Dokunmatik Ekran Tipleri

Dokunmatik ekranlar artık hayatımızın içerisine cep telefonlarıyla birlikte neredeyse tamamen girdi. 2007’de iPhone’un yakaladığı başarının ardından piyasaya farklı üreticilerce onlarca yeni dokunmatik ekran telefon sürüldü. Önceden lüks sayılan dokunmatik ekranı artık orta seviye bir telefonda bile rahatlıkla bulabiliyoruz. Bu yazıda cep telefonlarında kullanılan dokunmatik ekran teknolojilerinden ayrıntılı bir şekilde bahsedeceğiz.

Dokunmatik Ekran Nasıl Çalışır

Mantık olarak zor değil, temelde birbiriyle iletişim halinde iki sistem bulunur. Bunlardan bir tanesi dokunmatik ekranı ve bir işlem birimini kapsayan ve dokunulduğunda ekrandaki duyarga(sensör)lardan gelen veriyi koordinata çevirip sisteme ileten sistemdir, diğeri de bildiğimiz işletim sistemidir, işletim sisteminin dokunmayla alakası yoktur, gelen koordinat verisini kullanarak kullanıcının istekleri doğrultusunda hareket etmekle yükümlüdür. Tekli dokunmatik ekranda iki parmağınızla dokunduğunuzda doğru çalışmayacak ya da yanıt vermeyecektir, bununla beraber bu cihazların işletim sistemleri de tekli dokunmatik ekran teknolojisinin getiri ve götürüleri dikkate alınarak tasarlanmışlardır. Yani çoklu dokunmatik ekrana sahip bir telefona böyle bir işletim sistemi yüklemiş olsanız, işletim sistemi aynı anda gelen iki farklı koordinat verisini nasıl kullanacağını bilemez. Çoklu dokunmatikte ise işletim sistemine koordinat’lar’ın verisi gönderilir, işletim sistemi çoklu dokunmatiğe göre ayrı programlanmış olmalıdır. Mesela iPhone işletim sisteminde büyütme küçültme işlemi için parmaklarımızı kıskaç gibi büzüp açarız, bu işletim sisteminde şu şekilde işlenir: ‘Eğer iki noktanın koordinat verisi gelirse, bu iki noktanın uzaklaşması ya da yakınlaşması oranında resmi/web sayfasını büyüt ya da küçült.’ Dokunmatik ekranlardan genel olarak bahsettikten sonra şimdi de cep telefonlarında kullanılan dokunmatik ekran tiplerine geçelim.

Üç farklı dokunmatik teknolojisi var: Rezistif, Kapasitif ve Kızılötesi. Şimdi bu teknolojileri kullanılma sıklığına göre ayrıntılı bir şekilde inceleyelim.

Rezistif Dokunmatik Ekran

Rezistif dokunmatik ekran ortaokuldan bildiğiniz direnç prensiplerini temel alarak geliştirilmiş bir teknoloji. 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 size doğru yanıt vermesini akımdaki ve potansiyel farktaki bu değişkenlik sağlar. Prensipten sonra şimdi yapısını inceleyelim.



Rezistif Dokunmatik Ekranın genel çalışma mantığı

Bu tip dokunmatik ekranlarda sizin temas ettiğiniz kısımdan başlamak üzere toplamda 6 tabaka vardır. (Basitçe 2 tabaka) Dokunduğunuz yüzey pet esnek bir tabakadır. Onun 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.



Rezistif Dokunmatik Ekranın taslak görünümü

Koordinat belirleme olayını biraz daha açalım. Şekilde gördüğünüz mavi şeritlerin arası ekran, yukarıda anlattığımız gibi tabakalanmış bir şekilde iletkenlerle kaplı. 5V gerilim tek taraftan uygulanıyor. Siz 5V’luk gerilim uygulanan tarafa x uzaklıkta dokunursanız y değerinde dirence karşı bir akım oluşturulur. 2x uzaklıkta dokunursanız 2y değerinde dirence karşı bir akım oluşturulur. Sonuçta 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 kontrolcüde işlenerek sizin x mesafeniz sisteme veri olarak iletilir.

Şimdi bu ekran tipinin artı ve eksi yönlerine değinelim.

•+Su ya da toz gibi dış etkenlerden etkilenmiyor
•+Dayanıklı
•+Dokunulmadığı zamanlarda harcadığı enerji sıfıra çok yakın.
•-Aynı anda birden fazla dokunuşu tespit edemiyor.
•-Diğerlerine göre daha fazla kuvvet uygulamanız gerekebilir. Parmakla daha fazla kuvvet uygularken ince çalışamayabilirsiniz.
•-Diğerlerine göre oldukça düşük geçirgenliğe sahiptir.

Kapasitif Dokunmatik Ekran

Kapasitif dokunmatik ekranlar rezistif dokunmatik ekranlara göre biraz daha farklı bir sistemle çalışırlar. Ekranın yapısı aslında daha basittir rezistif ekrana göre, saydam iletkenle kaplı yalıtkan malzeme. Yalıtkan malzemenin cam olması bu ekranı dayanıklı kılar.




