के पास आती है, तो यह स्थानीय विद्युत क्षेत्र को बदल देती है। कंट्रोलर इस परिवर्तन को पढ़ता है और टच की स्थिति की जानकारी देता है।
यह बदलाव बहुत मामूली है। एम्बेडेड डॉट कॉम के कैपेसिटेंस सेंसर एल्गोरिदम पर लेख के अनुसार, एक प्रोजेक्टेड कैपेसिटिव टच सेंसर उंगली की उपस्थिति में पिकोफैराड (10^-12 फैराड) के क्रम में कैपेसिटेंस परिवर्तन का पता लगाता है। यह लगभग 1 pF के बराबर है । आपके फ्रंट-एंड डिज़ाइन को इस छोटे से बदलाव को एक बहुत बड़े बेसलाइन के मुकाबले हल करना होगा। यही कारण है कि pcap कंट्रोलर सावधानीपूर्वक फ़िल्टरिंग और स्थिर संदर्भों का उपयोग करते हैं।
प्रोजेक्टेड कैपेसिटिव टच पैनल का सेंसर कांच या फिल्म पर लगे पारदर्शी इलेक्ट्रोड से बना होता है। यह पैटर्न पंक्तियों और स्तंभों की एक ग्रिड बनाता है। प्रत्येक प्रतिच्छेदन एक छोटे संधारित्र के रूप में कार्य करता है। प्रतिच्छेदन के पास उंगली रखने पर वह थोड़ी सी आवेश अवशोषित कर लेती है। नियंत्रक ग्रिड को स्कैन करता है और सबसे अधिक आवेशित क्षेत्र का पता लगाता है। यह मापन विधि आपको बिना किसी गतिमान भाग के एक सपाट, चमकदार सतह प्रदान करती है।
स्व-क्षमता बनाम पारस्परिक-क्षमता
स्व-धारिता एक इलेक्ट्रोड को ग्राउंड के सापेक्ष मापती है । पारस्परिक धारिता एक संचारित इलेक्ट्रोड और एक प्राप्त इलेक्ट्रोड युग्म के बीच युग्मन को मापती है। दोनों दृष्टिकोण लेआउट और मल्टी-टच क्षमता में भिन्न होते हैं।
सेंसिंग विधि | माप सिद्धांत | मल्टी-टच सटीकता | एक साथ स्पर्श बिंदु |
|---|---|---|---|
स्वयं समाई | ग्राउंड के सापेक्ष एकल इलेक्ट्रोड की धारिता को मापता है | निम्न स्तर — सीमित मल्टी-टच रिज़ॉल्यूशन | सीमित (एक साथ कम बिंदु) |
पारस्परिक धारिता | यह ट्रांसमिट और रिसीव इलेक्ट्रोड जोड़ी के बीच कपलिंग कैपेसिटेंस को मापता है। | उच्चतर — सटीक स्थानीयकरण | मल्टी-पॉइंट डिटेक्शन को सपोर्ट करता है |
सेल्फ-कैपेसिटेंस को वायर करना आसान है। लेकिन जब दो उंगलियां एक साथ स्पर्श करती हैं तो यह घोस्ट पॉइंट्स की समस्या से जूझता है। म्यूचुअल-कैपेसिटेंस एक अक्ष को संचालित करता है और दूसरे को सेंस करता है। यह प्रत्येक स्पर्श को अधिक सटीकता से पहचानता है और मल्टी-पॉइंट डिटेक्शन को सपोर्ट करता है। इसी कारण से अधिकांश आधुनिक पीसीएपी डिज़ाइन म्यूचुअल सेंसिंग को चुनते हैं। हालांकि, इसमें अधिक स्कैन चैनल और अधिक जटिल फर्मवेयर की आवश्यकता होती है।
टच पैनल स्टैक-अप
संरचना और परत की भूमिकाएँ
कैपेसिटिव टच स्क्रीन का सेंसर कांच या फिल्म सब्सट्रेट पर पारदर्शी चालक इलेक्ट्रोड से बना होता है। सुरक्षा के लिए इसके ऊपर एक कवर लेंस लगाया जाता है और नीचे एक डिस्प्ले मॉड्यूल होता है। प्रत्येक परत की अपनी भूमिका होती है। कवर लेंस सेंसर की सुरक्षा करता है। इलेक्ट्रोड परत आपकी उंगली को पहचानती है। डिस्प्ले छवि प्रदान करता है। इस संरचना में हवा का कोई अंतराल नहीं होता, इसलिए परतें एक-दूसरे के करीब होती हैं।
एक रेसिस्टिव टच पैनल अलग तरह से काम करता है। इसमें दो लचीली शीटों को आमने-सामने रखा जाता है, जिनके बीच थोड़ी सी हवा की जगह होती है। आपकी उंगली के नीचे ऊपरी शीट मुड़ जाती है और निचली शीट से संपर्क करती है। यह हवा की जगह ही इसके डिज़ाइन का मुख्य हिस्सा है। यह तय करती है कि पैनल स्पर्श को कैसे महसूस करेगा। साथ ही, यह प्रकाश की उन ऑप्टिकल परतों को भी जोड़ती है जिनसे प्रकाश को गुजरना पड़ता है।
