+90 212 671 61 47

Sosyal Medyada Biz}

Dokunmatik Ekranlar HMI

DOKUNMATİK EKRANLAR ( HMI )

Temelde birbiriyle iletişim halinde iki sistem bulunur.  Bunlardan bir tanesi dokunmatik ekranı ve bir işlem birimini kapsayan ve dokunulduğunda ekrandaki duyargalardan (sensörlerden) gelen veriyi koordinata çevirip sisteme ileten sistem, diğeri de işletim sistemidir.  İşletim sistemi, gelen koordinat verisini kullanarak kullanıcının istekleri doğrultusunda hareket etmekle yükümlüdür.  Tekli dokunmatik ekranda iki parmak ile dokunulduğunda hatalı koordinat bilgisi oluşur ya da yanıt oluşmaz.  Cihazların işletim sistemleri tekli dokunmatik ekran teknolojisinin getiri ve götürüleri dikkate alınarak tasarlanmışlardır [1].

Dokunmatik ekranlarda 3 temel teknoloji mevcuttur:  Rezistif, Kapasitif ve Kızılötesi [1].

Rezistif dokunmatik ekran, direnç prensiplerini temel alarak geliştirilmiş bir teknolojidir.  Direncin boyunu ne kadar uzatırsanız direnci o kadar artar, boyunu ne kadar kısaltırsanız direnç de o kadar azalır.  Direncin artıp azalmasına göre de iletkenden geçen akım miktarı ve uçlar arasındaki potansiyel fark değişir.  İşte rezistif dokunmatik ekranların doğru yanıt vermesini akımdaki  ve potansiyel farktaki bu değişkenlik sağlar.  Rezistif Dokunmatik Ekranın yapısı Şekil IV.1’de verilmiştir [1].

1

Şekil IV.1 Rezistif Dokunmatik Ekranın Yapısı [1]

 

Bu tip dokunmatik ekranlarda temas edilen kısımdan başlamak üzere toplamda 6 tabaka vardır.  Dokunulan yüzey pet esnek bir tabakadır. Tabakanın altında devre katmanı bulunur.  Devre katmanının iç kısmı iletken kaplama ile kaplıdır.  Alt kısım da temel olarak üç katmandır.  En altta destek cam ya da akrilik destek tabakası, onun üstünde alt devre tabakası bulunur ve bu katman üstte olduğu gibi iletken kaplamayla kaplı durumdadır.  İç katmanların üstünde basınç uygulandığında içeri çöken alanı sınırlandırmak ve daha doğru sonuçlara ulaşılmasına yardımcı olmak amaçlı ayraç noktalar bulunur [1].

2

Şekil IV.2 Rezistif Dokunmatik Ekranın Taslak Görünümü [1]

 

Koordinat belirleme olayını biraz daha açarsak Şekil IV.2’de görüldüğü gibi mavi şeritlerin arası ekran, yukarıda anlatıldığı gibi tabakalanmış bir şekilde iletkenlerle kaplıdır.  5V gerilim tek taraftan uygulanır.  5V’luk gerilim uygulanan tarafa x uzaklıkta dokunulursa y değerinde dirence karşı bir akım oluşturulur.  2x uzaklıkta dokunulduğunda 2y değerinde dirence karşı bir akım oluşturulur.  Sonuç olarak ilk durumda 2A akım geçerse ikinci durumda direnç iki kat arttığı için A akım geçer.  İlk durumda 4V’luk potansiyel fark varsa ikinci durumda 2V’lık potansiyel fark oluşur.  İşte bu potansiyel fark değerleri değerleri kontrolörde işlenerek dokunulan x mesafesi sisteme veri olarak iletilir [1].

Rezistif dokunmatik ekranların avantajları [1];

  • Su ya da toz gibi dış etkenlerden etkilenmez,
  • Dayanıklıdır,
  • Dokunulmadığı zamanlarda harcadığı enerji sıfıra çok yakındır.

Rezistif dokunmatik ekranların dezavantajları [1];

  • Aynı anda birden fazla dokunuşu tespit edemez.
  • Diğerlerine göre daha fazla kuvvet uygulamak gerekebilir.
  • Diğerlerine göre oldukça düşük geçirgenliğe sahiptir.

