211service.com
Wszechstronny czujnik dotyku
Żyjemy w coraz bardziej drażliwym świecie technologii, w którym smartfony i tablety na różne sposoby wyczuwają nasze stuknięcia i gesty. Teraz nowy rodzaj technologii dotykowej, opracowany przez naukowców z Uniwersytetu w Monachium i Instytutu Hasso Plattner, może doprowadzić do zwiększenia wrażliwości na dotyk przedmiotów codziennego użytku, takich jak ubrania, przewody słuchawkowe, stoliki kawowe, a nawet kartki papieru.
Drażliwe uczucie: Rozciągliwe materiały można uwrażliwić na dotyk za pomocą TDR, gdy przewody są ułożone w określone wzory.
Nowa technologia dotykowa opiera się na czymś, co nazywa się reflektometrią w dziedzinie czasu lub TDR, która jest używana od dziesięcioleci do wykrywania uszkodzeń w kablach podwodnych. TDR jest teoretycznie prosty: wyślij krótki impuls elektryczny kablem i poczekaj, aż powróci odbicie impulsu. Na podstawie znanej prędkości impulsu i czasu potrzebnego na powrót oprogramowanie może określić położenie problemu — uszkodzenie w linii lub jakaś zmiana w przewodności elektrycznej.
Patrick Baudisch, profesor informatyki w Instytucie Hasso Plattner, mówi, że inżynierowie zauważyli w latach 60. XX wieku, że technologię tę można wykorzystać do wskazania dotknięcia przewodu. Ostatnio zdolność wykrywania krótkich opóźnień czasowych na bardzo krótkich dystansach stała się bardziej dokładna, co umożliwiło wykorzystanie TDR w aplikacjach interaktywnych.
Według Raphaela Wimmera, studenta Uniwersytetu w Monachium, który wraz z Baudisch opracował nowe podejście, wdrożenie TDR jest proste. Podczas jednej demonstracji przykleił dwa równoległe paski miedzi do kawałka papieru. Metalowe klipsy łączą miedziane paski z generatorem impulsów i detektorem. Wysyłane są impulsy elektryczne o długości pikosekundy, a jeśli wystąpi jakakolwiek zmiana pojemności między dwoma paskami miedzi - na przykład wytworzonymi przez palec w pobliżu przewodów lub dotykających ich - część impulsu jest odbijana z powrotem.
Oscyloskop pokazuje zmieniający się kształt fali wytwarzany przez odbity impuls, a oprogramowanie na podłączonym komputerze analizuje kształt fali, aby określić położenie dotyku. Obecna konfiguracja jest nieco niezgrabna, przyznaje Wimmer, ale twierdzi, że powinno być wykonalne zmniejszenie generowania impulsów, wykrywania i obliczania pozycji na chipie.
Aby powierzchnia była wrażliwa na dotyk, potrzebne są tylko dwa przewody (lub metalowe ślady przewodzącego atramentu), które można skonfigurować w różne wzory, aby uzyskać niezbędne pokrycie. Natomiast pojemnościowy ekran dotykowy, taki jak ten w iPhonie, wykorzystuje matrycę przewodów wychodzących z dwóch boków ekranu. Musisz skierować je do kontrolera w specjalny sposób, a to dość skomplikowane, mówi Wimmer. TDR unika wyzwań inżynieryjnych związanych z tradycyjną pojemnościową powierzchnią dotykową, mówi.
Zastosowanie TDR do dotyku przez Wimmer jest bardzo sprytne, mówi Jeff Han, założyciel i dyrektor generalny Perceptive Pixel, firmy, która opracowuje duże wyświetlacze wielodotykowe. Podejrzewa, że może to zapewnić nowe sposoby wykrywania danych wprowadzanych przez użytkownika, takie jak wykrywanie dotyku w niezmodyfikowanym kablu słuchawkowym, co byłoby trudne do zrobienia w przypadku tradycyjnych czujników.
Wimmer mówi, że w ciągu najbliższych kilku miesięcy naukowcy będą testować sposoby zmniejszenia projektu systemu TDR do chipa. Mówi, że bada również możliwość wykorzystania impulsów świetlnych w światłowodach, a także impulsów elektrycznych w kablach, ponieważ światło byłoby odporne na zakłócenia elektryczne powszechne w pojemnościowych systemach dotykowych.