Báo cáo nhóm học phần vật lý i màn hình cảm ứng điện trở

Màn hình cảm ứng điện trở là lớp ngoài cùng, mặt bên trên của một chiếc điện thoại nơi hiển thị các thông tin, ứng dụng cho phép chúng ta thao tác bằng cách chạm đầu ngón tay vào trên lớ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA KHOA HỌC CƠ BẢN

──────── * ───────

BÁO CÁO NHÓM HỌC PHẦN: VẬT LÝ I

MÀN HÌNH CẢM ỨNG ĐIỆN TRỞ

Sinh viên thực hiện: Phạm Đình Kiên

Đỗ Trung Kiên

Đỗ Hoài Linh Bùi Đức Long

Lớp - Khóa: DHKTOT02 Giáo viên hướng dẫn: ThS Ngô Minh Đức

Hà Nội, tháng 7 năm 2023

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

PHẦN 1: PHẦN MỞ ĐẦU 2

1.1: LÝ DO CHỌN CHỦ ĐỀ 2

1.2: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỀ TÀI 2

1.3: Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 2

PHẦN 2:PHÂN CÔNG VIỆC TRONG NHÓM 3

PHẦN 3: PHẦN NỘI DUNG BÁO CÁO 4

1 Màn hình cảm ứng điện trở 4

2 Cách đọc giá trị điện trở 11

PHẦN 4: PHẦN KẾT LUẦN 17

TÀI LIỆU THAM KHẢO 17

PHẦN 1: PHẦN MỞ ĐẦU

1.1: LÝ DO CHỌN CHỦ ĐỀ MÀN HÌNH CẢM ỨNG ĐIỆN TRỞ

Hầu như hiện nay ai cũng quen thuộc với định nghĩa smartphone và ai cũng đã sử dụng qua ít nhất một chiếc smartphone đến từ các nhà sản xuất như LG, SAMSUNG, SKY,

IPHONE, SONY Hằng ngày chúng ta thao tác sử dụng nhiều nhất chính là phần màn hình cảm ứng nhưng ít ai biết được chính xác công nghệ cảm ứng chúng ta đang sử dụng.

Nhóm 4 hôm nay sẽ giải đáp các thắc mắc này

1.2: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÀN HÌNH CẢM ỨNG ĐIỆN TRỞ

E.A Johnson một nhà sinh thái học người Canada được cho là người đầu tiên phát minh

ra công nghệ màn hình cảm ứng vào năm 1965 với khởi đầu là những bức ảnh và đồ thị được phát họa về màn hình ứng xuất bản vào năm 1967 Công nghệ này đã được cấp bằng sáng chế vào năm 1969, sau đó được các kỹ sư thuộc viện nghiên cứu CERN phát triển thêm và đưa vào sử dụng vào năm 1973

Màn hình cảm ứng điện trở được phát triển bởi nhà phát minh người Mỹ George

Samuel Hurst, người đã nhận được bằng sáng chế số 3.911.215 của Hoa Kỳ vào ngày 7 tháng 10 năm 1975 Phiên bản đầu tiên được sản xuất vào năm 1982

Màn hình cảm ứng điện trở là lớp ngoài cùng, mặt bên trên của một chiếc điện thoại nơi hiển thị các thông tin, ứng dụng cho phép chúng ta thao tác bằng cách chạm đầu ngón tay vào trên lớp màn hình cảm ứng hoặc dùng bút cảm ứng như S-Pen của Samsung để thao tác

Màn hình cảm ứng điện trở sẽ nhận diện dựa trên áp lực đến từ ngón tay, bút cảm ứng

hay bất cứ vật cứng này chạm vào màn hình Các áp lực đó sẽ làm thay đổi điện trở, nhờ

đó xác định được điểm chạm Kỹ thuật này chỉ có thể nhận diện tối đa 1 điểm Độ sáng màn hình cảm ứng điện trở chỉ đạt tối đa khoảng 85%, thường được dùng ở các máy ATM, máy tính công nghiệp,…

Màn hình cảm ứng điện trở là một trong những loại màn hình phổ biến nhất được sử dụng nhiều nhất trên smartphone hay máy tính bảng, tv hiện nay