प्रकाशीय और स्थायित्व प्रभाव
प्रकाश संचरण इन दोनों परतों को अलग करता है। सरफेस कैपेसिटिव टच पैनल औसतन 90% या उससे अधिक प्रकाश संचरण प्रदान करते हैं । प्रोजेक्टेड कैपेसिटिव टच पैनल भी 90% या उससे अधिक प्रकाश संचरण प्रदान करते हैं और इनसे बिना बेज़ल वाला डिज़ाइन संभव हो पाता है। रेसिस्टिव परत अपनी लचीली चालक परतों के कारण कम ऑप्टिकल स्पष्टता दिखाती है । अतिरिक्त वायु अंतराल और फिल्म परतें प्रकाश को बिखेरती और अवशोषित करती हैं। इसलिए रेसिस्टिव टच पैनल के पीछे आपका डिस्प्ले धुंधला और कम स्पष्ट दिखाई देता है।
टिकाऊपन के मामले में भी यही अंतर देखने को मिलता है। कैपेसिटिव टच पैनल की सेंसिंग लेयर में कोई हिलने-डुलने वाला हिस्सा नहीं होता, इसलिए यह घिसाव से अच्छी तरह सुरक्षित रहता है। वहीं, रेजिस्टिव टच स्क्रीन एक लचीली ऊपरी परत पर निर्भर करती है जो हर बार दबाने पर मुड़ती है। समय के साथ यह परत घिस सकती है, टूट सकती है या इसकी सटीकता कम हो सकती है। इसके अलावा, कठोर परिस्थितियों में हवा का गैप नमी और धूल को भी फंसा लेता है। इन बातों को ध्यान में रखते हुए अपना टच पैनल चुनें।
कैपेसिटिव टच ड्राइवर सर्किट
चार्ज-ट्रांसफर और एडीसी फ्रंट एंड्स
टच ड्राइवर एक छोटे से कैपेसिटेंस शिफ्ट को डिजिटल कोऑर्डिनेट में बदल देता है। दो प्रकार के फ्रंट-एंड यह काम करते हैं। चार्ज-ट्रांसफर फ्रंट-एंड एक सेंस इलेक्ट्रोड पर चार्ज स्थानांतरित करता है और एक निश्चित सीमा तक पहुंचने के लिए आवश्यक ट्रांसफर साइकल की गणना करता है। उंगली के स्पर्श से कैपेसिटेंस बढ़ जाता है, जिससे साइकल की संख्या बदल जाती है। कंट्रोलर उस संख्या को एक स्थिति में परिवर्तित करता है। एडीसी-आधारित फ्रंट-एंड इलेक्ट्रोड को ड्राइव करता है और एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर का उपयोग करके परिणामी वोल्टेज का सैंपल लेता है। उंगली के स्पर्श से प्राप्त मान में बदलाव होता है।
दोनों ही तरीकों में 1 pF के आसपास के बदलाव को बहुत बड़े बेसलाइन के मुकाबले हल करना ज़रूरी है। इसलिए pcap कंट्रोलर कई सैंपलों का औसत निकालता है और आउटलायर्स को रिजेक्ट कर देता है। फिर यह रो और कॉलम ग्रिड में सबसे मज़बूत सिग्नलों को XY कोऑर्डिनेट पर मैप करता है। बेहतर फ्रंट-एंड डिज़ाइन रेफरेंस को स्थिर रखता है और स्कैन को इतना तेज़ रखता है कि ट्रैकिंग सुचारू रूप से हो सके। धीमा स्कैन टच स्क्रीन को धीमा महसूस कराता है, भले ही सेंसिंग सटीक हो।
शोर, परिरक्षण और ईएमसी
कैपेसिटिव टच पैनल शोर के लिए एक एंटीना की तरह काम करता है। इसके नीचे स्थित डिस्प्ले तेजी से स्विच करता है और ऊर्जा उत्सर्जित करता है। चार्जर और मोटर भी इसमें और अधिक बाधा उत्पन्न करते हैं। सेंसर और डिस्प्ले के बीच एक ग्राउंडेड शील्ड लेयर लगाकर सिग्नल को सुरक्षित रखा जाता है। साथ ही, सेंसर के तारों को छोटा रखा जाता है और उन्हें शोर वाले मार्गों से दूर रखा जाता है।
कठिन परिस्थितियों में इन उपायों का पालन करें:
कंट्रोलर के ग्राउंड को सिस्टम के ग्राउंड से एक साफ-सुथरे बिंदु पर जोड़ें।
तेज किनारों की गति को धीमा करने के लिए इंटरफेस लाइनों पर श्रृंखला प्रतिरोधक और फेराइट बीड्स लगाएं।
