Что такое емкостный стилус

Стилусы для различных видов сенсорных экранов

Что такое стилус? Каким он может быть? Какова их сфера применения в наше время?

Стилусом называют маленькую палочку, выполненную из металла или пластика, у которой особый наконечник, силиконовый или емкостный. Стилусы можно применить для того, чтобы выбирать элементы меню, рисовать, писать заметки, подписывать документы, и многого иного.

Короче говоря, стилус необходим для того, чтобы управлять сенсорными экранами. А разве нет возможности управлять пальцами, то есть так, как привычно для многих? Уверяем, что не всегда. Иногда нажимать пальцами небольшие символы и значки не так комфортно, как стилусом. Ко всему точность каждого его нажатия всегда намного выше. И скорость работы тоже.

В настоящее время они не очень распространены. Однако были времена, когда счастливых обладателей новомодных смартфонов со стилусами можно было увидеть довольно часто. Отметим при этом, что нередко стилусы терялись. Да ломались часто. Находчивые пользователи тогда задействовали пальцы, спички или зубочистки.

Теперь наступили такие времена, когда пореже встречаешь устройства, которые сразу снабжались бы стилусами. И дело не в том, что элементы интерфейса стали больше. Также дело не в том, что мы привыкли нажимать на дисплее пальцами. За многие годы изменились сами технологии сенсорных мониторов.

ВАЖНО! В зависимости от того, каков тип экрана, стилусы бывают резистивными и емкостными. Резистивные стилусы копируют нажатие или прикосновение пальцем. Емкостные стилусы применяют разность магнито-электрических полей между экраном и электронной начинкой стилуса.

Что такое резистивные экраны

Между монитором и гибкой наружной панелью из пластика находятся микроизоляторы. Когда прикасаешься в заданной точке, то происходит замыкание. Его сигнал обрабатывало специальное устройство. Он в зависимости от того, в каком месте нажал, преобразовывался в координаты дисплея.

Вот для них-то и необходим стилус для экрана. Ведь он реагирует на жесткое нажатие. И ему не хватает простого прикосновения пальцем.

Несмотря на это, пользоваться ими могли даже без стилусов. Когда потеряешь стилус, или он сломается, все-таки нажимать на экран можно. Для этой цели вполне подойдет, например, нажатие ногтем или каким-то другим твердым предметом.

Достоинством таких сенсорных экранов является более быстрый набор текста. Отметим также, что с годами, когда внешняя панель из пластика становится поцарапанной, можно без проблем произвести ее замену.

ВАЖНО! Аналогичные мониторы нередко используются на производствах и в тех условиях, если важна надежность. Для того чтобы сенсор был активированным, нужно взять какой-то предмет или же просто сильно нажать. Даже в том случае, когда пальцы грязные или защищены перчатками.

Что такое емкостные экраны

Как они устроены? Дисплей покрыт тонким токопроводящим слоем. И когда к нему прикасается какой-либо материал, проводящий ток, в участке дисплея меняется сопротивление. Оно становится сигналом того, что произошло нажатие.

Во многих мобильных touch-screen устройствах резистивная технология уже сильно устарела. Причем устарела настолько, что емкостные сенсорные экраны частично вытеснили их.

Надо признать, что емкостный сенсор прочнее. И потому служит он дольше. Это можно объяснить тем, что в нем используется сетка электродов. А она наносится практически на любую поверхность. Если же взять гибкую резистивную мембрану, то ее можно очень легко повредить.

Если говорить проще, то такие сенсорные дисплеи реагируют, стоит только прикоснуться пальцем. Отметим при этом, что данное прикосновение вовсе не должно быть сильным. Подчеркнем также, что емкостный экран в одной точке сможет выдержать намного больше нажатий. А еще он более прозрачный.

При этом напомним, что для емкостных сенсоров может быть реализована такая функция, как multi-touch, которая необходима многим.

Достоинство таких дисплеев в удобстве и надежности. Все потому, что любые посторонние предметы, которые не проводят ток, не смогут случайно включить устройство. Недостатком считается то, что экран не реагирует в том случае, когда пальцы в перчатке или они покрыты жидкостью, грязью.

ВАЖНО! В настоящее время все чаще в продаже встречается емкостный стилус, с помощью которого можно вести управление сенсорным экраном подобной технологии. Преимущественно в нем нуждаются художники, которые имеют желание рисовать на планшетах, у которых емкостный дисплей.