1.3: Ý NGHĨA CỦA MÀN HÌNH CẢM ỨNG ĐIỆN TRỞ

 Cho biết về khái niệm màn hình cảm ứng điện trở

 Nguyên lý hoạt động của màn hình cảm ứng điện trở

 Công dụng và vai cho của màn hình cảm ứng điện trở

PHẦN 2: PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC

Tên thành viên Công việc Thời gian hoàn thành

Mức độ hoàn thành

(tổng của các thành viên là 100%)

PHẦN 3: NỘI DUNG BÁO CÁO

1 Khái niệm về màn hình cảm ứng

Màn hình cảm ứng giúp người dùng điều khiển thiết bị điện tử thông qua các cú chạm,

khiến thao tác trở nên trực quan và nhanh chóng Đây là một thiết bị vô cùng phổ biến hiện nay, cùng tìm hiểu về khái niệm, nguyên lý hoạt động và phân loại để hiểu rõ hơn về màn hình cảm ứng

Màn hình cảm ứng là công cụ cho phép người dùng vận hành máy tính thông qua những

cú chạm trực tiếp lên màn hình, có thể bằng ngón tay hoặc bút cảm ứng Nguyên lý là khi chạm, màn hình dựa vào sự thay đổi của điện trở, điện dung hoặc điện áp để nhận diện các tác động vật lý, hệ thống điện tử sẽ ghi nhận, hiểu và trả lại kết quả như người dùng mong muốn

Một số ứng dụng của màn hình cảm ứng thường gặp: Điện thoại thông minh, máy tính bảng, máy tính tiền, màn hình cảm ứng trên máy ATM,…

2 Nguyên lý hoạt động và cấu tạo của màn hình cảm ứng

2.1 Cấu tạo

Để làm rõ nguyên lý thì trước tiên bạn cần hiểu rõ về cấu tạo của màn hình cảm ứng Màn hình được cấu tạo gồm 4 lớp, theo thứ tự từ trong ra ngoài là:

 Lớp nền: Tấm nền được phủ bởi một hỗn hợp dẻo, trên đó là lớp yếu tố tạo độ

sáng, giúp đảm bảo mức hiển thị phù hợp

 Lớp màng bán dẫn mỏng (lớp TFT): Lớp này được tạo nên bởi rất nhiều bóng

bán dẫn nhỏ, sự bật tắt của các bóng đèn sẽ tạo nên hình ảnh được hiển thị trên màn hình

 Lớp cảm ứng: Được làm từ thủy tinh hoặc nhựa trong suốt, giúp nhận diện các tác

động chạm, sau đó tiến hành phân tích và hoàn trả kết quả hiển thị Ở lớp cảm ứng

có bộ lọc để giúp giảm độ chói của thiết bị

 Lớp bảo vệ: Giúp ngăn cách các phần cứng bên trong và môi trường bên ngoài,

lớp này có thể được gộp chung với lớp cảm ứng

Ngoài ra, để hoạt động cảm ứng được thực hiện thì cần có sự hỗ trợ của 2 phần, đó là:

 Bộ điều khiển: Giúp biên dịch các tín hiệu cảm biến để các phần mềm có thể hiểu

được

 Phần mềm: Giúp hệ điều hành hiểu được lệnh của người dùng và trả kết quả phù

hợp với hoạt động của người dùng

Nguyên lý hoạt động của màn hình cảm ứng điện trở dựa trên việc ghi nhận sự thay đổi của dòng điện khi có áp suất đè lên lớp phủ điện trở Khi ngón tay hoặc đối tượng khác chạm vào màn hình, lớp phủ điện trở bị nén và tạo ra một sự thay đổi về điện trở Điện trở này được đo bởi mạch đo và chuyển đổi thành các tọa độ xác định Dữ liệu về tọa độ xác định này sau đó được truyền cho hệ điều hành để xử lý và thực hiện các hành động tương ứng trên màn hình

Màn hình cảm ứng điện trở có một số ưu điểm như khá nhạy và độ chính xác cao trong việc xác định vị trí chạm, có thể sử dụng được với mọi loại bút hoặc ngón tay và hỗ trợ đa điểm cảm ứng Tuy nhiên, cấu trúc phức tạp và lớp phủ điện trở dẫn đến độ dày tăng lên, gây ra sự mờ nhòe và nhiễu, làm giảm độ sắc nét của hình ảnh hiển thị trên màn hình.

