o que é o touch screen

7/24/2019 O Que o Touch Screen

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TECNOLOGIA TOUCH SCREEN - Prof. M.Sc Petch ak

TECNOLOGIA TOUCH SCREEN

1971 Criado o primeiro sensor touch, por Sam Hurst, professor da Universidadede Kentucky (EUA). Hurst fundou a Elographics.

1974Sensor touch foi incorporado a uma superfcie transparente (Universidade deKentucky).

1977A Elographics patenteou as cinco tecnologias de interface sem fio, entre elasa touch screen, em uso ainda hoje.

O que o Touch Screen?

Em poucas palavras, o Touch Screen uma tela sensvel ao toque, ou seja, alm depodermos ver o que aparece no monitor do computador ou na tela de algum aparelho,

podemos toc-la e ela responder como se estivssemos tocando nos objetos mostradosnela . uma tecnologia que integra no s sensores na tela, mas tambm programas einterfaces especficas para entender o que est acontecendo.

Atualmente existem vrios tipos diferentes de tela touch screen, cada uma funciona comuma tecnologia diferente. Vamos aqui falar de quatro tipos principais, as telas resistivas, ascapacitivas, as de Onda Acstica Superficial e o sistema utilizado pelo Microsoft Surface,que utiliza micro cmeras ao invs de sensores.

Telas Resistivas, ou Usando uma caneta para escrever no monitor

Talvez a tecnologia mais utilizada e mais simples para as touch screens seja justamente ade telas resistivas. Elas funcionam atravs de presso na tela que reconhecida e

traduzida como um comando especfico. Essa tecnologia utilizada, por exemplo, em umadas telas do Nintendo DS e nas telas de alguns caixas eletrnicos de banco.


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O sistema de identificao da presso feito utilizando-se duas placas bem finas,separadas por um afastador. Uma delas feita de um metal e a outra de vidro. Entre elaspassa uma corrente eltrica leve. Ao se encontrar na tela, as duas placas encostam-senaquele ponto. A mudana no campo eltrico percebida e as coordenadas so enviadasao computador. Essa informao traduzida por um programa que transforma o toque em

algum comando na tela

Por causa de como essa tela produzida, ela pode ser utilizada com qualquer objeto quefaa presso. Muitas pessoas, por exemplo, utilizam canetas especficas. Esse o caso doDS e de PDAs sensveis ao toque ou at mesmo de celulares como o Nokia 5800 ou oHTC Touch. Mas tambm possvel tocar na tela com o dedo ou qualquer outro objeto. Oprincipal problema dessa tecnologia que, como ele utiliza duas placas e uma delas metlica, por mais fina que seja, ela deixa passar somente cerca de 75% da luminosidadedo monitor.

Telas Capacitivas, ou Usando o dedo para navegar

A tecnologia de telas capacitivas a tecnologia utilizada nos iPhones e iTouchs. Elafunciona a partir de uma camada carregada de eletricidade, conhecida como camada

capacitiva, posicionada sobre o painel do monitor. Ao se tocar na tela, parte desseseltrons transmitida para o seu dedo, como se fosse um pequeno choque, mas muito levea ponto de no se perceber. O computador ento entende essa pequena descarga deeletricidade naquele ponto e calcula as coordenadas, que ento so traduzidas como umcomando para a tela do computador.

Essa tecnologia extremamente verstil, e como ela funciona com uma pequena camadametlica sobre a tela, ela deixa muito mais luz passar, chegando a quase 90%luminosidade.


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Telas de Ondas Acsticas

Talvez a melhor tecnologia, justamente por permitir passar 100% da luminosidade da tela.Diferentemente das outras tecnologias, ela no posiciona nenhuma placa metlica sobre omonitor. Ao invs disso, so posicionados dois transdutores de cada lado da tela, um

receptor de um transmissor, tanto dos lados quanto na parte superior e inferior, fechandoum quadrado.

O transdutor transmissor manda uma pequena onda que percebida pelo transdutorreceptor. Essas informaes formam ento uma grade de coordenadas. Quando algoencosta na tela, os receptores percebem uma interrupo no envio das informaes einformam automaticamente a coordenada do toque, traduzindo isso como um comando natela.

Sistema de micro cmeras do Microsoft Surface

Vendo que sua principal concorrente, a Apple, resolveu investir forte em aparelhos com telasensvel ao toque, a Microsoft desenvolveu um novo sistema, batizado de Surface.Basicamente, ele uma tela grande com cinco cmeras espalhadas por suas bordas quepercebem o toque na tela ou quando algo depositado sobre ela.

