Сенсорный монитор — в помощь студенту

В последнее время во многих голливудских фантастических фильмах стали появляться причудливые устройства, которыми герои картины управляют посредством собственных рук. Например:

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!

Оценим за полчаса!

Сенсорный монитор - в помощь студентуФрагмент из кинофильма «Шестой День» («Six Day») Сенсорный монитор - в помощь студентуФрагмент из кинофильма «Степфорские Жены» («The Stepford Wives») Сенсорный монитор - в помощь студентуФрагмент из кинофильма «Степфорские Жены» («The Stepford Wives»)

За рубежом сенсорные технологии уже вовсю используются в различных продуктах, например таких как: информационные сенсорные киоски, торговые терминалы, автомобильные мультимедийные системы, планшетные ПК, КПК и другие устройства.

Эта технология распространена и в России, я не имею в виду наладонные компьютеры, которые продаются на территории нашей страны. Скорость её распространения, по всей видимости, ограничена высокой розничной стоимостью готовых продуктов.

В настоящее время в этой области работает около десятка компаний, у одной из них мне удалось заполучить на тест — «сенсорный набор». Возможно ли сделать сенсорный монитор своими руками, который обладал бы еще и низкой стоимостью? Прочитав этот обзор Вы с уверенностью скажете «Да».

Сенсорная панель и контроллер

Сенсорная панель, которая была предоставлена на тест, выпускается тайваньской компанией Apex Material Technology Corporation (AMT), одним из самых крупных азиатских производителей сенсорных компонентов. Головной офис и производственные мощности AMT расположены в Тайпее на Тайване (Taipei, Taiwan).

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!
Читайте также:  Колебательный контур - в помощь студенту

Оценим за полчаса!

Сенсорный монитор - в помощь студенту

Существует несколько типов сенсорных панелей — резистивные, емкостные, инфракрасные и экраны на поверхностных акустических волнах. AMT9102 относится к классу аналоговых резистивных сенсорных экранов. Но и резистивные панели бывают, многослойными и 4/5/8 проводными, данная модель — двухслойная четырех — проводная.

Технические характеристики AMT9102:

  • Размеры панели: 332,6 x 257,5 мм;
  • Толщина панели: 3,3 мм;
  • Активная область: 304,1 x 228,1 мм;
  • Толщина чувствительного слоя: 0,188 мм;

Электротехническая спецификация:

  • Сопротивление участка цепи (отжато): 10 МОм;
  • Сопротивление участка цепи (нажато): 2 КОм;
  • Время отклика на нажатие:
  • Сопротивление слоя:
  • Аналоговое: 200~800 Ом/м2;
  • Рабочее напряжение: 5В;
  • Рабочая температура: от -10°C до 60°C;
  • Температура хранения: от -20°C до 80°C;
  • Влажность: не более 90%;
  • Сила нажатия стилусом или пальцем: от 10 до 80 граммов;
  • Плотность поверхности: 3H;
  • Долговечность: 10 млн. точечных нажатий;
  • Прозрачность: 80%.

Резистивная технология основывается на методе замера электрического сопротивления части системы в момент прикосновения. Для определения координат X и Y используются специальные чувствительные слои, между которыми находится еще один, «нейтральный».

Когда верхний слой соприкасается с нижним, электрическая цепь замыкается и контроллер получает информацию о координатах X и Y с верхнего и нижнего слоев соответственно. Для того, чтобы контроллер мог отличать сигналы, токи верхнего слоя текут в перпендикулярном направлении по отношение к нижнему.

По сравнению с другими типами «точ-скринов», резистивный обладает высокой разрешающей способностью (300 точек/дюйм), большим ресурсом (10 млн. касаний), небольшим временем отклика (около 10 мс) и низкой стоимостью. Но помимо плюсов есть и минусы, например такие, как 20% потеря светового потока.

Сенсорный монитор - в помощь студенту

Контроллер был взят того же производителя — PenMount 9026. Модель 9026 совместима с четырех и восьми проводными конструкциями. Контроллер предназначен для установки внутри корпуса монитора и имеет RS-232 интерфейс подключения.