3 Các loại hình cảm ứng điện trở

Màn hình cảm ứng điện trở dựa vào các điện cực tạo ra điện áp đồng nhất trên vùng dẫn điện Điều này mang lại một số đọc điện áp cụ thể khi một khu vực của hai lớp tiếp xúc Đây là kiểu bố trí điện trở quyết định độ bền và độ nhạy của màn hình Đó là lý do tại sao các nhà sản xuất cung cấp một số loại màn hình cảm ứng điện trở

4 dây

Trong thiết lập này, cả hai lớp trên cùng và dưới cùng bao gồm hai điện cực được định hướng vuông góc với nhau Trong khi các điện cực ở tấm trên cùng tạo thành trục Y dương và âm, thì các điện cực ở dưới cùng tạo nên trục X dương và âm Nhờ thiết lập tọa

độ điện này, thiết bị có thể cảm nhận được tọa độ nơi hai lớp này tiếp xúc với nhau

5 dây

Thiết lập tương tự 5 dây bao gồm bốn điện cực nằm ở mọi góc của lớp dưới cùng, với 4 dây kết nối tất cả các điện cực này với nhau Nhờ thiết kế đơn giản hơn dựa trên ít thành phần hơn, mạch được coi là bền hơn so với các thiết kế khác

8-dây

Đây là màn hình cảm ứng điện trở nhạy nhất hiện có Mạch cảm ứng 8 dây có cách bố trí tương tự như mạch tương tự 4 dây Nhưng bạn sẽ tìm thấy một sự khác biệt ở đó - mỗi điện cực thanh chứa hai dây dẫn Điều này thêm một số dự phòng vào mạch Tuy nhiên, màn hình cảm ứng cho độ bền tuyệt vời và giúp tránh sự cố không xác định chính xác vị trí của ngón tay hoặc bút stylus của người dùng

4 Ưu điểm và nhược điểm của màn hình cảm ứng điện trở

Màn hình cảm ứng điện trở sẽ nhận diện dựa trên áp lực đến từ ngón tay, bút cảm ứng hay bất cứ vật cứng này chạm vào màn hình Các áp lực đó sẽ làm thay đổi điện trở, nhờ đó xác định được điểm chạm Kỹ thuật này chỉ có thể nhận diện tối đa 1 điểm Độ sáng màn hình cảm ứng điện trở chỉ đạt tối đa khoảng 85%, thường được dùng ở các máy ATM, máy tính công nghiệp,…

Ưu điểm:

 Có thể dùng bất cứ vật dụng gì để thao tác

 Giá thành rẻ

 Độ bền cao, khả năng chịu nhiệt, chống nước và chống rung lắc tốt

Nhược điểm:

 Độ nhạy không cao

 Chỉ hỗ trợ tác động đơn điểm

 Độ sáng tối đa chỉ đặt 85%

 Dễ trầy xước

Màn hình máy tính công nghiệp thường dùng loại cảm ứng điện trở vì có thể chống chọi trong môi trường khắc

nghiệt.

5 Ứng dụng của màn hình cảm ứng điện trở

Màn hình cảm ứng điện trở được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử như điện thoại thông minh, máy tính bảng, máy tính và các thiết bị công nghiệp Nó được sử dụng để tương tác với thiết bị, cho phép người dùng điều khiển và thao tác với thiết bị

6 So sánh màn hình cảm ứng điện dung và cảm ứng điện trở

Phương thức nhập liệu

Một sự khác biệt nổi bật giữa các thiết bị màn hình cảm ứng điện trở và điện dung liên quan đến phương pháp nhập của chúng Với các thiết bị điện dung, người dùng bị hạn chế

ở một phương thức nhập duy nhất: chạm trực tiếp Nhưng với thiết bị điện trở, người dùng có thể điều khiển thiết bị thông qua cảm ứng trực tiếp, găng tay, bút cảm ứng và hơn thế nữa Bởi vì các thiết bị điện dung hoạt động bằng cách xác định điện tích do người vận hành tạo ra, nên phải có một chạm trực tiếp để lệnh đăng ký

So sánh màn hình cảm ứng điện dung và cảm ứng điện trở

Cử chỉ

hoạt hơn, làm cho nó trở thành sự lựa chọn lý tưởng cho nhiều ứng dụng công nghiệp và thương mại

