四線電阻觸摸屏原理

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一、結構

        上圖是電阻觸摸屏的一個側面剖視圖。手指觸摸的表面是一個硬塗層,用以保護下面的PET層。PET層是很薄的有彈性的PET薄膜,當表面被觸摸時它會向下彎曲,並使得下面的兩層ITO塗層能夠相互接觸並在該點連通電路。兩個ITO層之間是約千分之一英寸厚的一些隔離支點使兩層分開。最下面是一個透明的硬底層用來支撐上面的結構,通常是玻璃或者塑料。
        電阻觸摸屏的多層結構會導致很大的光損失,對於手持設備通常需要加大背光源來彌補透光性不好的問題,但這樣也會增加電池的消耗。電阻式觸摸屏的優點是它的屏和控制系統都比較便宜,反應靈敏度也很好。

二、觸摸座標的計算

        ITO陶瓷層分爲了上下兩層,中間用隔離支點分開,這兩層是X層和Y層。可以看成如下結構:

其中X層上X-到X+和Y-到Y+的電阻是均勻分佈的,又可以看成下面的等效圖:

當計算觸摸點時分爲兩步:

1、計算Y座標,在Y+電極施加驅動電壓V,Y-接地,芯片通過X+測量接觸點的電壓。

由於ITO層均勻導電,觸點電壓與V電壓之比等於觸點Y座標與屏高度之比。

2、計算X座標,在X+電極施加驅動電壓V, X-電極接地,Y+做爲引出端測量得到接觸點的電壓,由於ITO層均勻導電,觸點電壓與Vdrive電壓之比等於觸點X座標與屏寬度之比。

測得的電壓通常由ADC轉化爲數字信號,再進行簡單處理就可以做爲座標判斷觸點的實際位置。

三、測量觸點的壓力

四線電阻式觸摸屏除了可以得到觸點的X/Y座標,還可以測得觸點的壓力,這是因爲按壓觸摸屏後,上下層ITO發生接觸,在觸點上實際是有電阻存在的,如下圖的Rtouch。壓力越大,接觸越充分,電阻越小,通過測量這個電阻的大小 可以量化壓力大小。

怎麼得到Rtouch的阻值?有兩種方法。 第一種方法:要做如下準備工作,如下圖:

1. X- 接地,X+接電源 ,Y+接ADC得到觸點的X座標

2. X- 接地,Y+接電源,X+接ADC得到Z1點的電壓Z1

3. X- 接地,Y+接電源,Y-接ADC得到Z2點的電壓Z2

 

4. 將上述的 2、3步驟轉化爲下圖所示。(add by scw ( 2019-01-24))

現在知道了X座標,即ADC的輸出數值, Z1, Z2,還要知道X-line Y-line的總電阻值就可以計算了:

第二種方法:要做如下準備工作

1. X- 接地,X+接電源,Y+接ADC得到觸點的X座標 ADCx

2. Y- 接地,Y+接電源,X+接ADC得到觸點的Y座標 ADCy

2. X- 接地,Y+接電源,X+接ADC得到Z1點的位置Z1

還要已知X-plate Y-plate的總電阻值

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