kako radi ekran osetljiv na dodir tema je koja pokazuje da fizika nije samo skup formula iz udžbenika. Iza uređaja koji svakodnevno koristimo nalaze se električno i magnetno polje, energija, talasi, toplota i osobine materijala. U nastavku je princip rada objašnjen jasno, ali fizički tačno.
Od dodira prsta do komande na ekranu
Većina savremenih telefona koristi kapacitivni ekran. Ispod zaštitnog stakla nalazi se providna mreža veoma tankih provodnika. Ona stvara električno polje i neprekidno prati promene električnog kapaciteta na površini.
Koji fizički princip omogućava rad uređaja?
Ljudsko telo provodi električnu struju. Kada prst približimo ekranu, on menja lokalno električno polje i kapacitet između provodnih slojeva. Kontroler meri veoma malu promenu na više tačaka i određuje koordinate dodira. Zato telefon može da prepozna i više prstiju istovremeno.
Kapacitet kondenzatora: C = Q/U. Za približno ravne ploče: C = ε·S/d.
Veličine i jedinice:
C – kapacitet u faradima (F), Q – naelektrisanje u kulonima (C), U – napon u voltima (V), ε – permitivnost, S – površina, d – rastojanje.
Kako uređaj radi – korak po korak
- Elektronika šalje slabe električne signale kroz providnu mrežu elektroda.
- Prst menja raspodelu električnog polja na mestu dodira.
- Senzor meri promenu kapaciteta i izračunava položaj.
- Operativni sistem pretvara koordinate u dodir dugmeta, potez ili uvećavanje slike.
Primer iz svakodnevnog života
Suva obična rukavica uglavnom izoluje prst, pa je promena kapaciteta premala. Rukavice za ekrane imaju provodna vlakna koja prenose električni uticaj prsta do površine.
Odakle nastaju gubici energije?
Deo energije troše stalno skeniranje senzorske mreže, osvetljenje ekrana i obrada slike. Sam senzor dodira troši znatno manje energije od osvetljenja i procesora.
Najčešća zabluda
Zabluda: Telefon meri pritisak prsta na staklo.
Objašnjenje: Standardni kapacitivni ekran prvenstveno registruje promenu električnog kapaciteta, a ne mehanički pritisak. Jači pritisak ponekad samo poveća površinu kontakta.
Bezbedna upotreba
Napuklo staklo može povrediti prst i propustiti vlagu do elektronike. Uređaj ne treba koristiti mokrim rukama dok je priključen na oštećen punjač ili kabl.
Mali ogled ili provera bez posebne opreme
Dodirnite ekran prstom, plastičnom olovkom i metalnim predmetom koji držite u ruci. Ne pritiskajte i ne grebite staklo. Uporedite reakciju i objasnite ulogu provodljivosti.
Povezivanje sa gradivom fizike
Tema povezuje električno polje, naelektrisanje, provodnike, izolatore i kondenzatore iz gradiva osmog razreda.
Pitanja za proveru znanja
- Koja veličina se lokalno menja kada prst dodirne kapacitivni ekran?
- Zašto obična vunena rukavica često ne radi na ekranu?
- Da li ekran mora da bude snažno pritisnut?
Odgovori
1) Električni kapacitet. 2) Zato što izoluje prst i slabi promenu električnog polja. 3) Ne, dovoljan je blagi dodir.
Česta pitanja
Zašto ekran ponekad loše radi kada je mokar?
Kapljice vode mogu da provode i promene kapacitet na više mesta, pa kontroler dobija nejasne signale.
Kako telefon prepoznaje dva prsta?
Mreža elektroda meri promene na mnogo tačaka, a softver istovremeno prati više skupova koordinata.
Zaključak
Ekran osetljiv na dodir je praktična primena električnog polja i kapaciteta. Jedva primetna promena pretvara se u preciznu digitalnu komandu.
Ako želite da fiziku razumete kroz primere, formule i zadatke, pogledajte formule iz fizike i rešene zadatke na sajtu Fizičarenje.