O Surface tambm conta com tecnologia wireless Bluetooth e Wi-Fi, conseguindo conectaratravs desses sistemas a qualquer aparelho, tambm habilitado, que colocado sobreela. O Surface ento reconhece o aparelho e inicia um modo de interao com seucontedo atravs de comandos de toque na tela.

Essa tecnologia ainda est em uso, e tambm dever ser utilizado na identificao decartes de crdito com chip. Utilizando um software apropriado de reconhecimento esegurana, um restaurante ou loja pode facilmente fazer a conta e, atravs de comandos egestos manuais, iniciar a fatura no carto.

A tecnologia Surface traz uma outra forma de interao com o computador. Diferentementedas tecnologias que utilizam a mesma interface, somente mudando a forma de serelacionar com ela, a Microsoft pretende fazer algo novo, com possibilidades para vriosusurios simultaneamente, interatividade com outros produtos e at reconhecimento de voze gestos, no s toque na tela. Isso faz com que seja necessrio um hardware especfico,

no s um monitor e software de traduo.


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Qual a diferena entre Touch Screen e Multi-Touch?

A tecnologia Surface, que permite mltiplos usurios, faz isso, pois ela reconhece mltiplostoques na tela ao mesmo tempo. Isso conhecido como Multi-Touch. Na prtica, toda tela

multi-touch uma tela Touch Screen, mas nem toda tela Touch Screen Multi-Touch.Muitos sistemas reconhecem somente um toque de cada vez. Telas Multi-Touch podem serutilizadas com qualquer uma das tecnologias apresentadas acima, mas suas limitaesdependem do hardware e software utilizados.

Muitos sistemas de telas de toque, as touchpads, funcionam de maneira muito semelhantes telas capacitivas. Como geralmente elas servem como substituto do mouse, o softwarereconhece o toque como sendo o cursor do mouse na tela. Dois toques fariam com que osistema entrasse em conflito, pois isso diria ao computador que existem dois cursores aoinvs de um. O software corrige isso atravs de uma programao que ou traduz os doistoques em um, ou reconhece somente o primeiro toque, ignorando o segundo.

A Apple, porm, utiliza o mesmo touchpad em seus computadores, mas com umaprogramao que aceita mais de um toque. Mltiplos toques no touchpad representamcomandos diferentes na tela.

Como funciona um Touchscreen AccuTouch

A tela resistiva de 5 fios AccuTouch uma lmina de vidro com um revestimento resistivo eoutra membrana de cobertura com revestimento condutiv. As duas camadas so separadaspor pequenos pontos isolantes.

Quando a tela tocada, a membrana de cobertura flexiona e faz contato eltrico com orevestimento do vidro. Alternadamente, a placa controladora aplica uma corrente eltrica de+5V nos eixos X e Y do vidro, e l a voltagem resultante na membrana de cobertura, que a representao anloga do ponto tocado.

Como funciona uma tela de toque AT4

Quando a tela tocada, a cobertura flexiona e faz contato eltrico com o revestimento dovidro. A placa controladora alternadamente aplica uma corrente com +5V e faz a leitura davoltagem resultante no revestimento do vidro, ento, aplica a corrente no revestimento dovidro e faz a leitura da voltagem resultante no revestimento da cobertura. A voltagemresultante a representao anloga da posio tocada.

A tela de toque Resistiva 4 Fios AT4 consiste de um painel de vidro com um revestimentoresistivo e uma cobertura com um revestimento condutivo. As duas camadas soseparadas por micro espaadores isolantes.


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Como funciona um Touchscreen CarrollTouch

A tecnologia de luz infravermelha (IR) CarrolTouch usa uma pequena moldura em torno dodisplay, com LEDs e foto-receptores em lados opostos, ocultos por traz de uma coberturatransparente aos raios infravermelhos.

A placa controladora ativa seqencialmente os LEDs com pulsos, criando um reticulado defeixes de luz. Um toque na tela corta um ou mais feixes os quais identificam ascoordenadas X e Y.


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Como funciona um Touchscreen IntelliTouch/SecureTouch

As telas de toque de ondas acsticas de superfcie IntelliTouch/Secure Touch consistem

em uma lmina de vidro com transdutores piezeltricos transmissores e receptores para oseixos X e Y.