कंट्रोलर पिन के पास स्थानीय डीकपलिंग का उपयोग करके सप्लाई को फ़िल्टर करें।
फ्रीक्वेंसी-हॉपिंग स्कैन चलाएं ताकि पीसीएपी सेंसर उन बैंड से बच सके जहां शोर अधिक होता है।
डिस्प्ले चालू रखते हुए और चार्जर कनेक्ट करते हुए तैयार डिज़ाइन का परीक्षण करें। शोर की समस्याएँ अक्सर इसी संयुक्त भार के तहत ही सामने आती हैं।
कैपेसिटिव इंटरफ़ेस प्रोटोकॉल
I2C और SPI लिंक
आपका होस्ट प्रोसेसर सीरियल बस के माध्यम से कंट्रोलर से संवाद करता है। दो प्रमुख विकल्प हैं। i²c इंटरफ़ेस दो तारों का उपयोग करता है, एक क्लॉक और एक डेटा लाइन, और यह बोर्ड पर अन्य उपकरणों के साथ इस जोड़ी को साझा करता है। SPI इंटरफ़ेस चार तारों का उपयोग करता है और आपको एक तेज़, फुल-डुप्लेक्स लिंक प्रदान करता है। जब आप कम पिन संख्या और एक ही बस पर कई चिप्स चाहते हैं तो i²c बस इंटरफ़ेस चुनें। जब आपका कैपेसिटिव टच पैनल उच्च स्कैन दर पर बड़े कोऑर्डिनेट फ्रेम रिपोर्ट करता है तो SPI चुनें।
कैपेसिटिव डिज़ाइन में प्रत्येक बस की एक स्पष्ट भूमिका होती है। i²c इंटरफ़ेस उन कॉम्पैक्ट उत्पादों के लिए उपयुक्त है जहाँ बोर्ड पर जगह कम होती है। SPI इंटरफ़ेस बड़ी टच स्क्रीन के लिए उपयुक्त है जो प्रति सेकंड अधिक डेटा स्ट्रीम करती हैं। समर्थित क्लॉक रेट और फ्रेम फॉर्मेट के लिए कंट्रोलर डेटाशीट देखें। बस का चयन अपनी स्कैन रेट के अनुसार करें, न कि मार्केटिंग स्पेसिफिकेशन के अनुसार।
इंटरप्ट और होस्ट हैंडशेकिंग
एक बेहतर टच सबसिस्टम होस्ट को लगातार पोलिंग करने की आवश्यकता नहीं होने देता। नया टच आने पर कंट्रोलर एक इंटरप्ट लाइन सक्रिय करता है। फिर आपका फर्मवेयर रिपोर्ट पढ़ता है और इंटरप्ट को क्लियर कर देता है। यह प्रक्रिया टच के बीच पीसीएपी कंट्रोलर को शांत रखती है और बिजली बचाती है।
साफ-सुथरे तरीके से हाथ मिलाने के लिए इस क्रम का पालन करें:
इंटरप्ट पिन को पुल-अप के साथ एक्टिव-लो इनपुट के रूप में कॉन्फ़िगर करें।
घटना के स्रोत की पुष्टि करने के लिए स्टेटस रजिस्टर पढ़ें।
बस के माध्यम से निर्देशांक रिपोर्ट प्राप्त करें।
इंटरप्ट को पुनः सक्रिय करने से पहले फ्लैग को साफ़ कर दें।
कई टच इंटरफेस रीसेट लाइन और वेक पिन को भी सपोर्ट करते हैं। इनका उपयोग बस त्रुटियों से उबरने और होस्ट को स्लीप मोड से जगाने के लिए करें। उंगलियों की तेज़ गति के दौरान हैंडशेक का परीक्षण करें। यदि कोई इंटरप्ट छूट जाता है, तो टच स्क्रीन पर एक स्ट्रोक छूट जाता है।
रेसिस्टिव टच की मूल बातें
एक रेसिस्टिव टच स्क्रीन में दो लचीली शीट होती हैं जिनके बीच थोड़ी सी हवा की जगह होती है। ऊपर वाली शीट दबाने पर मुड़ जाती है। संपर्क होने पर यह जगह भर जाती है और कंट्रोलर बिजली के ज़रिए टच की जगह का पता लगा लेता है। इस डिज़ाइन का मतलब है कि टच पैनल पर टच रजिस्टर करने के लिए हल्का दबाव ज़रूरी होता है। उंगली का हल्का सा स्पर्श शायद काम न करे, लेकिन दस्ताने पहने हाथ या स्टाइलस से अक्सर काम हो जाता है।
चार और पांच-तार स्टैक
दो सामान्य टोपोलॉजी संवेदन कार्य को साझा करने के तरीके में भिन्न होती हैं। चार-तार वाले डिज़ाइन में, दोनों परतें बारी-बारी से ड्राइविंग और संवेदन का कार्य करती हैं। लचीली परत पर स्थानीय घिसाव संपर्क स्थिति और संवेदित वोल्टेज के बीच संबंध को विकृत कर सकता है। पाँच-तार वाले डिज़ाइन में एक परत दोनों निर्देशांक प्रवणताएँ उत्पन्न करती है, जबकि लचीली परत केवल संपर्क वोल्टेज को संवेदित करती है। यह परिवर्तन घिसाव से संबंधित त्रुटि के एक तंत्र को समाप्त कर देता है।
