màn hình cảm ứng điện trở

Lý do chọn chủ đềMàn hình cảm ứng điện trở khá phổ biến trong cuộc sống hàng ngàynhư màn hình điện thoại, máy tính bảng laptop, đặt ra nhiều thắc mắc về cấu tạo và nguyên lý hoạt động Ng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘIKHOA KHOA HỌC CƠ BẢN

BÁO CÁO NHÓMHỌC PHẦN: VẬT LÝ 1MÀN HÌNH CẢM ỨNG ĐIỆN TRỞ

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình HiểnMai Trung Hiếu

Hà Mạnh HoàngNguyễn Danh Huấn

Lớp-Khóa: 2023DHDIEN03-ĐH/K18Giáo viên hướng dẫn: ThS Ngô Minh Đức

Hà Nam, tháng 12 năm 2023

MỤC LỤC:A.Phần mở đầu:

1 Lý do chọn chủ đề2.Ý nghĩa chủ đề báo cáo

3.Giới thiệu chung về nội dung đề tài

B.Phân công công việc các thành viên trong nhóm C Phần nội dung báo cáo:

I.Trình bày về màn hình cảm ứng điện trở

1 Lịch sử hình thành và phát triển 2 Cấu tạo màn hình cảm ứng điện trở 3 Nguyên lý hoạt động

4 Ưu điểm và nhược điểm của màn hình cảm ứng điện trở 5 Ứng dụng của màn hình cảm ứng điện trở

II.Trình bày cách đọc giá trị điện trở theo các vạch màu in trên điện trở

1 Trình bài khái niệm điển trở

2 Cách tính giá trị điện trở theo bảng màu giá trị điện trở 3 Cách đọc giá trị điện trở theo vạch màu

3.1 Cách đọc giá trị điện trở 4 vạch màu 3.2 Cách đọc giá trị điện trở 5 vạch màu 4 Sự khác biệt giữa giá trị thực tế và giá trị lý thuyếtD.Phần kết luận:

E Tài liệu tham khảo

A Phần mở đầu 1 Lý do chọn chủ đề

Màn hình cảm ứng điện trở khá phổ biến trong cuộc sống hàng ngàynhư màn hình điện thoại, máy tính bảng laptop, đặt ra nhiều thắc mắc về cấu tạo và nguyên lý hoạt động Nghiên cứu về màn hình cảm ứng điện trở có thể giúp cải tiến các tính năng, đặc tính, và hiệu năng của màn hình cảm ứng điện trở, đáp ứng nhu cầu người dùng và thị trường, và tạo ra các sản phẩm mới và sáng tạo với màn hình cảm ứng điện trở

2 Ý nghĩa chủ đề báo cáo

Màn hình cảm ứng điện trở có ý nghĩa quan trọng trong công nghệ và trải nghiệm người dùng Dưới đây là một số ý nghĩa của chủ đề này:

1 Cải thiện trải nghiệm người dùng: Màn hình cảm ứng điện trở cho phép người dùng tương tác trực tiếp với giao diện người dùng, tạo ra một trải nghiệm tương tác tự nhiên và thuận tiện hơn Người dùng có thể sử dụng ngón tay hoặc bút để điều khiển và tương tác với các ứng dụng, trò chơi, điện thoại di động, máy tính bảng và các thiết bị khác.

2 Tăng cường sự linh hoạt và đa dạng: Màn hình cảm ứng điện trở có khả năng nhận nhiều điểm chạm cùng một lúc, cho phép người dùng thực hiện các cử chỉ đa ngón tay và tương tác đa người dùng Điều này mở ra nhiều cơ hội cho các ứng dụng và trò chơi sáng tạo, cũng như tạo ra môi trường làm việc hiệu quả hơn trongcác ứng dụng thương mại và công nghiệp.

3 Sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực: Màn hình cảm ứng điện trở được sử dụngrộng rãi trong nhiều lĩnh vực như điện tử tiêu dùng, ô tô, y tế, giáo dục, công nghiệp và nhiều ứng dụng khác Chúng đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày và công việc của chúng ta.

4 Tích hợp công nghệ mới: Màn hình cảm ứng điện trở cũng đã được tích hợp với các công nghệ mới như công nghệ cảm biến ánh sáng nền, công nghệ chống nước, công nghệ chống bụi và nhiều tính năng khác Điều này giúp cải thiện hiệu suất và độ tin cậy của màn hình cảm ứng điện trở.