Сенсорный монитор - в помощь студенту

Технические характеристики PenMount 9026:

  • Интерфейс подключения: RS-232;
  • Plug & Play: полная поддержка;
  • Максимальное разрешение: 1024 x 1024 пикселей;
  • Скорость передачи сигнала до порта: 19,200 бод;
  • Потребляемая мощность: от 5В до 12В;
  • Индикаторы: встроенный в контроллер LED;
  • Габаритные размеры: длина 65 мм x ширина 25 мм x толщина 2,5 мм.

Комплект поставки

Сенсорная панель обтянута защитной пленкой и упакована в пакет, в котором еще можно обнаружить восемь самоклеющихся полосок разной длинны. На этом о комплекте поставки AMT9102 можно закончить.

Сенсорный монитор - в помощь студенту

Контроллер PenMount 9026 также запакован в целлофан и поставляется вместе с интерфейсными кабелями и компакт-диском с драйверами и программным обеспечением.

Выбор монитора для модернизации

Мы имеем 15″ сенсорную панель, следующий шаг заключается в выборе подходящего монитора. Установить сенсорный экран можно далеко не в каждый дисплей, если с CRT монитором все более или менее понятно, то подходящий LCD придется поискать, а мы будем имплантировать «точ-скрин» именно в ЖК — монитор.

Сенсорный монитор - в помощь студенту

Первоначально планировалось использовать одну из двух 15″ моделей — Philips 150B2B или EIZO FlexScan L355. Дело в том, что эти мониторы имеют встроенный блок питания и очень ограниченное свободное пространство, что свойственно многим фирменным дисплеям. Поэтому установить контроллер и панель, в данном случае, практически невозможно.

Как показала практика, для установки AMT9102 необходимо около 5 мм расстояния между лицевой панелью и LCD матрицей монитора. Почему 5 мм, если толщина сенсорного экрана 3,3 мм, спросите вы. Для соединения «точ-скрина» с ЖК матрицей используются специальные демпферные самоклеющиеся прокладки, толщина которых 0,85 мм. Вот из всего этого и получается дополнительные 5 мм.

Сенсорный монитор - в помощь студенту

После неудачной попытки интегрировать сенсорный экран в Philips 150B2B и EIZO FlexScan L355, было принято решение искать монитор с внешним блоком питания. Такой дисплей долго искать не пришлось так, как на компьютерном рынке полно моделей от «noname» производителей.

Выбор пал на 15″ LCD от неизвестного производителя, который продается под названием «SoCool», что в прямом переводе означает «Так Круто». Посмотрим, действительно ли он так хорош.

В SoCool применяется 15,1″ ЖК панель CHUNGHWA CLAA150XH01 толщиной всего 6 мм, а платы монтируются на заднюю стенку монитора, поэтому места оказалось предостаточно.

Подготовка к переделке

Прежде чем приступить к модернизации монитора, подготовьте рабочее место. Главное чтобы на поверхности, куда вы положите панель и матрицу, не было острых выступов, которые могли бы их поцарапать.

Кроме этого подготовьте чистую тряпочку, на случай если на экране появятся разводы от пальцев. Из инструментов понадобятся — надфиль с круглым профилем, ножовка по металлу и острый нож, на случай если потребуется резать корпус. Также запаситесь терпением и будьте готовы потратить 2-3 часа свободного времени.

Процесс модернизации

Ну что, приступим? Если все готово, то начнем. Сперва осторожно снимем лицевую панель и отложим её в сторону. Пока наше внимание сосредоточено на ЖК экране. Отпустив четыре крепежных винта, демонстрируем панель и убираем оставшуюся часть монитора в сторону.

Сенсорный монитор - в помощь студенту

Смахните пыль и уберите посторонние вещи с рабочей места перед тем, как начнется работа по объединению «точ-скрина» с LCD панелью. Первым делом тщательно протрите поверхность ЖК матрицы и убедитесь в отсутствии пыли и прочей грязи на ней.

Как уже было отмечено выше, в комплект сенсорной панели входят специальные самоклеящиеся демпферные полоски. Вначале их следует наклеить по периметру экрана, естественно к металлической окантовке панели.