विशेषता | 4-तार | 5-तार |
|---|---|---|
स्थायित्व (स्पर्श चक्र) | लगभग 1 लाख बार छूने के बाद इसकी गुणवत्ता कम हो जाती है। | लगभग 35 मिलियन बार स्पर्श करने की क्षमता; बेहतर स्क्रैच प्रतिरोध |
linearity | स्थिर नहीं माना जाता; परत विरूपण के प्रति संवेदनशील | स्थिर रैखिकता वाला बताया गया है |
रैखिकता संबंधी चेतावनी | - | -20°C पर जीवित रहने के दावे के बावजूद, -10°C से नीचे रैखिकता खो सकती है। |
“ तारों की संख्या की तुलना से रासायनिक प्रतिरोध, खरोंच सहनशीलता, प्रभाव प्रदर्शन या सक्रियण जीवनकाल का निर्धारण नहीं किया जा सकता। किसी अन्य संरचना से स्पर्श-चक्र का आंकड़ा उधार लेने के बजाय, वास्तविक भाग संख्या के लिए लागू परीक्षण विधि और स्वीकृति मानदंड का अनुरोध करें।”
वोल्टेज-विभाजक स्थिति संवेदन
यह मापन विधि वोल्टेज विभाजक की तरह काम करती है। नियंत्रक एक शीट पर ज्ञात वोल्टेज लगाता है और दूसरी शीट पर संपर्क बिंदु पर वोल्टेज मापता है। यह माप आपको एक अक्ष पर स्थिति बताता है। फिर नियंत्रक दूसरी अक्ष को मापने के लिए शीटों की भूमिका बदल देता है। दो माप आपको एक XY निर्देशांक देते हैं।
यह रेसिस्टिव टच तकनीक सरल और सस्ती है। इसमें किसी जटिल स्कैनिंग ग्रिड की आवश्यकता नहीं होती। लेकिन इसकी एक कमी यह है कि रेसिस्टिव टच पैनल एकसमान शीट प्रतिरोध पर निर्भर करता है। विरूपण, घिसाव या तापमान में बदलाव से वोल्टेज ग्रेडिएंट में परिवर्तन हो सकता है और रिपोर्ट किया गया बिंदु बदल सकता है। रैखिकता, दोहराव और अंशांकन को अलग-अलग पहलुओं के रूप में देखें। इन्हें सटीकता के दावे में शामिल न करें।
प्रतिरोधी टच ड्राइवर सर्किट
पूर्वाग्रह और उत्तेजना
टच ड्राइवर को एक शीट पर ज्ञात वोल्टेज लगाना होता है और फिर दूसरी शीट पर संपर्क वोल्टेज पढ़ना होता है। इसे करने के दो तरीके हैं। एक डिस्क्रीट फ्रंट एंड बायस दिशा को बदलने के लिए चार एनालॉग स्विच या एक छोटे स्विच मैट्रिक्स का उपयोग करता है, साथ ही संपर्क नोड को सैंपल करने के लिए एक ADC चैनल का भी उपयोग करता है। एक इंटीग्रेटेड कंट्रोलर स्विच, बायस रेफरेंस और ADC को एक ही पार्ट में पैक करता है। डिस्क्रीट तरीका आपको सेटलिंग टाइम और फिल्टर वैल्यू पर नियंत्रण देता है। इंटीग्रेटेड तरीका बोर्ड की जगह बचाता है और लेआउट संबंधी जोखिम को कम करता है।
उत्तेजना का क्रम महत्वपूर्ण है। X अक्ष को सक्रिय करें, स्थिर करें, नमूना लें, फिर Y अक्ष को सक्रिय करें, स्थिर करें, नमूना लें। प्रत्येक बदलाव के लिए एक छोटा विलंब आवश्यक है ताकि ADC द्वारा पढ़े जाने से पहले शीट वोल्टेज अपने अंतिम मान तक पहुँच जाए। यदि आप यह विलंब छोड़ देते हैं, तो आपका रिपोर्ट किया गया बिंदु पिछले अक्ष के मान की ओर खिसक जाएगा। बायस स्रोत को भी साफ रखें। एक शोरयुक्त संदर्भ प्रतिरोधी टच पैनल पर प्रत्येक निर्देशांक को समान मात्रा में स्थानांतरित कर देता है।
डिबाउंस, दबाव और घिसाव