Сегодня компании, специализирующиеся на изготовлении мобильных аксессуаров, выпускают особые стилусы для емкостного экрана. Причем самых разных моделей. Для их изготовления используются различные материалы. Рынок мобильных аксессуаров в основном насыщен стилусами для емкостного экрана четырех типов:

– Стилус, изготовленный в виде кисти из пучка токопроводящих волокон.
– Стилус на губке.
– Стилус из мягкой резины.
– Стилус пластиковый.

Стандартное устройство стилуса

У емкостного стилуса наконечник выполнен из материала, который проводит ток точно так же, как и палец человека. Он изменяет сопротивление в заданном участке монитора.

ВИДЫ СТИЛУСОВ:

Активный, или цифровой, стилус, задействует цифровой преобразователь, который встроен в экран. Он обеспечивает обмен данными между сенсорным экраном и стилусом. Активный стилус способен осуществлять поддержку большинства функций и даже всех функций, которые выполняет мышь. В частности, нажатие правой кнопки, наведение и прочее.

Львиная доля моделей активных стилусов такова, что может блокировать касания рукой, если они случайные, а также касание руки, которая лежит на экране, и движения ладони, когда ты пишешь. Экран отреагирует лишь тогда, когда прикоснешься стилусом.

Пассивный, или емкостный, стилус, действует подобно пальцу. Пассивному стилусу аккумулятор не нужен. Пассивные стилусы работают на любом девайсе, у которого есть сенсорный экран.

Активные и пассивные стилусы несколько отличаются.

АКТИВНЫЙ СТИЛУС:

— Необходим источник питания. Как правило, это аккумулятор.
— Осуществляет поддержку блокировки случайного касания.
— Маленький точный наконечник.
— Чувствителен к нажиму.
— Кнопка, которая имитирует нажатие правой кнопки мыши.
— Кнопка, которая стирает, или же стирающий наконечник.
— Осуществляет поддержку некоторых моделей компьютеров и планшетов.
— Поддерживает наведение курсора.

ПАССИВНЫЙ СТИЛУС:

— Не нужен источник питания.
— Не поддерживает блокировку случайного касания.
— Наконечник большой, нередко выполнен из резины или проводящего пеноматериала.
— К нажиму нечувствителен.
— Нажатие правой кнопки манипулятора путем удерживания кончика стилуса на экране до того, как появится меню.
— Универсальный (действует на всех моделях компьютеров и планшетов, у которых экран сенсорный).

ВАЖНО! Пассивный стилус можно применять на любом сенсорном экране. И на девайсах, которые поддерживают активные стилусы. Узнать, поддерживает ли устройство активный стилус, можно, изучив инструкцию по эксплуатации гаджета.

Как правильно выбирают стилус?

Отличаются стилусы размером. А также тем, для какой поверхности они предназначены. Что выбирать? При выборе обязательно учитывайте не только размер экрана, но его технологию, как и размер объектов на экране, на которые нужно будет нажимать стилусом.

Универсальные стилусы подходят для многих сенсорных экранов. Однако есть резон, когда выбираешь стилус, принимать во внимание конкретные характеристики своего гаджета. Не поленитесь читать рекомендации к вашему девайсу – резистивный экран у него или емкостный.

Скажем, для iPhone, как правило, приобретают стилусы в форме ручки. Наконечник у таких стилусов толстый, поскольку он имитирует прикосновение пальца. Для телефонов Nokia покупают стилусы в виде медиаторов или флешек. А стилус с обычным тонким наконечником подойдет для многих девайсов с сенсорным экраном.

В магазине опробуйте стилус и убедитесь, что он удобно ложится под руку, и им удобно нажимать кнопки на экране. Наконечник должен быть выполнен из силикона, резины или тефлона, поскольку эти материалы не смогут повредить поверхность соприкосновения. Наконечники бывают толстыми, как палец человека, а также тонкими.

Как сделать стилус для емкостного сенсорного экрана своими руками

Лучше, когда форма стилуса остроконечная. Как у чертежного карандаша, которым выполняешь точные движения. Однако подобная форма для емкостного экрана не годится. Он ориентирован на контакт с большей площадью соприкосновения, которую можно сравнить с прикосновением пальца.