Удалив упаковочную пленку с сенсорной панели, устанавливаем «точ-скрин» на ЖК матрицу, самое главное не перепутайте рабочую сторону панели (ориентируйтесь по надписи в правом верхнем углу), она должна смотреть вверх. После, отложите блок матрица + сенсорная панель в сторону. Далее, следует доработать матрицы.

LCD панель крепится к четырем угловым кронштейнам. С помощью надфиля необходимо углубить паз на 5 мм и уменьшить соответственно высоту кронштейна на эти же 5 мм, отпилив верхнюю часть ножовкой.

При установке контроллера PenMount 9026 помните об интерфейсных кабелях. Если в задней крышке монитора нет подходящего отверстия, проделайте новое, только когда подключите шнур к контроллеру не забудь его укрепить, например, так, как показано на фотографии или просто завяжите небольшой узел.

В печатной плате контроллера имеется два отверстия для винтов. В моем случае хватило одного. Размеры PenMount 9026 составляют всего 65 x 25 мм (длина x ширина), поэтому поиск места для него не вызвал проблем и он успешно был монтирован на заднюю стенку монитора.

Необходимо также не забыть приклеить демпферные полоски с тыльной стороны лицевой крышки монитора. Процесс переделки подходит к завершению.

Подключаем разъемы ЖК матрицы, предварительно состыковав сенсорную панель с контроллером. Выравнив по уровню экран, закрываем лицевую панель монитора. Вуаля, сенсорный монитор готов!

Подключение

Контроллер подключается к компьютеру через RS-232 интерфейс или попросту через COM порт. Существуют и USB модификации. Для PenMount 9026 еще требуется дополнительное питание от PS/2 порта.

Если разъем PS/2 занят клавиатурой или мышью, можно воспользоваться «двойником», то есть подключить контроллер к компьютеру, а мышь или клавиатуру к соответствующему кабелю контроллера. После этой простой манипуляции можно приступать к установке драйверов и калибровке панели.

Установка драйверов, калибровка

При запуске ОС происходит автоматическое определение нового устройства. На запрос об установке следует ответить отказом. Их следует устанавливать с прилагаемого компакт-диска, так как драйверы входят в программный комплекс PenMount. Система, на которую инсталлировались драйверы и ПО, работает под управлением ОС Windows XP SP2.

В системе, контроллер с панелью обозначаются, как PenMount DMC9000 and DMC9100. Хочу заметить, что представленные драйверы поддерживают практически все известные ОС, такие как DOS, Windows 3.11, Windows 95, Windows 98, Windows ME, Windows NT, Windows XP, Windows CE, Linux и Qnx, а вот MacOS остался, почему то в стороне.

После перезагрузки компьютера, в панели задач появилась иконка с изображенными буквами «pm» на синем фоне — PenMount Monitor. Через «монитор» можно выбрать некоторые опции, а также вызвать панель управления — PenMount Control Panel.

Все настройки и регулировки можно производить только через Control Panel. Первая вкладка панели управления — калибровка (Calibrate), где можно выбрать режим настройки, но об этом, подробнее, будет чуть позже. Вкладка рисование (Draw) служит для проверки работы панели. Закладка Multiple Monitors позволяет включить поддержку нескольких панелей.

В опциях (Option) можно выбрать либо точечный, либо непрерывный режимы. Существует возможность дублировать каждое прикосновение к сенсорной панели звуковым сигналом, частота и длительность которого регулируется в этом же пункте меню. На момент написания статьи, использовались последняя версия драйверов 4.01 и «прошивка» контроллера версии A1.30.

Читайте также:  Комбинационный принцип - в помощь студенту

Оставим описание программного обеспечения в покое и перейдем к настройке сенсорного монитора. Лучше всего не полениться и произвести калибровку «точ-скрина» по 16 точкам в режиме расширенной настройки (Advanced Calibration).

На белом фоне появится небольшая окружность с красной точкой внутри, после нажатия на одну появляется другая, такая же, только в другом месте. Нажимать лучше именно в центр, в красную точку. Для точности я использовал зубочистку, но можно воспользоваться и собственным пальцем.