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A placa controladora envia um sinal eltrico de 5 megahertz para o transdutor transmissor,o qual converte o sinal em ondas ultrasonicas na superfcie do vidro. Essas ondas sodirigidas pela superfcie da tela de toque por um conjunto de refletores. Refletores em ladosopostos capturam e dirigem as ondas para os transdutores receptores, que os convertemem sinais eltricos. Esse processo repetido para cada eixo.

Quando voc toca a tela, seu dedo absorve uma parte das ondas que esto se movendopela superfcie. O sinal recebido para os eixos X e Y so comparados com um mapa derespostas pr gravado, as diferenas so reconhecidas e as coordenadas so calculadas.


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Como funciona iTouch "Toque-no-Tubo"

O tubo iTouch de ondas acsticas de superfcie tem transdutores piezeltricos,transmissores e receptores, para os eixos X e Y montados diretamente na superfcieexterna do tubo.

A placa controladora envia um sinal eltrico de 5 megahertz para o transdutor transmissor,o qual converte o sinal em ondas ultrasonicas na superfcie do vidro. Essas ondas sodirigidas pela superfcie da tela de toque por um conjunto de refletores. Refletores em ladosopostos capturam e dirigem as ondas para os transdutores receptores, que os convertemem sinais eltricos. Esse processo repetido para cada eixo.

Quando voc toca a tela, seu dedo absorve uma parte das ondas que esto se movendopela superfcie. O sinal recebido para os eixos X e Y so comparados com um mapa derespostas pr-gravado, as diferenas so reconhecidas e as coordenadas so calculadas.


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Como o Touch Screen de Capacitiva Projetada Funciona

Telas de toque Capacitiva Projetada consistem de um sensor feito de um reticulado demicro fios laminados entre duas camadas de vidro. Esse conjunto pode ser montado portraz de uma instalao, como por exemplo uma vitrine, incluindo at vidros de segurana

at 18 mm.

Durante o toque, uma capacitncia formada entre o dedo e o sensor reticulado. Alocalizao do toque calculada em funo da alterao das caractersticas eltricas nosensor.


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Como funciona a Capacitiva Superficial

A tecnologia de superfcie capacitiva consiste de um revestimento condutivo uniforme emum painel de vidro. Eletrodos montados em volta das bordas do painel distribuem umabaixa voltagem pelo revestimento condutivo, criando um campo eltrico uniforme. Um

toque drena corrente de cada canto do painel. A placa controladora mede a relao dascorrentes fluindo de cada canto e calcula a posio do toque.


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A importncia destas telas

Sensibilidade ao toque um avano que trouxe uma srie de vantagens para os usurios.Antes, todas as aes precisavam ser comandadas por digitaes ou cliques, o que no um problema em computadores, mas para aparelhos menores pode ser um fator de

complicao.

A chegada do touch screen trouxe uma nova gama de possibilidades. Telas maiores (comteclados virtuais) no lugar de teclados QWERTY oferecem melhores resolues paravdeos e jogos. Quem acha que jogar com poucos botes complicado, precisa conheceras facilidades que o touch screen oferece, como a virtualizao de botes (vrios jogospara iOS utilizam este recurso).

Outra palavra que merece destaque : intuitividade. Apenas clicando sobre os cones oufunes dos aplicativos, muito mais simples do que utilizar teclas de um teclado numricopara comandar os softwares. Principalmente porque alguns usurios possuem dificuldadespara associar nmeros a controles direcionais, por exemplo.

Quais os materiais envolvidos?

Quem pensa que as telas sensveis ao toque so limitadas camada de LCD est muitoenganado. Muitos outros materiais esto relacionados fabricao deste tipo dedispositivo, incluindo capacitores e resistores microscpicos, responsveis peloreconhecimento dos gestos dos usurios e controle das funcionalidades.


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Independente da tecnologia empregada (touchscreen capacitivo: iPhone e Galaxy Tab;resistivo: LG Optimus), as empresas de fabricao de telas sensveis ao toque utilizam amesma base de produo: xido de ndio-Estanho (OIE). Este elemento compostoprincipalmente por ndio, um substrato da minerao de chumbo e zinco.

Fragilidade e condutividade

O xido de ndio-Estanho causa muitas discusses por parte dos engenheiros eletrnicose projetistas de produtos que demandam telas sensveis. Por serem demasiadamentefrgeis, bastante difcil trabalhar com grandes pores deste material, causandodesconforto e insegurana por parte das fbricas.