Kapasitif dokunmatik ekranlar, rezistif dokunmatik ekranlara göre biraz daha farklı bir sistemle çalışırlar.  Aslında ekranın yapısı rezistif ekrana göre daha basittir, saydam iletkenle kaplı yalıtkan bir malzemedir.  Yalıtkan malzemenin cam olması bu ekranı dayanıklı kılar [1].

3

Şekil IV.3 Kapasitif Dokunmatik Ekranın Yapısı [1]

 

Ekranın dört köşesinden uygulanan gerilimle ekran yüzeyinde elektrostatik alan oluşturulur.  Yüzeyin herhangi bir yerine yük depolayabilen bir iletken temas ettirildiğinde bu elektrostatik alanda oluşan değişim köşelere yerleştirilmiş osilatörler tarafından gözlenebilir hale gelir.  Osilatörlerden toplanan veriler işlem birimine gönderilerek koordinat verisi haline çevrilir ve sisteme aktarılır [1].

 

Kapasitif dokunmatik ekranların avantajları [1];

  • Birden fazla dokunmanın algılanmasına izin verir ve sürükleme yaparken de rahatlık sağlar,
  • Rezistif ekranlara göre çok daha hassastır,
  • Üst yüzeyin esnek olması gerekmediğinden sertlik ve çizilmezlik konusunda başarılı yalıtkanlar kullanılarak dayanıklılık arttırılabilir.

Kapasitif dokunmatik ekranların dezavantajları [1];

  • Maliyetlidir,
  • Parmakla dokunulması gerekir,
  • Rezistif ekranlara göre uyarlanmış işletim sistemleri çoklu dokunmatik kapasitif ekranla kullanılamaz,
  • Rezistif’e göre daha fazla enerji harcar.

Kızılötesi (Infrared) dokunmatik ekran, darbe ve çizilme gibi dış etkenlere en dayanıklı dokunmatik ekran tipidir.  Fiziksel güç gerektirmez, hassas bir dokunuş yeterlidir.  Optik kızılötesi temelli dokunmatik ekran ve ısıya duyarlı dokunmatik ekranlar olmak üzere iki tipi vardır [1];

Optik kızılötesi temelli dokunmatik ekranlar, kızılötesi ışık demetleri ekranın bir tarafından diğer tarafına gönderilir, diğer taraftaki algılayıcılar da ışığın gelip gelmediğini sürekli kontrol ederler. Işık geliyorsa işlemciye 1 gelmiyorlarsa 0 gönderirler.  Örneğin; parmak ekran üzerinde bir noktaya dokunduğunda ışığın diğer tarafa geçişi engellenir, böylece algılayıcı işlem birimine 0 komutu gönderir.  İşlemci komutun geldiği algılayıcıya göre dokunulan yerin o eksendeki yerini belirler.  Diğer eksende de aynı işlemler tekrarlanır, böylece iki eksende koordinatlar belirlenmiş olur [1].

4

Şekil IV.4 Kızılötesi Dokunmatik Ekranın Yapısı [1]

 

Isıya duyarlı dokunmatik ekranlar, aslında mobil cihazlarda daha çok kullanılır, ekranlarda kullanımı nadirdir.  Bu ekranlara sıcak cisimlerle dokunmak gerekir.  Örneğin; Buzda bir süre bekletilen parmak ile ekrana dokunma işleminde ekranın algılamadığı görülür.  Bu tipte de sıcak cisimlerden yayılan kızılötesi ışınlar yüzeydeki duyargalar tarafından algılanır ve koordinasyon verisine çevrilir [1].

Kızılötesi dokunmatik ekranların avantajları [1];

  • Parmak ya da stilus gibi bir cisimle ışınların karşı tarafa geçişinin engellenmesi sistemin dokunmayı algılaması için yeterlidir,
  • Ekran özel bir kaplamaya sahip olmadığı için dayanıklıdır,
  • Diğer sistemlerde olanın aksine kalibrasyona gerek yoktur.

Kızılötesi dokunmatik ekranların dezavantajları [1];

  • Yüksek maliyetlidir,
  • LED’lerden dolayı çözünürlüğün sınırlanması,
  • Isıya duyarlı tip soğuk ellerde performans vermez ve dokunmatik bir ekranı rahat yönetmek için yeterince hassas değildir.

5

Tablo IV.1 Dokunmatik Ekranların Karşılaştırılması [1]

 

KAYNAKLAR

  1. teknikweb.net/tag/dokunmatik-ekran-mantigi-nedir, “Dokunmatik Ekranlar” , (Erişim tarihi: Mayıs 2010).