Работа в приложениях

В Windows XP управлять прикосновением пальца удобно, благодаря большим виртуальным кнопкам и надписям. Чувствительность сенсорного экрана высокая, поэтому давить на него особо не надо.

Нареканий при работе в системных и офисных приложениях, нет. Зато есть проблемы в некоторых графических программах.

Интересно было посмотреть, как сенсорный дисплей выступит в роли графического ЖК планшета. Оказалось, не очень хорошо. Например, в Adobe Photoshop 8.0 CS и 7.0 сигнал с «точ-панели» воспринимался программой неправильно. Такая же история и в Corel Draw 10.

Зато в Paint и Corel Xara рисовать можно, как карандашом на бумаге. Если разобраться с проблемой возникающей в Photoshop и Corel, сенсорный дисплей можно использовать в качестве графического планшета. Скорее всего, причина таится в драйвере.

Себестоимость сенсорного монитора

Если вы все-таки решитесь заняться переделкой монитора в сенсорный, предлагаю для начала ознакомится со стоимостью компонентов.

  • Сенсорная панель AMT9102 — 120 долларов
  • Контроллер AMT PenMount 9026 — 60 долларов
  • LCD монитор SoCool — 280 долларов

Итого получается 460 долларов. Это ощутимо дешевле уже готового монитора с «точ-скрином» подобного класса. Как видите сенсорные технологии вполне доступны.

Выводы

Мой эксперимент, на который я возлагал надежды, увенчался успехом. Теперь можно с уверенностью сказать, что создать недорогой сенсорный монитор, практически ничем не уступающий брендам, можно! Области применения такого монитора различны и обусловлены его функциональностью.

Дисплей может быть использован в создании различных выставочных стендов, в качестве монитора какого-либо торгового терминала, при оформлении музейных композиций, в качестве монитора персонального компьютера для людей с физическими недостатками или с ограниченными двигательными возможностями.

Как видите, сенсорные технологии становятся все ближе и доступнее. И, наконец, это движение начинает получать популярность в нашей стране. Сенсорный монитор это всего лишь один из видов альтернативных средств ввода-вывода информации, а ведь существуют еще и такие мощные комплексы, как информационные киоски. О них мы, возможно, поговорим чуть позже.

Недостатки

  • отсутствие антибликового покрытия;
  • большая толщина панели;
  • проблемы при рисовании в Photoshop 8.0 CS и Corel Draw 10.

Достоинства

  • относительно низкая себестоимость переделки;
  • наличие драйверов под все распространенные операционные системы;
  • простота модернизации.

Сенсорную панель AMT9102 и контроллер PenMount 9026 на тестирование были представлены компанией ГИДРОЭР.

Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Источник: https://3dnews.ru/165025

Как обычный монитор сделать сенсорным?

Сегодня сенсорные панели ввода встречаются повсеместно. Они устанавливаются на дисплеи смартфонов и планшетов, тачпады ноутбуков, графические планшеты, платежные терминалы и банкоматы, а также медицинское и промышленное оборудование. Производители делают сенсорные моноблоки и телевизоры, но большинство дисплеев для ПК по-прежнему остаются нечувствительны к касаниям.

 Microsoft Touch Mouse: очень сенсорная, совсем беспроводная

О том, как сделать обычный монитор — сенсорным, наверняка задумывались многие.

Ведь в некоторых операциях (чтение, работа с графикой, редактирование текстов) пролистнуть страницу, выбрать нужный предмет или выделить область на экране пером или пальцем гораздо проще, быстрее и удобнее, чем водить курсор или крутить колесо мыши.

С первого взгляда кажется, что эта затея – фантастика, и воплотить ее сложно. Но на самом деле все немного проще. Как сделать монитор сенсорным самостоятельно – расскажет данный материал.

Немного теории

Сенсорные поверхности экранов конструкционно представляют собой отдельный элемент, напрямую не связанный с матрицей дисплея.

Конечно, в последних поколениях смартфонов и планшетов используются так называемые OGS панели, у которых чувствительный элемент встроен между пикселями, но управление им все равно осуществляется по отдельной шине. Всего же существует три типа тачскринов, каждый со своими особенностями.

