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Come funzionano le schermate sensibili al tocco?
May 04, 2017

I touchscreen hanno utilizzato una varietà di tecniche negli ultimi due decenni per rilevare il posizionamento di un dito su uno schermo che vanno dal sensing meccanico, ottico e elettrico. I touchscreens elettrici capacitivi di oggi si sono rivelati il modo più versatile ed efficiente per sensibilizzare il tocco umano.

Un condensatore è un circuito elettrico che, nella sua forma più semplice, è composto da due elettrodi conduttori separati da un divario isolante. Una corrente continua (DC) di elettricità non può occuparsi di questo divario, ma una corrente alternata (AC) può indurre una carica di flusso da un lato all'altro. La superficie di un touchscreen è coperta da una griglia di elettrodi. Ovunque arrivi il nostro dito, si forma un contatto capacitivo e la corrente CA generata all'interno del dispositivo indica una corrente corrispondente all'interno del nostro corpo, che aiuta a colmare il divario e completare il circuito.

"Gli esseri umani sono buoni conduttori", spiega Neil Gershenfeld, direttore del Centro per i bit e degli atomi del MIT, quindi usando le dita per chiudere un circuito elettrico rende molto facile rilevare il tocco umano con alta fedeltà. Se una posizione di griglia sul touchscreen è quella di rilevare la corrente CA, "ci deve essere un percorso di ritorno [elettrico]", dice Gershenfeld. Per un touchscreen su un dispositivo palmare come uno smartphone, "lo stai tenendo con l'altra mano", e questo completa il ciclo elettrico sul retro del dispositivo, elettricamente collegato a terra. Se il touchscreen fa parte di un'installazione, ad esempio un bancomat, una parte del nostro corpo è probabilmente in contatto con un terreno elettrico. "E 'molto difficile (per i nostri corpi) evitare di fare un contatto a terra", sottolinea Gershenfeld, che praticamente garantisce che gli esseri umani (o le loro dita) possono chiudere un ciclo elettrico per schermi capacitivi.

Se suona allarmante di avere elettricità che passa attraverso il tuo corpo, non preoccuparti. Le correnti AC in touchscreen sono all'interno di livelli per la conduzione di carica naturale nei nostri corpi, e la vera rivoluzione e l'utilità dei touchscreen moderni risiede nella rapidità delle loro risposte. "L'eroe non presunto è il microcontrollore", osserva Gershenfeld. Dietro ogni elettrodo su una griglia di touchscreen si trova "un microcontrollore incorporato che ha un orologio di nanosecondi". È questo tempo di risposta veloce che consente agli smartphone moderni di avere una tale interazione liscia con il tocco umano, ed è questo progresso che ha spinto il crescente appello Di touchscreen negli ultimi anni.

Il sensing capacitivo ha portato a nuove innovazioni inaspettate, come il sensore principale utilizzato nei sistemi di automobile di sicurezza per le automobili per rilevare la posizione dei loro occupanti, commercializzata dal laboratorio di Gershenfeld e basata su una sorta di imaging che usa campi elettrici. Con una piccola collaborazione tra uomo e macchina, le schermate sensibili al tocco hanno aperto le porte a una serie di nuove tecnologie interattive.