रेसिस्टिव टच स्क्रीन पर कॉन्टैक्ट बाउंस होना स्वाभाविक है। फ्लेक्सिबल शीट प्रेस के पहले कुछ मिलीसेकंड में ही कॉन्टैक्ट बनाती और तोड़ती है। आपके फर्मवेयर को पहले कुछ सैंपल को अनदेखा करना चाहिए और टच रिपोर्ट करने से पहले एक स्थिर रीडिंग की पुष्टि करनी चाहिए। एक छोटी कन्फर्मेशन विंडो बिना किसी ध्यान देने योग्य लैग के अधिकांश गलत प्रेस को दूर कर देती है।
दबाव मापन लगभग मुफ्त है। संपर्क प्रतिरोध के माध्यम से एक ज्ञात धारा प्रवाहित करें और परिणामी वोल्टेज पढ़ें। हल्का दबाव, दृढ़ दबाव की तुलना में अधिक प्रतिरोध दर्शाता है। आप इस मान का उपयोग आकस्मिक ब्रश को रोकने या दबाव-संवेदनशील सुविधा को संचालित करने के लिए कर सकते हैं।
किसी भी रेसिस्टिव टच पैनल के लिए घिसाव एक दीर्घकालिक चिंता का विषय है। हर बार दबाने पर ऊपरी परत मुड़ती है, और चार-तार वाला डिज़ाइन लगभग 1 लाख बार दबाने के बाद खराब होने लगता है। पाँच-तार वाला डिज़ाइन इस संख्या को लगभग 35 लाख बार दबाने तक बढ़ा देता है। अपने टच ड्राइवर फ़र्मवेयर को इस तरह से रूट करें कि बार-बार दबाने को एक ही जगह पर रिकॉर्ड किया जा सके, और जब कोई क्षेत्र प्रतिक्रिया देना बंद कर दे तो उपयोगकर्ता को चेतावनी दी जा सके।
प्रतिरोधी इंटरफ़ेस प्रोटोकॉल
एनालॉग फ्रंट-एंड और बाहरी एडीसी
आप अलग-अलग हिस्सों से सेंसिंग पाथ बना सकते हैं। एक छोटा स्विच मैट्रिक्स एक शीट पर बायस वोल्टेज लगाता है, और एक बाहरी ADC दूसरी शीट पर कॉन्टैक्ट नोड से डेटा लेता है। फिर आपका फर्मवेयर ड्राइव एक्सिस को बदलता है और रीडिंग को दोहराता है। यह तरीका आपको सेटलिंग टाइम, फ़िल्टर वैल्यू और सैंपल टाइमिंग पर पूरा नियंत्रण देता है। साथ ही, यह आपको अपने माइक्रोकंट्रोलर में पहले से मौजूद ADC चैनल का दोबारा इस्तेमाल करने की सुविधा भी देता है।
बाह्य ADC पथ के लिए सावधानीपूर्वक अनुक्रमण आवश्यक है। X अक्ष को सक्रिय करें, शीट वोल्टेज के स्थिर होने की प्रतीक्षा करें, नमूना लें, फिर Y अक्ष को सक्रिय करें और दोबारा नमूना लें। यदि आप स्थिर होने की देरी को छोड़ देते हैं, तो आपका रिपोर्ट किया गया बिंदु पिछले अक्ष के मान की ओर खिसक जाएगा। बायस संदर्भ को भी साफ रखें, क्योंकि शोर वाला संदर्भ प्रतिरोधक टच पैनल पर प्रत्येक निर्देशांक को समान मात्रा में स्थानांतरित कर देता है। एनालॉग ट्रेस को स्विचिंग रेगुलेटर और क्लॉक लाइनों से दूर रखें।
एकीकृत नियंत्रक लिंक
एक एकीकृत नियंत्रक स्विच, बायस संदर्भ और एडीसी को एक ही भाग में समाहित करता है। यह आपके होस्ट से एक सरल डिजिटल लिंक प्रदान करता है, जिससे आपको एनालॉग टाइमिंग को स्वयं प्रबंधित करने की आवश्यकता नहीं रहती। इनमें से अधिकांश भाग I2C या SPI के माध्यम से संचार करते हैं, और कई में पेन-डाउन इंटरप्ट लाइन भी होती है। संपर्क के बंद होने पर नियंत्रक उस लाइन को सक्रिय करता है, और आपका फर्मवेयर प्रतिक्रिया स्वरूप निर्देशांक रिपोर्ट पढ़ता है।
हैंडशेक को एक अनुबंध की तरह मानें। इवेंट स्रोत की पुष्टि करने के लिए स्टेटस रजिस्टर पढ़ें, रिपोर्ट प्राप्त करें, और फिर इंटरप्ट को पुनः सक्रिय करने से पहले फ़्लैग को साफ़ करें। बस त्रुटियों से उबरने के लिए रीसेट लाइन का उपयोग करें। तेज़ स्टाइलस गति के दौरान लिंक का परीक्षण करें, क्योंकि छूटा हुआ इंटरप्ट टच स्क्रीन पर छूटे हुए स्ट्रोक के रूप में दिखाई देता है। एक प्रतिरोधी डिज़ाइन कैपेसिटिव डिज़ाइन की तुलना में धीमी बस को सहन कर सकता है, क्योंकि यह पूर्ण स्कैन ग्रिड के बजाय एक एकल संपर्क बिंदु की रिपोर्ट करता है।