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Por outro lado, o OIE aclamado pelas montadoras de smartphones e tablets, pois at omomento no so conhecidos materiais que apresentem as mesmas propriedades decondutividade e opacidade para permitir que a luz seja emitida com qualidade e que otempo de resposta dos toques sejam satisfatrios.

Isso ocorre porque o OIE oferece boa condutividade eltrica para garantir baixos tempos deresposta entre comandos e execuo das aes. Isso soma-se transparncia que permitea permeabilidade de luz para que a qualidade das imagens emitidas no sofram ainterferncias, o que aconteceria se outros metais fossem utilizados.

O Futuro das Telas de Toque

Existem muitos estudos sobre as possibilidades de uso das telas de toque, ou TouchScreens. Da mesma forma como novas tecnologias esto se desenvolvendo, muita gentecontinua pensando em vrias idias diferentes. Uma delas a utilizao espacial como

recurso de interatividade e toque. Com essa idia de combinar um sistema de toque e dereconhecimento de movimento, de voz e at de emoes, surge o Projeto Natal daMicrosoft. Ele promete ser revolucionrio, justamente porque ele permite uma interatividadecompletamente diferente com o computador.

O Projeto Natal ser o prximo passo no desenvolvimento de novas formas de interaocom o computador. A unio de tecnologias de tela de toque, de reconhecimento do ProjetoNatal e a interao com a realidade apresentada pela Realidade Aumentada com certezavai alterar a forma no s como nos relacionamos com o computador, mas principalmentecomo nos relacionamos com o mundo.


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Falta do OIE - xido de ndio-Estanho

Pode ser irreal, mas a pura realidade. A tecnologia Touch Screen, que faz o usuriointeragir com o aparelho atravs de toques sensveis na tela podem estar com diascontados. Tudo isso por causa de falta do elemento xido de ndio-Estanho, que segundo

pesquisadores americanos, as reservas podero simplesmente esgotar em 2020.

Isso fato, o touch screen poder ser extinto brevemente. O material utilizado nafabricao detouch(telas sensveis ao toque), telas LEDS est acabando e dificilmenteest sendo encontrado no meio ambiente. E ainda as empresas do ramo no acharam ummaterial similar. Estamos falando xido de ndio-Estanho (OIE), utilizado em tablets,monitores, smartphones, entre outros aparelhos.

O OIE que uma combinao de dois xidos metlicos: o estanho e o ndio, na qual osegundo material o grande problema, pois o ndio um subproduto da minerao dechumbo e zinco, ou seja, muito raro de ser encontrado e possui um custo alto. Essematerial consegue ser mais transparente do que o vidro e conduz eletricidade.

Infelizmente no se sabem quantas reservas de material ndio possuem no planeta, mas de

acordo com estudos geolgicos dos Estados Unidos, avaliam que as reservas podemchegar a 16 mil toneladas, maioria no territrio da China.Segundo Universidade de Northwestern (EUA), estudantes da prpria universidadedesenvolveram um material semelhante ao OIE, feito em xido de cdmio e ndio. Possuiuma condutncia maior que o OIE, mas NO transparente quanto o OIE. Infelizmente omaterial possui diversos problemas como: O cdmio altamente txico, produtos feitos poresse elemento esto a destinado quebrar, pois a fragilidade ntida, ou seja, a troca detelas de smartphones, monitores, tablets seria uma rotina para os usurios.

Outra forma seria a utilizao de nanofios de prata. Em fase de testes, o nanofio de prataapresentou transparncia de 85% e condutividade menor ao OIE. Mas nem tudo como

ns queremos, o maior problema de adequar os nanofios de prata para a utilizao eproduo de aparelhos touchscreen o custo. O material nanofio de prata apenas dez


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vezes mais caro que o prprio OIE, mesmo com a alta produo e compra do material, ocusto ainda ficar alto em comparao ao OIE.

Vale lembrar que os pesquisadores esto buscando uma forma mais adequada para asubstituio do OIE. Ainda as pesquisas, ressaltando o uso atual e a quantidade restante

do elemento xido de ndio-Estanho, as reservas podero simplesmente esgotar em 2020.

Previses de escassez

Assim como grande parte dos minerais valiosos da Terra, o ndio tambm v suas reservassendo diminudas a cada dia, o que significa que em alguns anos no existir mais aabundncia do material. claro que ainda podem ser descobertas novas fontes para amatria-prima do OIE, mas as perspectivas no so muito otimistas.