Резистивный

Сенсорный монитор - в помощь студенту

Резистивная технология построения сенсорных экранов – самая простая и дешевая. По принципу работы такие тачскрины родственны компьютерным клавиатурам. На двух слоях прозрачной подложки нанесены дорожки из почти прозрачного токопроводящего материала.

Эти два слоя расположены друг на друге с зазором в несколько микрометров. Верхний обязательно гибкий и при касании пальца прогибается, замыкая дорожки. Чем дальше находится место замыкания – тем больший путь проходит ток и тем выше сопротивление.

По его величине (с точностью до ома) контроллер сенсора вычисляет, в каком месте произошло нажатие.

Резистивные сенсорные экраны дешевы, просты, реагируют на любой предмет, но недостаточно надежны (вывести тачскрин из строя может небольшой порез) и имеют ограниченную прозрачность (под определенным углом даже становятся видны дорожки проводников).

Емкостный

Сенсорный монитор - в помощь студенту

Емкостный тачскрин – самый распространенный в наше время (состоянием на 2016 год). Он более совершенен и надежен. Количество слоев сократилось до одного, его толщина стала меньше. На поверхности сенсорного стекла или пленки наносится сетка прозрачных проводников, отличающихся низким сопротивлением. Человеческое тело плохо проводит электричество и способно накапливать электрический заряд, потому при касании пальца к стеклу происходит небольшая утечка тока, место которой определяет контроллер.

Волновой

В волновом сенсорном экране для регистрации прикосновений используются акустические (ультразвук, технология ПАВ) или световые (инфракрасные, ультрафиолетовые, технология ПСВ) волны. По периметру экрана устанавливается рамка, объединяющая излучатель и регистратор. Когда палец касается поверхности – он поглощает и частично отражает волну, а датчики регистрируют место.

.Сенсорный монитор - в помощь студенту

Экраны ПАВ и ПСВ надежны, абсолютно прозрачны (нет сетки электродов), имеют неисчерпаемый теоретический ресурс (в реальности зависит от качества компонентов), при наличии защитной рамки сам сенсор невозможно повредить, а применение бронестекла делает неуязвимой и матрицу экрана.

Поэтому они часто применяются в банкоматах, платежных терминалах, промышленных станках и медицинском оборудовании. Но точность определения координат пальца у них посредственная. Также волновые тачскрины требуют регулярной протирки (грязь на стекле вызывает фантомные реакции).

Есть и другие виды сенсоров для дисплеев, но они распространены гораздо меньше. Кроме того, эти методы трудно реализовать в домашних условиях, потому они не рассматриваются.

Применение сенсоров на практике

В применении к сенсорным мониторам востребованы все три технологии. Резистивный тип широко использовался ранее, но встречается и сейчас. Именно он интересен в плане того, как обычный монитор сделать сенсорным, но об этом чуть ниже.

Емкостные сенсоры применяются почти во всех современных дисплеях, изначально сенсорных.  Волновые тачскрины, как было сказано выше, используются в банковском, промышленном, медицинском и ином специфическом оборудовании.

Благодаря предприимчивым китайцам они также интересны при переделке обычного монитора в сенсорный.

Как сделать монитор сенсорным

Стоит сразу отметить, что переделка обычного монитора в сенсорный емкостный отпадает: такие тачскрины сравнительно дороги, специфичны и отдельно почти не встречаются. А вот резистивная и волновая технологии куда интереснее в этом плане. Еще стоит упомянуть чисто световой (не на ПСВ, а инфракрасный) вариант.

Способ 1: Световой

Первый способ самый простой и доступный, но требует определенных навыков и желания поработать.

Перед тем, как сделать монитор сенсорным, нужно запастись веб-камерой, инфракрасным диодом (как в пульте от телевизора) кусочком фотопленки (непроявленной), батарейкой и корпусом для самодельного стилуса (подойдет, например, лазерная указка), а также программой Community Core Vision. Что со всем этим добром делать – подробнее и по пунктам ниже.