पीसीएपी बनाम रेसिस्टिव टच: डिजाइन संबंधी समझौते
जटिलता और अंशांकन
टच ड्राइवर ही पहला वास्तविक विभाजन निर्धारित करता है। कैपेसिटिव टच डिज़ाइन के लिए स्कैनिंग फ्रंट एंड, एक स्थिर संदर्भ और फर्मवेयर की आवश्यकता होती है जो कमजोर संकेतों के ग्रिड को निर्देशांकों में मैप करता है। रेसिस्टिव टच पैनल के लिए बायस स्विच और एडीसी पथ की आवश्यकता होती है। रेसिस्टिव पथ बनाना सरल है और इसमें त्रुटियाँ ठीक करना आसान है।
कैलिब्रेशन का तरीका भी यही है। पीसीएपी कंट्रोलर फैक्ट्री ट्यूनिंग के साथ आता है, फिर भी आपको नॉइज़ थ्रेशहोल्ड और पर्यावरणीय बदलाव को नियंत्रित करना होता है। रेसिस्टिव टच स्क्रीन को असेंबली के समय एक साधारण दो-बिंदु या चार-बिंदु कैलिब्रेशन की आवश्यकता होती है। यह चरण त्वरित है और पैनल के विकृत होने की स्थिति को छोड़कर इसे शायद ही कभी दोहराया जाता है।
सटीकता और विलंबता भी दोनों पक्षों को विभाजित करती हैं। पारस्परिक संधारिता संवेदन प्रत्येक उंगली को सटीक रूप से पहचानता है और तेज़, सहज, बहु-स्पर्श इंटरैक्शन को सपोर्ट करता है। एक प्रतिरोधी टच स्क्रीन केवल एक संपर्क बिंदु की रिपोर्ट करती है, और इसके सेटलिंग विलंब के कारण थोड़ा सा लैग होता है। कीपैड के लिए ये दोनों सीमाएँ मायने नहीं रखतीं। लेकिन मानचित्र या ड्राइंग ऐप के लिए ये दोनों ही महत्वपूर्ण हैं।
प्रदर्शन, शक्ति और लागत
कैपेसिटिव टच पैनल में बिजली की खपत कम करने के लिए रेसिस्टिव सिस्टम बेहतर होता है। कैपेसिटिव टच पैनल को उंगली के आने का पता लगाने के लिए लगातार स्कैन करना पड़ता है, इसलिए इसका कंट्रोलर हमेशा सक्रिय रहता है। वहीं, रेसिस्टिव टच पैनल संपर्क स्थापित होने तक लगभग न के बराबर बिजली खपत करता है। लंबे समय तक निष्क्रिय रहने वाले बैटरी उत्पादों में अक्सर रेसिस्टिव सिस्टम को प्राथमिकता दी जाती है।
कम लागत में रेसिस्टिव टच पैनल बेहतर होते हैं। पैनल सस्ता होता है और टच ड्राइवर कुछ अलग-अलग पुर्जों और आपके पास पहले से मौजूद एक ADC चैनल से ही बन जाता है। कैपेसिटिव टच डिज़ाइन के लिए एक समर्पित कंट्रोलर, एक शील्ड लेयर और लेआउट पर अधिक ध्यान देने की आवश्यकता होती है। स्क्रीन का आकार बढ़ने के साथ ही इन सामग्रियों की लागत भी बढ़ती जाती है।
अदला - बदली | Capacitive | प्रतिरोधक |
|---|---|---|
ड्राइवर जटिलता | उच्च — स्कैन इंजन, फ़िल्टरिंग, ट्यूनिंग | निम्न — बायस स्विच प्लस एडीसी |
अंशांकन भार | फ़ैक्टरी ट्यूनिंग और नॉइज़ मैनेजमेंट | सरल असेंबली अंशांकन |
मल्टी टच | हां, पारस्परिक संवेदन के साथ | नहीं, एकल संपर्क बिंदु |
विलंब | तेज़ स्कैन के साथ कम | थोड़ी देर से स्थिर होने की संभावना |
Power | निरंतर स्कैनिंग | निष्क्रिय अवस्था में लगभग शून्य |
बीओएम लागत | उच्चतर | लोअर |
यह तालिका दर्शाती है कि कैपेसिटिव और रेसिस्टिव टच पैनल शायद ही कभी केवल एक ही पहलू पर प्रतिस्पर्धा करते हैं। अपने उत्पाद की प्राथमिकताओं के अनुरूप टच तकनीक चुनें। एक चमकदार और प्रतिक्रियाशील इंटरफ़ेस के लिए कैपेसिटिव तकनीक की कीमत उचित है। स्टाइलस वाला एक मजबूत हैंडहेल्ड डिवाइस और सीमित बजट के लिए रेसिस्टिव तकनीक उपयुक्त है। टच स्क्रीन का निर्णय लेते समय अपने पूरे सिस्टम को ध्यान में रखें, न कि केवल एक स्पेसिफिकेशन शीट के आधार पर।