А вот кольцевидная форма хорошо воспринимается сенсором. Ко всему просматривается центр кольца. Вот почему можно видеть, куда наводишь стилус, и затем точно попасть. Значит, для того, чтобы сделать чудо-палочку, вам необходимы будут стальная шайба или любой другой материал, проводящий ток, стержень из алюминия, моток ниток.

Шайбу к стержню припаивают под углом, который должен быть максимально совместим с естественным положением руки. Также должно быть полное прилегание плоскости кольца к поверхности экрана. Такая конструкция, к сожалению, царапает экран. Однако проблему можно решить, используя нитки.

ВАЖНО! Кольцевидный край хорош тем, что позволяет обернуть себя ниткой. Не думайте, что дополнительный слой нитки приведет к ухудшению чувствительности экрана. Ведь для того, чтобы определить прикосновение, сенсор в абсолютном контакте не нуждается. Нужно только очень близко поднести палец. Прикосновения при этом может и не быть.

ЧТО В РЕЗУЛЬТАТЕ?

— Реакция такая же, как на палец. Нет необходимости надавливать.
— Не оставляет следов, не делает царапин и даже вытирает экран.
— Прицел точный.

И теперь немного о недостатках. Принцип работы основан на том, что ток проходит через стилус из металла к телу человека. Значит, в перчатках самодельный стилус работать не будет.

Подчеркнем, что один производитель из Канады уже производит стилусы аналогичной конструкции. Освоено и серийное производство. Получается, что конструкция действительно удачная.

Источник

Как работает стилус для смартфона и зачем он нужен

Содержание

Содержание

Современный стилус для смартфона или планшета — это многофункциональное электронное перо для управления и навигации. Стилусы используют и с другими устройствами, включая навигаторы, дисплеи ноутбуков и моноблоков. Существуют ситуации, когда это приспособление просто необходимо. Как работает стилус для смартфона, зачем он нужен и чем отличаются модели — об этом далее.

Как сенсорный экран воспринимает прикосновения и как устроены стилусы

Мы уже писали о том, как работает сенсорный экран смартфона, поэтому повторяться не будем, но в этом материале расскажем о разновидностях экранов и стилусах для них. Принцип работы стилуса и его возможности взаимосвязаны с типом сенсорного экрана. От этого зависит и совместимость.

Стилусы для резистивных сенсорных экранов

В старых «доайфоновских» телефонах использовался резистивный дисплей. Именно нажатие и продавливание пленки-мембраны под пальцем или стилусом определяло координаты, потому что происходило соприкасание со считывающей подложкой. То есть нужно было действительно нажимать на символы и значки на экране — физическое воздействие обязательно. Такие экраны использовались в самых первых смартфонах, в комплекте которых почти всегда был стилус — по-другому нормально пользоваться гаджетом было практически невозможно.

Резистивные сенсорные экраны еще используют, но уже не с таким размахом. Например, в некоторых смартфонах или планшетах, бытовой технике, электронных книгах. Главная проблема — нет поддержки мультитача. Кроме того, нужно прикладывать хотя бы минимальные усилия, чтобы система корректно распознавал ввод.

Пассивные емкостные стилусы

Современное альтернатива— емкостный сенсорный экран. Существует несколько разновидностей данного решения. Это совершенно иная технология, где уже ничего не нужно продавливать: физическое нажатие не требуется — достаточно касания.

Суть технологии сводится к тому, что сам дисплей генерирует электрическое поле за счет сети встроенных электродов, которые подают слабый переменный ток. При касании пальцем, происходит утечка тока, ведь человеческое тело работает как проводник электричества. Формируется конденсатор. Контроллер отслеживает точки, где потенциал становится меньше базового потенциала электродов. Таким образом изменения емкости помогают определить наличие контакта и его координаты.

Простейшие стилусы для емкостных сенсорных экранов — емкостные палочки, пассивные емкостные стилусы — имитируют человеческий палец и мало чем отличаются от пера для резистивных сенсорных экранов. В этом случае наконечник стилуса и руку пользователя соединяют при помощи токопроводящих материалов. Простейшие приспособления в домашних условиях может сделать каждый.

Преимущества пассивных емкостных стилусов:

У таких решений есть и целый список проблем.