  1. Установить камеру так, чтобы монитор полностью оказался в поле зрения объектива. Ее нужно закрепить, чтобы избежать смещения и нарушения настроек в дальнейшем.
  2. Сделать самодельный инфракрасный стилус, установив диод в корпус и подпаяв тонкие проводки от батареек к его ножкам. Лазерная указка в этом плане хороша тем, что у нее есть корпус с местом для батареек и кнопка, которая позволит подавать питание на диод только в процессе работы. Работоспособность поделки можно проверить, направляя диод в камеру: глаз человека не видит ИК-излучение, а цифровые камеры видят.Сенсорный монитор - в помощь студенту
  3. Вырезать из фотопленки кружок по размеру объектива веб-камеры и наклеить его поверх него. Фотопленка (непроявленная) не пропускает видимое излучение, а вот для инфракрасных лучей она прозрачна. Этот защитный диск послужит экраном, который позволит отфильтровывать видимый свет, для защиты от фантомных нажатий.
  4. Скачать и инсталлировать программу Community Core Vision или TouchLib. Откалибровать ПО, чтобы камера улавливала только точку от ИК-диода на стилусе. Затем произвести тонкую калибровку, чтобы совпадала точка нажатия и место срабатывания.

Перед тем, как обычный монитор сделать сенсорным по данному методу, нужно убедиться, что уровень технических навыков достаточен, а обстановка не препятствует воплощению идеи. Ведь веб-камеру требуется точно позиционировать, и для этого нужно место на столе, которое есть не у всех. Кроме того, небольшое смещение ее или экрана вынуждает настраивать все заново.

Способ отличается дешевизной: из оборудования покупать придется только самую дешевую камеру рублей за 500 (у большинства и так имеется), ИК-диод (можно вытащить из разбитого пульта), лазерную указку (можно вместо нее взять маркер или другую тонкую трубку), батарейки («мини-пальчики» или «таблетки»). Сложнее всего с фотопленкой: большинство людей пленочные «мыльницы» последний раз держало в руках больше 10 лет назад. Кроме того, из недостатков у способа – сложность настройки, неустойчивость конструкции, не самый высокий уровень удобства.

Сенсорный монитор - в помощь студенту

Способ 2: Волновой

В продаже встречаются готовые сенсорные панели, работающие по принципу поверхностно-световых (ПСВ) и поверхностно-акустических (ПАВ) волн. Они представляют собой стекло с рамкой, к которому подключен специальный контроллер с интерфейсом USB или COM (RS-232).

Такие решения предназначены, в первую очередь, для создания терминалов и спецоборудования, но никто не запрещает использовать их дома.Сенсорный монитор - в помощь студенту

Процесс переделки дисплея с ними предельно прост.

  1. Перед тем, как сделать монитор сенсорным, нужно протереть его микрофиброй со специальным чистящим средством или универсальным стеклоочистителем. Важно помнить: если экран имеет антибликовое покрытие – нельзя использовать для этого средства, содержащие нашатырь (аммиак), так как они смывают этот слой!
  2. После этого на экран накладывается сенсорное стекло, которое закрепляется входящими в комплект приспособлениями или сажается на качественный двусторонний скотч (но лучше все-таки прикрутить).
  3. Дальнейшая процедура настройки заключается в установке фирменного драйвера и другого ПО (поставляется на диске с сенсором или скачивается с сайта производителя) и калибровке тачскрина.

Сенсорный монитор - в помощь студенту

Основной недостаток подобной переделки монитора в сенсорный – относительная дороговизна. Новый сенсор стоит от нескольких тысяч – до десятков тысяч рублей, в зависимости от диагонали.

Кроме того, найти нужный размер на современные широкоформатные матрицы большой диагонали нередко сложно. Связанно это с тем, что узкоформатные (4:5 или 3:4) экраны имеют лучшее соотношение диагонали и полезной площади, поэтому для них такие тачскрины выпускают чаще.

Кроме того, стекло с рамкой может портить эстетический вид монитора, не вписываясь в его экстерьер.

Способ 3: Резистивный

По соотношению цены, эффективности и простоты применения наиболее предпочтителен резистивный тачскрин. Китайские производители создают специальные сенсорные пленки разного уровня точности, долговечности и функциональности, с разными размерами.