5 Tiềm năng phát triển: Màn hình cảm ứng điện trở vẫn đang phát triển và có tiềmnăng để cải thiện và đáp ứng nhu cầu người dùng ngày càng cao Công nghệ mới như màn hình cảm ứng điện trở thông minh, màn hình cảm ứng điện trở linh hoạt và màn hình cảm ứng điện trở trong suốt đang được nghiên cứu và phát triển để mang lại trải nghiệm tốt hơn cho người dùng.

Tóm lại, màn hình cảm ứng điện trở có ý nghĩa quan trọng trong việc cải thiện trải nghiệm người dùng, tạo ra sự linh hoạt và đa dạng, và được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực Nó cũng có tiềm năng phát triển và mang lại nhiều cải tiến trong tương lai

3.Giới thiệu chung về chủ đề báo cáo

Màn hình cảm ứng điện trở là một công nghệ màn hình cho phép người dùng tương tác trực tiếp với giao diện người dùng bằng cách sử dụng ngón tay hoặc bút.Nó được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị di động như điện thoại thông minh, máy tính bảng, máy tính cá nhân, máy tính công nghiệp và nhiều ứng dụng khác

B Bảng phân công công việc các thành viên trong nhóm:

Tên thành viên Công việc Thời gian hoàn

thành Mức độ hoàn thànhNguyễn Đình

Hiển Tìm nội dung, soạn thảo văn bản 5 ngày 25%Mai Trung Hiếu Tìm nội dung,thiết

kế slide thuyết trình powerpoint

Hà Mạnh Hoàng Tìm nội dung, thiết kế slide thuyết trình powerpoint

Nguyễn Danh Huấn

Tìm nội dung,

soạn thảo văn bản 5 ngày 25%

C Phần nội dung báo cáo

I.Trình bày về màn hình cảm ứng điện trở1 Lịch sử hình thành và phát triển

Eric Johnson, thuộc Cơ quan Radar Hoàng gia, ở Malvern, Anh, đã mô tả công việc của mình trên màn hình cảm ứng điện dung trong một bài báo ngắn xuất bản năm 1965 và sau đó đầy đủ hơn với các bức ảnh và sơ đồ trong một bài báo xuất bản năm 1967 Việc ứng dụng công nghệ xúc giác vào điều khiển giao thông đã được mô tả trong một bài báo xuất bản năm 1968 Frank Beck và Bent Stumpe, các kỹ sư từ CERN , đã phát triển một màn hình cảm ứng trong suốt vào đầu những năm 1970, dựatrên công việc của Stumpe tại một nhà máy truyền hình vào đầu những năm 1960 Sauđó được sản xuất bởi CERN, nó đã được đưa vào sử dụng vào năm 1973.

Một 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 Năm 1972, một nhóm tại Đại học Illinois đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho màn hình cảm ứng quang học đã trở thành một phần tiêu chuẩn của Nhà ga sinh viên Magnavox Plato IV và hàng ngàn chiếc được chế tạo cho mục đích này Các màn hình cảm ứng này có một loạt các cảm biến vị trí hồng ngoại 16 16, mỗi cảm biến bao gồm một đèn LED ở một cạnh của màn hình và một phototransistor phù hợp ở cạnh kia, tất cả được gắn phía trước bảng hiển thị plasma đơn sắc Sự sắp xếp này có thể cảm nhận được bất kỳ vật thể mờ có kích thước bằng đầu ngón tay gần với màn hình.

Một màn hình cảm ứng tương tự đã được sử dụng trên HP-150 bắt đầu từ năm 1983 HP 150 là một trong những máy tính màn hình cảm ứng thương mại sớm nhất thế giới HP gắn các máy phát và máy thu hồng ngoại của họ xung quanh viền của ống tiaâm cực Sony 9 inch Năm 1984, Fujitsu phát hành bàn phím màn hình cảm ứng dành cho Micro 16 đến phù hợp với độ phức tạp của chữ kanji, được lưu trữ dưới dạng đồ họa xếp chồng Năm 1985, Sega đã phát hành Terebi Oekaki, còn được gọi là Bảng đồhọa Sega, cho bảng điều khiển trò chơi video SG-1000 và máy tính gia đình SC-3000.Nó bao gồm một cây bút nhựa và một tấm nhựa có cửa sổ trong suốt, nơi phát hiện ra máy ép bút Nó được sử dụng chủ yếu với một ứng dụng phần mềm vẽ Một máy tính bảng cảm ứng đồ họa đã được phát hành cho máy tính Sega AI vào năm 1986.Các đơn vị hiển thị điều khiển cảm ứng đã được đánh giá cho các sàn máy bay thươngmại vào đầu những năm 1980 Nghiên cứu ban đầu cho thấy một giao diện cảm ứng

