Šajā emuāra ierakstā mēs uzzināsim par kapacitatīvo skārienekrānu principiem, elektrības plūsmu un to, kā mūsu ķermeņi darbojas kā vadītāji.
2024. gadā 10 labāko globālo zīmolu reitingā būs Apple, Microsoft, Amazon, Google un Samsung Electronics no Dienvidkorejas. Kas šiem uzņēmumiem ir kopīgs? Tie visi ir uzņēmumi, kas specializējas elektrisko vai elektronisko produktu ražošanā. Tagad atgriezīsimies pie tā, kad jūs pamodāties šorīt, un atskatīsimies uz savu dienu. Jūs pieceļaties no gultas, ieejat siltā dušā un pārbaudāt savu viedtālruni, kuru iepriekšējā vakarā pievienojāt lādētājam. Jūs ēdat brokastis un braucat ar sabiedrisko transportu uz darbu vai skolu. Jūs strādājat pie datora dienasgaismas lampu gaismā, apmeklējat sanāksmes un klausāties lekcijas. Katrs šī procesa solis ietver tehnoloģijas, kas izmanto elektrību. Elektrība ir būtiska mūsu dzīvē, un tā ir arī ļoti svarīgs resurss, kas rada pievienoto vērtību un nodrošina nepārtrauktu attīstību un izaugsmi vairāk nekā pusei uzņēmumu, kas ierindoti 10 labāko globālo zīmolu vērtības reitingā.
Aplūkosim elektrības principus, kas tik daudzējādā ziņā bagātina mūsu dzīvi. Visa matērija pasaulē sastāv no atomiem. Atomi sastāv no kodola centrā un elektroniem. Elektronus var iedalīt divos veidos: tie, kas ir saistīti ar kodolu, un tie, kas brīvi pārvietojas, kurus sauc par brīvajiem elektroniem. Brīvie elektroni ir daļiņas, kas nodrošina elektrības plūsmu. Kad šiem atomiem tiek pielikta potenciālu starpība, brīvie elektroni ap atomiem plūst vienā virzienā, izraisot elektrības plūsmu. Apskatīsim vienkāršāku piemēru. Iedomājieties, ka kastē ripo bumbiņas. Iedomāsimies šīs bumbiņas kā brīvos elektronus. Uz līdzenas virsmas šīs bumbiņas brīvi ripo. Tagad paceliet vienu kastes stūri. Visas bumbiņas sapulcēsies pretējā stūrī. Ja iedomājaties, ka kaste ir ļoti gara caurule, bumbiņas vienlaikus ripos uz leju, ko mēs redzam kā elektrības plūsmu.
Atkarībā no elektrības plūsmas pakāpes, materiālus pasaulē var iedalīt vadītājos, izolatoros un pusvadītājos. "Elektrības plūsmas pakāpi" var uzskatīt par iepriekš minēto "brīvo elektronu skaitu". Vadītāji ir materiāli, kuros ir daudz brīvo elektronu, tāpēc pat neliela potenciālu starpība izraisa elektrības vieglu plūsmu. Metāli, kurus mēs parasti izmantojam elektriskajos vados, ir labi vadītāju piemēri. Izolatoriem gandrīz nav brīvo elektronu, tāpēc pat tad, ja tiek piemērota potenciālu starpība, elektriskā strāva neplūst viegli. Gumija un plastmasa ir izolatoru piemēri. Pusvadītāji ir materiāli, kas parasti ir izolatori, bet ļauj elektriskajai strāvai plūst, ja ir izpildīti noteikti nosacījumi. Tos galvenokārt izgatavo, kombinējot dažādus materiālus, un izmanto datoru mikroshēmās un dažādās elektroniskās ierīcēs.
Tātad, vai mūsu ķermenis ir vadītājs vai nevadītājs? Jūs, iespējams, esat dzirdējuši par gadījumiem, kad cilvēki ir guvuši elektrotraumu vai zibens spērienu. Arī cilvēka ķermenis ir vadītājs, tāpēc, kad no ārpuses tiek pielikta potenciālu starpība, caur ķermeni plūst elektrība, izraisot negadījumus. Līdz šim cilvēki domāja tikai par elektrības saskares ar cilvēka ķermeni bīstamību. Tāpēc ir pieliktas pūles, lai samazinātu elektriskās strāvas trieciena un elektrības noplūdes izraisītos negadījumus. Gluži pretēji, "kapacitatīvā skārienekrāna tehnoloģija" ir jauna tehnoloģija, kas izmanto faktu, ka cilvēka ķermenis ir vadītājs.
Skārienekrānu tehnoloģijas ietver spiedienjutīgās, kapacitatīvās, infrasarkanās un ultraskaņas tehnoloģijas. Skārienekrānu pirmsākumos plaši tika izmantota spiedienjutīgā tehnoloģija. Spiedienjutīgā tehnoloģija saņem datus no spiediena, ko persona rada, nospiežot ekrānu, tāpēc tai ir trūkumi, jo tā ir mazāk izturīga un nespēj īstenot vairāku pieskārienu funkciju. Tāpēc mūsdienu viedtālruņos un planšetdatoros plaši tiek izmantota “kapacitīvā” skārientehnoloģija. Elektroniskajiem izstrādājumiem ar kapacitatīvo skārientehnoloģiju ir sensori elektrodu veidā, kas piestiprināti pie četriem stūriem. Kad persona pieskaras ekrānam, no personas ķermeņa, kas ir vadītājs, plūst elektrība un sasniedz sensoru. Sensora uztvertās strāvas intensitāte mainās atkarībā no pieskaršanās vietas un attāluma līdz katram sensoram. Ar to sensori var nolasīt precīzas koordinātas. Tādā veidā ierīce var saņemt dažādus ievades datus, pamatojoties uz nolasītajām koordinātām.
Līdz ar viedtālruņu un planšetdatoru tirgus straujo izaugsmi attīstās arī kapacitatīvās skārienekrānu tehnoloģijas, izmantojot plānākas vadošas plēves, lai samazinātu svaru un enerģijas patēriņu, tādējādi nodrošinot ilgāku akumulatora darbības laiku. Pašlaik skārienekrāni galvenokārt tiek izmantoti, lai mainītu esošo elektronisko ierīču ievades metodi. Tomēr, attīstoties skārienekrānu tehnoloģijai, paredzams, ka nākotnē parādīsies daudzi produkti ar skārienekrāna funkcijām, piemēram, logi, dušas telpas un portatīvās IT ierīces, kas izgatavotas no vienas stikla loksnes.