पर्यावरण और ओईएम चयन
दस्ताने, स्टाइलस और कठिन परिस्थितियाँ
एक OEM टच पैनल का चयन करने से पहले लागत, टिकाऊपन, दस्तानों के उपयोग और पर्यावरण जैसे कारकों पर विचार करता है। इनपुट विधि अक्सर परिणाम निर्धारित करती है। एक कैपेसिटिव टच स्क्रीन केवल चालक इनपुट स्वीकार करती है , इसलिए एक मानक स्टाइलस या इन्सुलेटिंग दस्ताने काम नहीं करेंगे।
कैपेसिटिव स्क्रीन केवल सुचालक इनपुट (जैसे, मानव उंगलियां) ही स्वीकार करती हैं, जिससे स्टाइलस का उपयोग सीमित हो जाता है, जब तक कि वह विशेष रूप से सुचालक न हो। प्रदर्शन पानी या दस्तानों से प्रभावित होता है: पानी (सुचालक) स्पर्श के रूप में दर्ज हो सकता है, जबकि दस्ताने (अचालक) उंगली को सुचालक के रूप में कार्य करने से रोकते हैं।
निर्माता इस सीमा का समाधान दस्ताने के अनुकूल कैपेसिटिव स्क्रीन बनाकर करते हैं। ये डिज़ाइन संवेदनशीलता बढ़ाते हैं या विशेष फर्मवेयर का उपयोग करते हैं। फिशर एट अल. द्वारा किए गए एक कैपेसिटिव सेंसिंग अध्ययन में 50 उंगली के स्पर्श, 25 दस्ताने के स्पर्श और 20 अमान्य स्पर्शों को वर्गीकृत किया गया। एक RNN क्लासिफायर ने दस्ताने के साथ भी 97.1% की समग्र सटीकता प्राप्त की , जो दर्शाता है कि उन्नत फ़िल्टरिंग दस्ताने के इनपुट को पुनः प्राप्त कर सकती है।
रेज़िस्टिव टच स्क्रीन किसी भी तरह के दबाव से इनपुट स्वीकार करती है। दस्ताने वाला हाथ, प्लास्टिक स्टाइलस या नाखून, सभी काम करते हैं। यही कारण है कि ठंडे गोदाम या कारखाने के फर्श के लिए रेज़िस्टिव टच पैनल ज़्यादा सुरक्षित विकल्प है। हालांकि, कैपेसिटिव टच स्क्रीन में गलत टच का खतरा ज़्यादा होता है, क्योंकि स्टैटिक चार्ज, सतह पर गंदगी या उंगली के हवा में रहने से भी गलत टच हो सकता है।
आवेदन द्वारा चयन
उपयोग के अनुसार तकनीक का चयन करें। उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और स्वच्छ वातावरण के लिए कैपेसिटिव टचस्क्रीन उपयुक्त हैं। इनमें मल्टी-टच, जेस्चर रिकग्निशन, ऑप्टिकल क्लैरिटी और हल्के स्पर्श से संचालन जैसी सुविधाएं मिलती हैं। फोन, टैबलेट या लॉबी कियोस्क इस श्रेणी में अच्छी तरह फिट बैठते हैं।
मज़बूत और दस्ताने पहनकर काम करने वाले उत्पादों के लिए रेसिस्टिव टचस्क्रीन बेहतर होती है। इसे तब चुनें जब दस्ताने पहनकर काम करना ज़रूरी हो , प्रदूषण की संभावना हो, EMI प्रतिरोध महत्वपूर्ण हो, या लागत कम रखनी हो। हैंडहेल्ड स्कैनर, मेडिकल कार्ट या औद्योगिक HMI इसके लिए उपयुक्त हैं। रेसिस्टिव टचस्क्रीन सटीक डेटा एंट्री के लिए स्टाइलस का भी समर्थन करती है।
पहलू | प्रतिरोधक | Capacitive |
|---|---|---|
दस्ताने पहने हुए इनपुट | सार्वभौमिक इनपुट संगतता; दस्ताने पहने हुए स्पर्श पर भी विश्वसनीय प्रतिक्रिया देता है | यह त्वचा की चालकता पर निर्भर करता है; दस्ताने इन्सुलेटर का काम करते हैं। |
संवेदनशीलता | दबाव की आवश्यकता है | हल्के स्पर्श से सक्रियण |
गलत स्पर्श का जोखिम | लोअर | उच्चतर |
अनुशंसित कब | दस्ताने पहनकर संचालन, संदूषण, ईएमआई, लागत | मल्टी-टच, जेस्चर, स्पष्टता, हल्का स्पर्श |
शोर, अंशांकन, शक्ति और वातावरण को एक ही मानकर चलें। पीसीएपी डिज़ाइन के लिए परिरक्षण और ट्यूनिंग आवश्यक है। प्रतिरोधक डिज़ाइन के लिए अंशांकन और घिसावट नियोजन आवश्यक है। विनिर्देश पत्रक के बजाय अनुप्रयोग को निर्णय लेने दें।