sẽ giảm khối lượng công việc thí điểm vì sau đó phi hành đoàn có thể chọn điểm thamchiếu, chức năng và hành động,

thay vì "gõ xuống" gõ vĩ độ, kinh độ và mã điểm trên bàn phím Việc tích hợp hiệu quả công nghệ này nhằm mục đích giúp phi hành đoàn duy trì nhận thức tình huống ở mức độ cao về tất cả các khía cạnh chính của hoạt động bay bao gồm đường bay , cơ chế vận hành, các chuyến bay khác nhau và tương tác giữa và các khoảnh khắc.Đầu những năm 1980, General Motors đã giao nhiệm vụ cho bộ phận Delco Electronics của mình với một dự án nhằm thay thế các chức năng không thiết yếu của ô tô từ các hệ thống cơ hoặc điện bằng các phương án thay thế trạng thái rắn bất cứ khi nào có thể Thiết bị hoàn thiện được đặt tên là ECC cho "Trung tâm điều khiển điện tử", một máy tính kỹ thuật số và một hệ thống điều khiển phần mềm tích hợp củanhiều cảm biến ngoại vi, động cơ servo, nam châm , ăng-ten và màn hình CRT đơn sắc có chức năng như một màn hình và phương thức nhập liệu ECC đã thay thế màn hình và điều khiển hệ thống sưởi, quạt, hệ thống sưởi và điều hòa không khí truyền thống, đồng thời có khả năng cung cấp thông tin rất chi tiết và trạng thái hiện tại của bộ tích lũy và hoạt động của ô tô trong thời gian thực.

ECC là thiết bị tiêu chuẩn trên 1985, 191919 Buick Riviera và sau đó là 1988 19881919 Buick Reatta, nhưng không được người tiêu dùng ưa chuộng một phần do công nghệ của một số khách hàng Buick truyền thống, nhưng chủ yếu là do các vấn đềkỹ thuật tốn kém của màn hình cảm ứng của ECC Điều này sẽ khiến điều khiển khí hậu hoặc hoạt động âm thanh nổi không thể Công nghệ cảm ứng đa điểm bắt đầu vào 1982, khi nhóm nghiên cứu đầu vào của Đại học Toronto phát triển hệ thống đầu vào cảm ứng đa điểm dành cho con người đầu tiên, sử dụng tấm kính mờ có camera đặt phía sau kính Năm 1985, nhóm Đại học Toronto, bao gồm Bill Buxton, đã phát triển một máy tính bảng cảm ứng đa điểm sử dụng điện dung thay vì các hệ thống cảm biếnquang học dựa trên máy ảnh cồng kềnh

Phần mềm điểm bán hàng đồ họa có bán trên thị trường đầu tiên đã được trình diễn trên máy tính màu Atari 520ST 16 bit Nó có giao diện điều khiển phụ tùng màn hình màu Phần mềm POS của ViewTouch lần đầu tiên được hiển thị bởi nhà phát triển củanó, Gene Mosher, tại khu vực trình diễn máy tính Atari của hội chợ Fall COMDEX vào năm 1986 Năm 1987, Casio ra mắt máy tính bỏ túi Casio PB-1000 với màn hình cảm ứng bao gồm ma trận 4 4, tạo ra 16 vùng cảm ứng trong màn hình đồ họa LCD nhỏ Màn hình cảm ứng có tiếng xấu là không chính xác cho đến năm 1988 Hầu hết

các sách giao diện người dùng sẽ nói rằng các lựa chọn màn hình cảm ứng bị giới hạn ở các mục

tiêu lớn hơn ngón tay trung bình Vào thời điểm đó, các lựa chọn đã được thực hiện sao cho mục tiêu được chọn ngay khi ngón tay đi qua và hành động tương ứng được thực hiện ngay lập tức.

Năm 1990, HCIL đã trình diễn một thanh trượt màn hình cảm ứng, mà sau đó được coi là nghệ thuật trước đây trong vụ kiện bằng sáng chế màn hình khóa giữa Apple và các nhà cung cấp điện thoại di động màn hình cảm ứng khác

Vào năm 1991, chiếc PDA nguyên mẫu của Sun Star7 đã triển khai một màn hình cảm ứng với cuộn quán tính.