Estima-se que grande parte das reservas de ndio estejam localizadas na China, quecontrola o volume de exportaes e utilizao do produto h anos. Clculos depesquisadores da Universidade de Yale do informaes de que at 2020 no ser maispossvel utilizar o OIE em escala comercial, devido escassez.

H ainda uma enorme quantidade de ndio que no aproveitada, pois mineradoras dechumbo e zinco nem sempre realizam as maneiras corretas para coletar os substratos desuas atividades. Esse desperdcio pode custar caro nos prximos anos.

Quem seria afetado?

Todo mundo. Essa a grande verdade, todo o mercado da tecnologia seria afetado seestas suspeitas forem confirmadas. Tablets e smartphones esto dominando o mercado e

tirando at mesmo algumas parcelas de netbooks e notebooks, o que demanda muitacapacidade da indstria de telas.


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Mas no apenas os portteis. Os sistemas operacionais para computadores esto cada vezmais prximos da compatibilidade total com comandos por toque na tela, o que significaque computadores maiores podem precisar da mesma tecnologia j nos prximos anos. Oproblema que computadores maiores utilizam mais OIE, o que pode acelerar oesgotamento do produto.

Existem substitutos?

Sempre que algum material essencial para determinado tipo de aparelho chega prximo doesgotamento, toda a indstria relacionada a ele passa a buscar novas formas de continuarproduzindo seus bens de consumo. No poderia ser diferente com este mercado toaquecido, logo, j comearam a ser buscados substitutos para o OIE.


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xido de cdmio

Como ainda no so conhecidas formas de deixar o OIE totalmente de lado, uma opoque alguns pesquisadores esto cogitando a utilizao de xido de Cdmio. Essecomposto quase to transparente quanto o xido de ndio-estanho e ainda com maior

capacidade de conduo.

Mas bastante instvel, deteriorando-se rapidamente. A forma de lutar contra isso colocando cerca de 20% de OIE na composio, apenas o suficiente para criar umapelcula de proteo sobre o outro material, que ainda apresenta outros problemasbastante graves em relao ao meio-ambiente.

xido de Cdmio um composto muito txico que demanda muitos cuidados na

manipulao e, principalmente, no encaminhamento dos resduos dos produtos. Estesproblemas, se somados, mostram que o cdmio ainda no uma opo vivel para astelas touch screen.

Nano materiais de carbono

Se existe um elemento verstil, este elemento o carbono. Soinmeras as possibilidadesde subprodutos que podem ser criados com a alterao de algumas propriedades dele.Com isso, muitos esto pensando em utilizar o grafeno: composto carbnico que

fabricado em folhas e pode representar transistores de apenas 1 micrmetro.
http://www.baixaki.com.br/tecnologia/8088-novas-telas-touchscreen-poderao-utilizar-nanotubos-de-carbono.htmhttp://www.baixaki.com.br/tecnologia/8088-novas-telas-touchscreen-poderao-utilizar-nanotubos-de-carbono.htm


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Por ser finssimo, o grafeno tambm oferece pouca opacidade, ou seja, permite a

permeabilidade de luz, o que essencial para uma superfcie touchscreen. Logicamenteessa tecnologia ainda bastante cara, deixando poucos fabricantes empolgados com autilizao do material em seus aparelhos.

Mas o que anima os investidores o fato de que no futuro possvel que haja umaequiparao nos valores cobrados por aparelhos com touchscreen OIE e aparelhos comnanotubos de carbono. Isso ocorrer porque as telas OIE vo subir de valor na mesmavelocidade com que o material vai se esgotando.

Somando isso ao constante crescimento do segmento do carbono (e a consequente quedanos preos), em alguns anos pode haver uma similaridade nos valores. Com isso, estas

novas tecnologias tomaro, gradativamente, o lugar das tecnologias antigas no mercadotecnolgico, at que o OIE no faa mais falta nos aparelhos.

Isso significa um aumento nos preos dos aparelhos?

No necessariamente. Por mais que as telas possam ganhar alguns dlares a mais nafabricao, importante notar que outros componentes de hardware dos dispositivoseletrnicos esto cada vez mais baratos. Processadores, memria e sistema operacionalganham mais funcionalidades e, devido ao volume de vendas, tm seus valoresdiminudos.


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Ser que sero encontradas fontes de ndio para a fabricao do OIE em larga escalaantes de ocorrer uma escassez? As indstrias de telas e mineradoras no poupamesforos para encontrar alternativas que possam garantir a qualidade na resposta aostoques, sempre buscando formas de manter os preos para no esfriar o mercado.

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