Коротка Історія Тачпада

https://control-ctrl.com.ua/ Тачпад — досить цікавий пристрій. Чому цікаве? Спробуйте провести по ньому, наприклад зворотною стороною ручки або олівця. Нічого не відбувається, правда? А вся справа в тому, що основа його роботи — це вимірювання ємності пальця. Ємнісні сенсори, які розташовані вздовж вертикальних і горизонтальних осей тачпада, дозволяють визначити точне положення пальця. Вся справа в площі провідних предметів.

Довгий час виробники не могли обрати спільну назву для тачпадів різних конструкцій. Використовувалися терміни «glidepoint», «touch sensitive input device», «touchpad», «trackpad» і «pointing device»

У 1982 році фірма Apollo Computer укомплектувала свої комп'ютери для робочих станцій клавіатурами, на правій стороні яких був розміщений тачпад

З 1990‑х років тачпади стали використовуватися в ноутбуках

Робота тачпадів заснована на вимірюванні електричної ємності між пальцем і датчиком або між двома датчиками. Ємнісні датчики розташовані уздовж вертикальної і горизонтальної осей тачпада, що дозволяє визначити положення пальця з потрібною точністю.

Робота тачпадів заснована на вимірюванні електричної ємності між пальцем і датчиком або між двома датчиками. Ємнісні датчики розташовані уздовж вертикальної і горизонтальної осей тачпада, що дозволяє визначити положення пальця з потрібною точністю. Чутлива поверхня пристрою являє собою сітку з двох шарів металевих провідників, розділених шаром тонкої ізолюючої прокладки. Прокладка являє собою лавсанову плівку. Провідники в одному шарі розташовані паралельно один одному; шари провідників розташовані так, що провідники з одного шару перпендикулярні провідникам з іншого. Два шари провідників виконують роль обкладок, а прокладка виконує роль діелектрика; конденсатори формуються на перетині перпендикулярних провідників.

Після включення пристрою між обкладками конденсатора утворюється електричне поле. Починається підготовка пристрою до роботи. Мікроконтролер подає напругу на два провідника, розташованих в різних шарах, вимірює опір між ними, запам'ятовує виміряне значення в пам'яті, потім припиняє подачу напруги і подає напругу на два інших провідника, розташованих в різних шарах. Так повторюється до тих пір, поки мікроконтролер не виміряє і не збереже опору між кожною парою провідників, розташованих в різних шарах.

Далі пристрій переходить у звичайний режим роботи. Мікроконтролер продовжує вимірювати опору між парами провідників, але тепер порівнює виміряні значення із збереженими в пам'яті. Час, за який мікроконтролер встигає зняти показання з усіх датчиків» , є однією з характеристик тачпадів.

Человеческое тело является хорошим проводником. При приближении пальца к чувствительной поверхности палец выполняет роль обкладки конденсатора; у конденсаторов, расположенных вблизи пальца, происходит изменение электрического поля, и, соответственно, ёмкости. Микроконтроллер измеряет сопротивление между парами проводников и сравнивает измеренные значения с сохранёнными в памяти. Анализируя отклонения измеренных значений от сохранённых микроконтроллер может определить координаты (X, Y) места касания и давление (Z), оказываемое на поверхность. Это возможно благодаря тому, что чем большее давление прилагается к поверхности или чем большее количество пальцев находится вблизи поверхности, тем больше полная ёмкость конденсатора, образуемого поверхностью устройства и пальцем.

На ёмкость конденсаторов сетки влияет не только палец, но и внешние электрические поля, и другие физические эффекты. В результате ёмкость постоянно изменяется . Для устранения дрожания измеренных значений применяются «фильтрующие» алгоритмы. Алгоритмы заменяют резкие изменения измеренных значений на плавные (сглаживают). Чаще всего используется простой алгоритм, называемый алгоритмом «усредняющего окна». Согласно этому алгоритму значение текущих координат определяется усреднением двух последних не сглаженных значений:

где:

• X_{текущее} — сглаженное значение;
• U_новое, U_{предыдущее} — измеренные и не сглаженные значения.

Для увеличения степени сглаживания дрожаний используют усреднение трёх или более новых (только что измеренных и не сглаженных) значений или используют взвешенные алгоритмы, например, такой:

Измеряя полную ёмкость, можно определить степень нажатия, то есть третью координату Z. Если на чувствительной поверхности нет пальца, координата Z равна нулю. Для определения перемещения пальца устройство контролирует увеличение координаты Z сверх некоторого порога, затем вычисляет изменение координат X и Y до момента равенства нулю координаты Z, что соответствует окончанию движения и удалению пальца от чувствительной поверхности устройства. Полученные значения ΔX и ΔY используются далее для перемещения указателя, отображаемого на экране.