Năm 1993, IBM đã phát hành IBM Simon điện thoại màn hình cảm ứng đầu tiên.Nỗ lực ban đầu của một máy chơi game cầm tay có điều khiển màn hình cảm ứng là sự kế thừa dự định của Sega cho Game Gear, mặc dù thiết bị này cuối cùng đã bị gác lại và không bao giờ được phát hành do chi phí đắt đỏ của công nghệ màn hình cảm ứng vào đầu những năm 1990.

Đến năm 2007 Steve Jobs giới thiệu iphone 2G sử dụng công nghệ cảm ứng điện trở và giao diện điều khiển tự nhiên hướng tới người dùng Và nó cũng mở ra một thời đại mới về smartphone và phát triển về màn hình cảm ứng điện trở cho đến tận bây giờ

2 Cấu tạo của màn hình cảm ứng điện trở

Một màn hình cảm ứng điện trở (touchscreen) có cấu tạo chính sau: cấu tạo của nó khá đơn giản và không cần sử dụng các linh kiện đắt tiền Màn hình cảm ứng điện trở chỉ gồm một tấm kính hoặc nhựa acrylic mỏng bao phủ hai lớp tương tác là lớp dẫn xuất điện và lớp cảm biến điện trở Hai lớp này được phân tách bởi một lớp đệm gồmcác điểm và khoảng trống mà mắt thường không thể nhìn thấy được Khi có áp lực, hai lớp dẫn điện của màn hình sẽ tiếp xúc với nhau và tạo ra một điểm cảm ứng Điểmcảm ứng này sẽ được xác định bằng cách đo điện áp và điện trở tại vị trí đó.

3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Cảm ứng điện trở là một thiết bị điện tử có khả năng biến động của điện trở trong một số hướng khác nhau Nguyên lý hoạt động của cảm ứng điện trở là kết hợp của cảm biến và chuyển biến.

Cảm biến xảy ra khi một lực hoặc một sự thay đổi nào đó (ví dụ: lực, sức nén, sự thay đổi của môi trường) dẫn đến một thay đổi trong kích thước, hình dạng, hoặc chất lượng của một vật Trong cảm ứng điện trở, lực hoặc sự thay đổi nào đó dẫn tới một thay đổi trong chuyển biến của điện trở, tức là một thay đổi trong khả năng chuyển từ giá trị lớn sang giá trị nhỏ hoặc ngược lại.

Chuyển biến xảy ra khi một vật chuyển từ một trạng thái sang một trạng thái khác Trong cảm ứng điện trở, chuyển biến xảy ra khi một lực hoặc sự thay đổi nào đó dẫn tới một thay đổi trong chuyển biến của điện trở, tức là một thay đổi trong khả năng chuyển từ giá trị lớn sang giá trị nhỏ hoặc ngược lại.

Nguyên lý hoạt động của cảm ứng điện trở có thể hiểu qua hai quy luật sau:1 Quy luật Faraday: Quy luật Faraday cho biết rằng mỗi lượng vậy liệu (ví dụ: số atom) có kích thước và hình dạng khác nhau sẽ có một lượng cơ học (ví dụ:

magnetizability) khác nhau Khi một lượng vậy liệu bị thay đổi, sẽ cĩ một thay đổi tương ứng trong lượng cơ học Trong cảm ứng điện trở, quy luật Faraday cho biết rằng khi cĩ một thay đổi trong kích thước, hình dạng, hoặc chất lượng của một vật, sẽ cĩ một thay đổi tương ứng trong chuyển biến của điện trở.

2 Quy luật Lenz: Quy luật Lenz cho biết rằng khi cĩ một thay đổi tương lạ về chuyểnbiến của một vật, sẽ cĩ một phản xạ (ví dụ: phát sinh của máy) ngăn chặn hoặc giúp cho việc diễn ra của quy luật Faraday Trong cảm ứng điện trở, quy luật Lenz cho biếtrằng khi cĩ một thay đổi tương lạ về chuyển biến của một vật, sẽ cĩ một phản xạ ngăn chặn hoặc giúp cho việc diễn ra của quy luật Faraday.

Cảm biến và chuyển biến là hai yếu tố quan trọng trong hoạt động của cảm ứng điện trở Khi cĩ một lực hoặc sự thay đổi nào đĩ dẫn tới một thay d šổi trong chuyển biến của điện trở, sẽ cĩ một phảnan xạ ngăn chặn hoặc giúp cho việc diễen ra của quy luật Faraday Cảm biến và chuyển biến là hai yếu tố quan trọng cho phép cảm ứng diễn ra theo nguyên lý hoạt động quanh nĩ.