Kapasitif Dokunmatik Ekranın temel çalışma prensibi

Nasıl çalıştığına gelelim. 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.

Artı ve Eksileri:

•+ 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.
•-Maliyetlidir.
•-Parmakla dokunmanız gerekir.
•-Rezistif ekranlara göre uyarlanmış işletim sistemlerini çoklu dokunmatik kapasitif ekranla kullanamazsınız.
•-Rezistif’e göre daha fazla enerji harcar.

Kızılötesi (Infrared) Dokunmatik Ekran

Darbe ve çizilme gibi dış etkenlere en dayanıklı dokunmatik ekran tipi kızılötesidir. Ayrıca bahsettiklerimiz arasında en pahalısı da bu tip dokunmatik ekrandır. Fiziksel güç gerektirmez, nazik bir dokunuş yeterlidir. İki tipi vardır.

Optik Kızılötesi Temelli Dokunmatik

Kızılötesi ışık demetleri ekranın bir tarafından diğer tarafına gönderilir, diğer taraftaki duyargalar ışığın gelip gelmediğini sürekli kontrol ederler. Işık geliyorsa işlemciye 1 gelmiyorlarsa 0 gönderirler. Parmağınızı koyduğunuzda ışığın diğer tarafa geçişini engellersiniz, böylece duyarga işlem birimine 0 komutu gönderir. İşlemci komutun geldiği duyargaya göre sizin o eksendeki yerinizi belirler. Diğer eksende de aynı işlemler tekrarlanır, böylece iki eksende koordinatlarınız belirlenmiş olur.




Optik Kızılötesi Dokunmatik Ekranın temel çalışma prensibi

Isıya Duyarlı Dokunmatik

Isıya duyarlı olan dokunmatikler aslında mobil cihazlarda daha çok kullanılır, ama ekranlarda kullanılması nadirdir. Bunun yerine butonlarda kullanılması tercih edilmektedir. En iyi örnek Samsung’un SGH-E900 ve U600 isimli modellerindeki dokunmatik tuşlardır. Ancak sıcak cisimlerle dokunabilirsiniz, parmağınızı buzda bir süre beklettikten sonra bu tuşlara dokundurmanın bir işe yaramadığını gözlemleyebilirsiniz.

Bu tipte de sıcak cisimlerden yayılan kızılötesi ışınlar yüzeydeki duyargalar tarafından algılanır ve koordinasyon verisine çevrilir.

Artılar ve eksileri:

•+Parmak ya da stilus gibi bir cisimle ışınların karşı tarafa geçişini engellemeniz sistemin dokunmayı algılaması için yeterlidir.
•+Ekran özel bir kaplamaya sahip olmadığı için dayanıklıdırlar. (Tabi ki istenirse adi malzemeden de üretilebilir.)
•+Diğer sistemlerde olanın aksine kalibrasyona gerek yoktur. •-Yüksek maliyet.
•-LED’lerden dolayı çözünürlüğün sınırlanması.
•-Isıya duyarlı tip soğuk ellerde performans vermez ve dokunmatik bir ekranı rahat yönetmek için yeterince hassas değildir.

Dokunmatik Ekranların Karşılaştırılması:

Sonuç

Aslında bunlardan başka yüzey dalgası teknolojisi gibi birkaç tane daha dokunmatik ekran çeşidi var ancak kullanılmak için pek müsait değiller, kullanım alanları ve amaçları farklı. Kızılötesi teknolojisi de aslında cep telefonlarında diğerlerine oranla çok çok az kullanılıyor, ama yine de birkaç telefon barındırdığı için yazma gereği gördük. Kısaca tekrar üzerinden geçecek olursak, rezistif ekran tek dokunmaya izin veren ve piyasada 150 liralık Çin malı telefondan 800-1000 liralık PDA'lara kadar her telefonda bulabileceğiniz bir dokunmatik çeşididir, dokunmatik aygıtların çok büyük bir kısmı bu teknolojiden yararlanır. Kapasitif dokunmatik ekran ise daha maliyetlidir ve tüm olanaklarından yararlanabilmek için işletim sistemlerinin farklı programlanması gerekir. Gör

Kaynaklar:

1.http://www.pannam.com/pdf/membrane-switch-resources/Touch-Screen-101.pdf
2.http://www.impulse-corp.co.uk/assets/imgs/prods/Impulse_-_Touchscreen_Technologies.pdf
3.http://www.ehow.com/facts_5050453_types-touch-screens.html
4.http://www.bizzntech.com/2009/01/23/different-types-of-touch-screens-in-mobile-phones
5.http://www.idt.com.au/NextWindow/Comparison.pdf
6.http://www.topbits.com/touch-screen-monitors.html
7.http://www.touchwindow.com
8.http://www.touchcomputer1.net/html_uploads/touchTechnicalInfo/TouchScreensType.html
9.http://www.touchscreens.com
10.http://en.wikipedia.org/wiki/Touchscreen