Аактивные емкостные стилусы

В отличие от пассивных, здесь есть свой источник питания, который передает заряд на наконечник, который может быть очень тонким — как у ручки или карандаша. Как и в обычном емкостном сенсорном экране, здесь установлена сеть электродов, но их намного больше. Это необходимо, чтобы точно определять координаты касания.

В качестве источника питания используются батарейки или встроенный аккумулятор. В первом случае можно поставить другую батарейку после исчерпания ресурса, но из-за этого аксессуар тяжелее. Встроенный аккумулятор заменить не получится, но они служат очень долго, если соблюдать правила эксплуатации. Такие стилусы меньше, легче и дороже. Ярким примером можно назвать Apple Pancil. Встроенный источник питания открывает огромные возможности. Производители могут устанавливать сложную электронику, а это отражается на функциональности приспособления.

Индукционно-емкостные стилусы

А теперь немного волшебства. Есть еще одна интересная технология, которая в темные доайфоновские времена использовалась с графическими планшетами. Смартфон может вовсе не иметь сенсорного дисплея, но будет поддерживать управление стилусом. Как это возможно? При помощи индукционно-емкостных стилусов и экранов.

Чтобы технология работала, под дисплеем установлена антенна, состоящая из множества ячеек, а в самом стилусе есть передатчик. Антенна посылает сигнал, и, получая ответ от передатчика, определяет положение цифрового пера в пространстве. Для этого контроллер смартфона оценивает силу сигнала каждой ячейки.

Это позволяет вовсе исключить контакт с экраном. Например, если положить на дисплей смартфона пластиковый лист, поводить по нему и убрать, все действия будут выполнены. «Сила» пальца в этом фокусе не поможет, но с индукционно-емкостным стилусом проблем не возникнет.

В аксессуаре может быть установлен источник питания в виде батарейки или аккумулятора, но чаще всего схема питается от смартфона при помощи беспроводной зарядки. В дело вступает технология электромагнитного резонанса: Electro-Magnetic Resonance (EMR). Это решение реализовано в Samsung S Pen, HP Active EMR Pen, аналогах Microsoft, большинстве графических планшетов и даже в некоторых ноутбуках.

Принцип взаимодействия можно описать так:

Отсутствие отдельного источника питания ограничивает возможности начинки, поэтому функциональность ниже, чем у активных емкостных стилусов. Зато цена более доступна.

Лидером в этом направлении является Wacom, известная дизайнерам по графическим планшетам, но сейчас есть и другие компании, преуспевшие в этом направлении. Если используется EMR-панель и стилус, то разработчики компании практически наверняка приложили к этому свои руки. Например, Samsung S Pen, планшеты Microsoft первого и второго поколения.

Внутри активного или индукционно-емкостного стилуса находятся миниатюрные платы, на которых установлены различные элементы: Bluetooth-модуль, акселерометр, гироскоп, источник питания. Работа почти ювелирная.

Встроенная электроника серьезно расширяет функциональность гаджета. Например, контроллер распознает угол наклона, на аксессуаре может быть кнопка стирания или ластик на противоположной стороне от наконечника.

Наконечники и уровни давления

Современные высокотехнологичные стилусы поддерживают разную силу нажатия. Чем сильнее давишь — тем толще линия. Это более точно повторяет работу карандаша, кисти и других изобразительных инструментов. Устройство может распознавать, например, 2048, 4096 или 8192 уровней нажатия. За это отвечает отдельный узел, который связан с наконечником.

Контроллер стилуса определяет нажатие благодаря изменениям индуктивности системы. Например, в Samsung S Pen используется разомкнутый сердечник, между частями которого установлена эластичная мембрана. При нажатии на наконечник расстояние между частями сердечника сокращается, что вносит изменения в электромагнитное поле.

Схожий подход используется в аксессуарах других брендов. Изменения в схеме отслеживает внутренний контроллер перед передачей сигнала смартфону. Сам же наконечник может быть разным.

В зависимости от назначения приспособления используются следующие материалы:

В большинстве случаев наконечники являются съемными. Это позволяет заменить деталь в случае износа. В комплектации может быть несколько наконечников или же они могут продаваться отдельно. Например, мягкие или жесткие наконечники.