Chi phí sản xuất

Thường tốn nhiều tiền hơn để sản xuất một thiết bị màn hình cảm ứng điện dung so với một thiết bị điện trở Do chi phí sản xuất tăng nên giá bán thực tế cũng cao hơn Vì vậy, nếu bạn đang tìm kiếm một thiết bị màn hình cảm ứng rẻ tiền, bạn có thể muốn gắn bó với một kiểu điện trở vì lý do này

Chất liệu bề mặt

Mặc dù luôn có ngoại lệ đối với quy tắc này, nhưng hầu hết các thiết bị màn hình cảm ứng điện dung đều được làm bằng mặt kính Mặt khác, màn hình cảm ứng điện trở được làm bằng vật liệu nhựa tổng hợp Kính cho phép điện tích của người vận hành đi qua và vào thiết bị, tất nhiên điều này rất cần thiết cho chức năng tổng thể của một thiết bị điện dung Không thấm nước

Các thiết bị màn hình cảm ứng điện trở có khả năng chống nước, bụi và các mảnh vỡ tốt hơn so với điện dung Điều này không nhất thiết có nghĩa là chúng không thấm nước (trừ khi được nêu trong thông số kỹ thuật) Tuy nhiên, bạn có thể mong đợi một thiết bị điện trở giữ được lâu hơn trong điều kiện ẩm ướt khi so sánh với một thiết bị điện dung

Trên đây là so sánh và phân biệt màn hình cảm ứng điện trở và cảm ứng điện

dung Đối với các dòng máy in date việc sử dụng màn hình cảm ứng điện dung

sẽ vô cùng thích hợp cho môi trường sản xuất đóng date

7 Cách đọc giá trị điện trở theo các vạch in trên điện trở

7.1 Khái niện điện trở

Điện trở hay Resistor là một linh kiện điện tử thụ động gồm 2 tiếp điểm kết nối, thường được dùng để hạn chế cường độ dòng điện chảy trong mạch, điều chỉnh mức độ tín hiệu, dùng để chia điện áp, kích hoạt các linh âckiện điện tử chủ động như transistor, tiếp điểm cuối trong đường truyền điện và có trong rất nhiều ứng dụng khác Điện trở công suất có thể tiêu tán một lượng lớn điện năng chuyển sang nhiệt năng có trong các bộ điều khiển động cơ, trong các hệ thống phân phối điện Các điện trở thường có trở kháng cố định, ít

bị thay đổi bởi nhiệt độ và điện áp hoạt động Biến trở là loại điện trở có thể thay đổi được trở kháng như các núm vặn điều chỉnh âm lượng Các loại cảm biến có điện trở biến thiên như: cảm biến nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, lực tác động và các phản ứng hóa học Điện trở là loại linh kiện phổ biến trong mạng lưới điện, các mạch điện tử, Điện trở thực

tế có thể được cấu tạo từ nhiều thành phần riêng rẽ và có nhiều hình dạng khác nhau, ngoài ra điện trở còn có thể tích hợp trong các vi mạch IC

Điện trở được phân loại dựa trên khả năng chống chịu, trở kháng tất cả đều được các nhà sản xuất ký hiệu trên nó

7.2 Nguyên lý hoạt động của điện trở

Theo định luật Ohm: điện áp (V) đi qua điện trở tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện (I) và

tỉ lệ này là 1 hằng số điện trở (R)

Công thức định luật Ohm: V=I*R

Ví dụ: nếu 1 điện trở 400 Ohm được nối vào điện áp 1 chiều 14V, thì cường độ dòng điện

đi qua điện trở là 14/400 = 0.035 Amperes

6.3 Mã màu trên điện trở

Trong thực tế, để đọc được giá trị của một điện trở thì ngoài việc nhà sản xuất in trị số của

nó lên linh kiện thì người ta còn dùng một qui ước chung để đọc trị số điện trở và các tham số cần thiết khác Giá trị được tính ra thành đơn vị Ohm (sau đó có thể viết lại thành

tiện).