Источник: https://blog.aport.ru/kak-obychnyj-monitor-sdelat-sensornym/

Студент сделал сенсорный экран для MacBook за $1. Как сделать такой же

Студент Массачусетского технологического института Аниш Аталье вместе с тремя товарищами Кевином Квоком, Логаном Энстрёмом и Гильермо Вебстером создал сенсорный экран для MacBook и описал, как сделать такой же. На сборку потребовалось всего $1 и 16 часов времени.

В основу решения была положена разработка Квока, которую он сделал ещё в школе. Её суть в том, что по блестящим поверхностям под углом можно понять, касается ли палец экрана.

Если палец совпадает со своим отражением, то можно построить схему сенсорного дисплея.

Сенсорный монитор - в помощь студенту

Слегка доработав технологию Квока, ребята создали Project Sistine.

Что это и как работает

Это специальная система, помогающая экрану MacBook понять, какого именно места касается пользователь.

Идея состоит в том, чтобы установить небольшое зеркало перед встроенной камерой макбука, чтобы она смотрела на экран компьютера под острым углом.

Так камера сможет видеть пальцы пользователя. А с помощью компьютерного зрения трансформировать видеопоток в команды для сенсорного управления.

  • Сенсорный монитор - в помощь студенту
    Полученное устройство для считывания касаний экрана MacBook
  • В итоге для реализации плана потребовалось:
  • • горячий клей
    • миниатюрное зеркало
    • жёсткая бумажная тарелка (это не шутка)
  • • дверные петли
  • С их помощью зеркальце крепится над камерой MacBook на самодельном креплении. Так оно собиралось:

Сенсорный монитор - в помощь студенту

Дальше студенты взялись за создание софта. Он должен был определять цвет кожи, размеры пальца по верхнему (отражение в экране) и нижнему (реальный палец, снятый камерой) контуру.

Дальше алгоритм оценивает среднюю линию между ними и принимает её за точку касания к экрану ноута.

Сенсорный монитор - в помощь студенту
Так камера считывает касание

Сенсорный монитор - в помощь студенту

После первоначальной калибровки системы камера и софт обучатся адекватно оценить расстояние от пальца до экрана и распознать координаты точки касания по методу RANSAC.

RANSAC — метод оценки параметров модели на основе случайных выборок

Итог

Сенсорный монитор - в помощь студенту

В итоговом прототипе разработчики преобразовали касания и движения пальца в команды мыши. При создании модели использовалась камера с разрешением 480p. И чем будет больше разрешение камеры, тем точнее будут считываться движения.

Читайте также:  Предпосылки образования государства в древней руси - в помощь студенту

Исходный код для системы компьютерного зрения создатели опубликовали на GitHub. Там же подробные инструкции по установке. [AnishaTalye]

Рейтинг поста:

(4.87 из 5, оценили: 23) ????

Источник: https://www.iphones.ru/iNotes/kak-sdelat-macbook-sensornym-svoimi-rukami-za-70-rubley-08-07-2019

Сенсорные экраны

Сенсорный монитор - в помощь студенту

Интерфейс сенсорного экрана (touch screen) является наиболее удобным, интуитивным и простейшим для обучения из всех устройств ввода РС. Он становится распространенным интерфейсом для многочисленных применений в общественных помещениях, коммерческих организациях и др. Сенсорный интерфейс предоставляет людям возможность пользоваться компьютерной системой, касаясь пальцем пиктограмм или указателей на экране. При наличии соответствующего программного обеспечения даже человек, совершенно не знакомый с компьютерами, может легко взаимодействовать с системой, пользуясь сенсорным экраном.

Технология сенсорных экранов доведена до такого уровня, когда их аппаратные средства допускают подключение к большинству РС, включая платформы Windows и Macintosh, по технологии Plug-and-Play (PnP) без необходимости сложного программирования. Это означает, что этот интерфейс легко добавить в существующие приложения и несложно разработать новые приложения.

Сенсорные экраны обладают очень высокими техническими параметрами. Разрешающая способность точки касания (touch point resolution) показывает число чувствительных к касанию точек на сенсорном экране.