Màn hình cảm ứng điện trở hoạt động theo cách sau:

1 Các điểm trên màn hình được chia thành những khu vực nhỏ, gọi là touchpoints.2 Khi người dùng chạm vào màn hình, touchpoints được áp dần lên, tạo ra một điện từ giữa màn hình và người dùng.

3 Bộ xử lý trong màn hình cảm ứng điện trở nhận được dấu hiệu của điện từ và tính tốn vị trí của người dùng trên màn hình.

4 Màn hình cảm ứng điện trở cĩ thể biết khi người dùng chuyển từ một vị trí khác khơng, bằng cách so sánh vị trí của touchpoints khi người dùng di chuyển.

5 Khi người dùng thả màn hình, touchpoints sẽ quay lại chế độ ban đầu, khơng cĩ áp lực nà nữa.

6 Màn hình cảm ứng điện trở cĩ thể biết khi người dùng nhấn một nút bằng cách so sánh vị trí của touchpoints khi người dùng nhấn vào một nút.

7 Bộ xử lý trong màn hình cảm ứng điện trở có thể biết khi người dùng di chuyển quamột nút bằng cách so sánh vị trí của touchpoints khi người dùng di chuyển qua nút.

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

a) Ưu điểm:

- Màn hình cảm ứng điện trở có thể dùng bất kỳ vật nào để thao tác Vì cơ chế hoạt động của nó dựa trên áp lực của vật chạm vào màn hình Khi có áp lực, hai lớp dẫn điện của màn hình sẽ tiếp xúc với nhau và tạo ra một điểm cảm ứng Điểm cảm ứng này sẽ được xác định bằng cách đo điện áp và điện trở tại vị trí đó Do đó, không cần thiết phải dùng ngón tay hay bút cảm ứng để thao tác trên màn hình cảm ứng điện trở, mà có thể dùng bất kỳ vật nào có thể tạo ra áp lực, chẳng hạn như móng tay, bút bi, que kem,

- Giá thành sản xuất, gia công màn hình cảm ứng điện trở rẻ Vì cấu tạo của nó khá đơn giản và không cần sử dụng các linh kiện đắt tiền Màn hình cảm ứng điện trở chỉ gồm một tấm kính hoặc nhựa acrylic mỏng bao phủ hai lớp tương tác là lớp dẫn xuất điện và lớp cảm biến điện trở Hai lớp này được phân tách bởi một lớp đệm gồm các điểm và khoảng trống mà mắt thường không thể nhìn thấy được Khi có áp lực, hai lớp dẫn điện của màn hình sẽ tiếp xúc với nhau và tạo ra một điểm cảm ứng Điểm cảm ứng này sẽ được xác định bằng cách đo điện áp và điện trở tại vị trí đó Do đó, màn hình cảm ứng điện trở không cần sử dụng các cảm biến điện dung hay các linh kiện phức tạp khác để nhận diện cảm ứng Điều này giúp giảm chi phí sản xuất và gia công màn hình cảm ứng điện trở so với màn hình cảm ứng điện dung

- Màn hình cảm ứng điện trở có độ bền cao Vì cấu tạo của nó khá đơn giản và không cần sử dụng các linh kiện đắt tiền Ngoài ra, màn hình cảm ứng điện trở còn có độ bềncao vì nó có thể chịu được các tác động mạnh và nhiệt độ cao Màn hình cảm ứng điệntrở có thể hoạt động ở nhiệt độ từ -20 độ C đến 70 độ C Màn hình cảm ứng điện trở cũng có thể chịu được các va đập, rung động và bụi bẩn Màn hình cảm ứng điện trở có thể hoạt động được 35 triệu lần chạm, trong khi màn hình cảm ứng điện dung chỉ có thể hoạt động được 5 triệu lần chạm

- Màn hình cảm ứng điện trở có độ chính xác ngay cả với độ phân giải nhỏ nhất, điều này có thể thấy khi vẽ hoặc viết chữ bằng bút Vì cơ chế hoạt động của nó dựa trên áp lực của vật chạm vào màn hình Khi có áp lực, hai lớp dẫn điện của màn hình sẽ tiếp xúc với nhau và tạo ra một điểm cảm ứng Điểm cảm ứng này sẽ được xác định bằng cách đo điện áp và điện trở tại vị trí đó.