Trong hình

 Điện trở ở vị trí bên trái có giá trị được tính như sau:

R = 45 × 102 Ω = 4,5 KΩ

Bởi vì vàng tương ứng với 4, xanh lục tương ứng với 5, và đỏ tương ứng với giá trị số mũ 2 Vòng màu cuối cho biết sai số của điện trở có thể trong phạm vi 5% ứng với màu kim loại vàng

 Điện trở ở vị trí giữa có giá trị được tính như sau:

R = 380 × 103 Ω = 380 KΩ

Bởi vì cam tương ứng với 3, xám tương ứng với 8, đen tương ứng với 0, và cam tương ứng với giá trị số mũ 3 Vòng cuối cho biết giá trị sai số là 2% ứng với màu đỏ

 Điện trở ở vị trí bên phải có giá trị được tính như sau:

R = 527 × 104 Ω = 5270 KΩ

Bởi vì xanh lục tương ứng với 5, đỏ tương ứng với 2, và tím tương ứng với 7, vàng tương ứng với số mũ 4, và nâu tương ứng với sai số 1% Vòng màu cuối cho biết sự thay đổi giá trị của điện trở theo nhiệt độ là 10 PPM/°C

7.3 Cách đọc giá trị điện trở

Để biết giá trị của một điện trở, hãy sử dụng đồng hồ đo ohm hoặc đọc mã màu trên điện trở

Tiêu chuẩn quốc tế CEI 60757 (1983) quy định một bảng mã màu để tính giá trị của một điện trở (cũng áp dụng cho tụ, và một số linh kiện điện tử khác) Trong đó, màu sắc được quy ước thành các chữ số theo bảng sau:

7.3.1 Tính giá trị điện trở

- Đối với điện trở 4 vạch màu:

 Vạch màu thứ nhất: Chỉ giá trị hàng chục trong giá trị điện trở

 Vạch màu thứ hai: Chỉ giá trị hàng đơn vị trong giá trị điện trở

 Vạch màu thứ ba: Chỉ hệ số nhân với giá trị số mũ của 10 dùng nhân với giá trị điện trở

 Vạch màu thứ 4: Chỉ giá trị sai số của điện trở



- Đối với điện trở 5 vạch màu:

 Vạch màu thứ nhất: Chỉ giá trị hàng trăm trong giá trị điện trở

 Vạch màu thứ hai: Chỉ giá trị hàng chục trong giá trị điện trở

 Vạch màu thứ ba: Chỉ giá trị hàng đơn vị trong giá trị điện trở

 Vạch màu thứ 4: Chỉ hệ số nhân với giá trị số mũ của 10 dùng nhân với giá trị điện trở

 Vạch màu thứ 5: Chỉ giá trị sai số của điện trở

Ví dụ: Điện trở màu vàng, cam, đỏ, ứng với chữ số là: 4,3,2 Hai chữ số đầu tiên tạo số

43 Chữ số thứ 3 (2) là lũy thừa của 10 Cách tính như sau:

43×10^2=4300Ω

Ví dụ: Một điện trở có các vạch màu xanh dương, vàng, đỏ, nâu, nâu, ứng với các chữ số

là 6,4,2,1,1 Giá trị được tính như sau:

642×10^1±1%=6420Ω±1%

7.3.2 Làm thế nào để biết hướng đọc các vạch màu của điện trở?

Thông thường, vạch màu đầu tiên sát với cạnh nhất Vạch dung sai nằm xa hơn so với những vạch trước đó

Làm thế nào để viết giá trị của một điện trở?

Thông thường các tiền tố sẽ được thêm vào sau giá trị điện trở

Ví dụ: 12 kΩ =12000 Ω

Ví dụ: 3,4 MΩ =3400000 Ω

Điện trở 3 vạch màu có tồn tại không?

Một điện trở có tối thiểu 4 vạch màu, nhưng đôi khi, vạch cuối sẽ bị bỏ qua Vì nó chỉ thể hiện dung sai, lúc đó có thể hiểu giá trị dung sai cao nhất: 20%

7. 3.3 Phần mềm đọc màu điện trở

Với một số bạn mới chưa quen tính toán có thể tham khảo phần mềm đọc màu điện trở Resistor Color Coder

Phần mềm này sẽ hỗ trợ các bạn đọc điện trở 4 hoặc 5 vạch màu

Phía bên phải của giao diện phần mềm là lựa chọn số vạch điện trở

Sau đó chọn màu sắc từng vạch bằng cách bấm vào màu có sẵn dựa trên điện trở bạn muốn tính giá trị

Phần mềm sẽ trả về kết quả nằm ở khung nhỏ bên phải kèm với dung sai