सेंसिंग फ़िज़िक्स ही आगे की सारी प्रक्रिया तय करती है। इलेक्ट्रिक फ़ील्ड को स्कैन करने वाला टच पैनल, प्रेशर का इंतज़ार करने वाले टच पैनल से बिलकुल अलग होता है। पीसीएपी बनाम रेसिस्टिव टच का अंतर ही आपके ड्राइवर, बस और पावर बजट को आकार देता है। नॉइज़, कैलिब्रेशन, पावर और वातावरण को एक साथ ध्यान में रखें।
काम के हिसाब से तकनीक का चुनाव करें। चमकदार, प्रतिक्रियाशील और मल्टी-टच उपभोक्ता इंटरफेस के लिए कैपेसिटिव चुनें। कम लागत, उच्च रिज़ॉल्यूशन, दस्ताने या स्टाइलस इनपुट और कठिन परिस्थितियों में काम करने के लिए रेसिस्टिव चुनें।
हाइब्रिड डिज़ाइन अब एक लचीले सेंसर में दोनों प्रभावों को मिला देते हैं। ह्वांग एट अल. ने एक ऐसे उपकरण के बारे में बताया है जो स्पर्श और दबाव दोनों का एक साथ पता लगाता है। इन्हें आशाजनक मानें, हर उत्पाद के लिए सिद्ध नहीं।
सामान्य प्रश्न
क्या कैपेसिटिव टच पैनल को टच रजिस्टर करने के लिए दबाव की आवश्यकता होती है?
नहीं। एक कैपेसिटिव टच पैनल आपकी उंगली के सेंसर के पास आने पर कैपेसिटेंस में होने वाले छोटे से बदलाव को पहचान लेता है। यह बदलाव बहुत कम होता है, लगभग 1 pF, इसलिए कंट्रोलर कई सैंपल को फ़िल्टर करके उनका औसत निकालता है। एक रेसिस्टिव स्क्रीन इसके विपरीत काम करती है। यह आपकी उंगली के दबाने का इंतज़ार करती है ताकि इसकी दोनों परतों के बीच का हवा का गैप बंद हो जाए।
कौन सी तकनीक मल्टी-टच को सपोर्ट करती है?
पारस्परिक धारिता संवेदन मल्टी-टच को सपोर्ट करता है। यह एक अक्ष को संचालित करता है और दूसरे को संवेदित करता है, इसलिए यह प्रत्येक उंगली को अलग-अलग पहचानता है। स्व-धारिता संवेदन में दो उंगलियों के एक साथ स्पर्श करने पर अदृश्य बिंदुओं की समस्या होती है। एक प्रतिरोधी स्क्रीन केवल एक संपर्क बिंदु की रिपोर्ट करती है, इसलिए यह सतह पर होने वाले संकेतों को ट्रैक नहीं कर सकती।
क्या मैं इन स्क्रीन के साथ स्टाइलस या दस्ताने का उपयोग कर सकता हूँ?
एक प्रतिरोधक स्क्रीन किसी भी प्रकार के दबाव से प्राप्त होने वाले इनपुट को स्वीकार करती है, जिसमें प्लास्टिक स्टाइलस या दस्ताने वाला हाथ भी शामिल है। एक संधारित्र स्क्रीन को चालक इनपुट की आवश्यकता होती है, इसलिए इन्सुलेटिंग दस्ताने से यह काम नहीं करेगी। दस्ताने के अनुकूल संधारित्र डिज़ाइन संवेदनशीलता को बढ़ाते हैं, और एक अध्ययन में आरएनएन क्लासिफायर के साथ 97.1% सटीकता प्राप्त हुई।
प्रत्येक डिजाइन को कितने अंशांकन की आवश्यकता होती है?
एक रेसिस्टिव स्क्रीन को असेंबली के समय एक साधारण दो-बिंदु या चार-बिंदु कैलिब्रेशन की आवश्यकता होती है। पैनल के विकृत होने की स्थिति को छोड़कर, इस चरण को शायद ही कभी दोहराया जाता है। एक कैपेसिटिव कंट्रोलर फ़ैक्टरी ट्यूनिंग के साथ आता है, फिर भी आपको उत्पाद के जीवनकाल के दौरान शोर सीमा और पर्यावरणीय विचलन को नियंत्रित करना होता है।
कौन सा डिज़ाइन कम बिजली की खपत करता है?
प्रतिरोधक स्क्रीन संपर्क होने तक लगभग नगण्य विद्युत प्रवाह करती है। संधारित्र स्क्रीन को उंगली के आने का पता लगाने के लिए लगातार स्कैन करना पड़ता है, इसलिए इसका नियंत्रक सक्रिय रहता है। इसी कारण से, लंबे समय तक निष्क्रिय रहने वाले बैटरी उत्पादों में प्रतिरोधक स्क्रीन को प्राथमिकता दी जाती है।