Чем отличаются дорогие стилусы от дешевых

Вот мы плавно и подошли к главному вопросу. Стоит ли платить больше Samsung S Pen, Apple Pencil 1/2, Huawei M-Pencil и продукты других крупных производителей электроники или же это бессмысленная переплата за бренд? Ответ, на самом деле, не очевидный. Разберем по пунктам.

На первый план выходит совместимость. Мы выяснили, что существует несколько основных видов сенсорных экранов, при этом в совместимых со стилусом смартфонах по-разному реализовано взаимодействие. Обратите внимание, что цифровые перья разных брендов не взаимозаменяемы. Более того, даже в рамках одной линейки конкретного производителя совместимость не всегда есть. Например, у устройств разного поколения разработчики могли по-разному реализовать взаимодействие.

Разумеется, если устройство не поддерживает работу с активными или индукционными стилусами, то нет смысла переплачивать — достаточно выбрать универсальный аксессуар. Если фирменный стилус потерялся, но нет возможности найти/приобрести оригинальное приспособление, то часто выбор падает на недорогие емкостные палочки. Проблема в том, что они не крепятся на корпусе смартфона или в отсеке для стилуса — просто не помещаются. В этом случае можно взять универсальный стилус на цепочке с кольцом, и носить его с ключами или пристегнуть к чему-то еще.

Целесообразно ли? Если стилус используется как элемент стиля или же для решения специализированных задач (рисование, письмо, работа через смартфон), то да. Приспособление будет экономить время и нервы, делая взаимодействие более комфортным. Как уже говорилось, некоторые действия нельзя так же хорошо выполнить пальцем.

И самое главное. Программное обеспечение. Установить электронику в аксессуар — мало, надо еще грамотно отладить работу. Вот почему стилусы ведущих производителей смартфонов отличаются по своим возможностям — дело не только в аппаратной части и принципах работы, но и в ПО. В таких стилусах есть своя прошивка, не говоря уже об изменениях в операционной системе самого девайса. Когда ОС распознает аксессуар, активируется специальный режим. Например, возрастает частота дискретизации, появляется возможность настроить перо и задать дополнительные функции.

Модели сторонних производителей могут быть симбиозом емкостной палочки и пульта (Bluetooth-подключение), но в этом случае система работает иначе. Некоторые китайские ноунейм производители стилусов делают свои прошивки на основе официальных, чтобы система распознавала аксессуар. Насколько это легально — другой вопрос. Корректность работы под вопросом. Есть, разумеется, и лицензированные производители.

Чего нельзя сделать без стилуса

Начнем с самого простого и очевидного — рисования. Электронное перо удобно сидит в руке и позволяет делать более точные движения по экрану. Эскизы, чертежи, подписи и просто рисунки для души — все это можно сделать стилусом, когда бумаги нет под рукой. А еще аксессуар расширяет возможности работы с документацией, таблицами, сервисами и даже некоторыми играми.

Вдохновение может прийти неожиданно. По пути до рабочего места гениальная идея может уже испариться. Творческие люди знают, как часто это бывает. Смартфон всегда под рукой, поэтому к делу можно приступить безотлагательно. Помимо графических дизайнеров, рисовать нравится взрослым и детям. Можно сделать рисунок на фото. Результат уже находится в цифровом виде. Его можно сохранить, перенести в облако или сразу отправить кому-то.

На экране смартфона можно делать заметки и даже вести полноценные конспекты. Возможности зависят от ПО. Например, при помощи системы распознавания символов рукописный текст можно преобразовать в печатный. Функция пока не нашла широкого распространения и поддерживает ограниченное количество языков. Для обработки используются интеллектуальные алгоритмы и нейросети.

Выделять фрагменты текста пальцем не так удобно. Кроме того, можно сразу вызвать дополнительные функции, такие как перевод или копирование. Выделив область, можно быстро сделать скриншот. Те, кто работают и общаются в социальных сетях с помощью телефонов однозначно оценят эти возможности.

Стилусом можно не только водить по экрану, но и взаимодействовать со смартфоном на небольшом расстоянии при помощи жестов и кнопок. В таких случаях аксессуар заменяет пульт. Приспособление можно использовать для управления камерой, перелистывания фото в галерее. Это может пригодиться в рабочих целях. Например, для проведения презентаций. Есть еще много интересных функций, реализованных в отдельных моделях. Поделиться ими можно в комментариях.

Источник