Большинство современных сенсорных экранов обладают очень высокой разрешающей способностью — более 100 точек на дюйм. Время реакции (response time) представляет собой временной интервал, в течение которого система с сенсорным экраном реагирует на касание.

В большинстве современных систем с сенсорными экранами время реакции находится в диапазоне от 5 до 20 мс.

Области применения сенсорных экранов

Сенсорный экран предоставляет простейший и наиболее интуитивный интерфейс из всех интерфейсов РС. Эти важные достоинства позволят использовать сенсорные экраны в разнообразных применениях. Приведем несколько типичных примеров таких применений.

  • Общественные информационные системы: Множество людей, не имеющих опыта общения с РС, пользуются информационными киосками, туристическими маршрутами и другими электронными средствами отображения информации. Дружеский к пользователю интерфейс сенсорного экрана оказывается наименее раздражающим и наиболее простым по сравнению с другими устройствами ввода, особенно для новичков. Благодаря этому информация становится доступной самой широкой аудитории.
  • Рестораны и торговые терминалы: Напомним, что «время — деньги» и этот принцип особенно справедлив для ресторанов быстрого обслуживания и в розничной торговле. Поскольку пользоваться сенсорными экранами очень просто, время обучения новых работников сокращается. Само обслуживание потребителей ускоряется, так как работник может просто касаться экрана, а не вводить с клавиатуры сложные данные или команды.
  • Самообслуживание потребителей: В современном мире постоянной спешки и нехватки времени необходимо ускорять обслуживание потребителей. Терминалы самообслуживания с сенсорными экранами ускорят обслуживание потребителей в популярных магазинах, пунктах быстрого питания, транспортных учреждениях и др. Потребители могут быстро оформить свои заказы, экономя свое время и сокращая время ожидания других потребителей.
  • Автоматизированные системы управления: Интерфейс сенсорного экрана полезен в автоматизированных системах, простирающихся от промышленных систем управления до средств домашней автоматизации. Благодаря интегрированию устройств ввода и отображения можно сэкономить ценное рабочее пространство. С помощью графического интерфейса операторы могут контролировать сложные процессы и управлять ими в реальном времени, просто касаясь экрана.
  • Компьютеризованное обучение: Поскольку интерфейс сенсорного экрана является наиболее дружеским по сравнению с другими устройствами ввода, можно уменьшить время обучения компьютерных новичков и сократить расходы на образование. Обучение может стать более интересным и интерактивным.
  • Технология помощи: Интерфейс сенсорного экрана может оказаться наиболее подходящим для тех, кто испытывает трудности при работе с другими устройствами ввода, например с клавиатурой или мышью. При использовании совместно с такими программными средствами, как экранные клавиатуры, сенсорные экраны могут сделать компьютерные ресурсы более доступными людям, которым трудно использовать компьютеры.

Конструкция сенсорного экрана

Сенсорный монитор - в помощь студенту

Базовая система сенсорного экрана состоит из трех основных компонентов:

1. Датчик (sensor): Датчик представляет собой прозрачную панель, которая размещается на экране монитора РС. Эта панель либо монтируется поверх экрана компьютера с помощью специальных зажимов, т.е.

является съемной, либо устанавливается в процессе производства монитора.

При касании панели пальцем или пером внутри датчика происходит изменение некоторого физического параметра, которое передается контроллеру сенсорного экрана.

2. Контроллер сенсорного экрана (touchscreen controller): Контроллер обрабатывает входной сигналы от датчика и передает информацию о событии касания (touch event) в РС, обычно по интерфейсу последовательной или шинной мыши.

3. Программа драйвера (software driver): Программа драйвера позволяет сенсорному экрану взаимодействовать с операционной системой, например Windows 95/98/2000, путем эмуляции мыши, т.е. преобразования касаний в щелчки кнопкой мыши.

Технологии сенсорных экранов

Разработано несколько технологий сенсорных экранов, которые имеют свои достоинства и недостатки. Поэтому сенсорные экраны, выполненные по различным технологиям, имеют свои области применения. Далее рассмотрены современные технологии сенсорных экранов.

Резистивный сенсорный экран

Сенсорный монитор - в помощь студенту

Резистивный сенсорный экран состоит из стеклянной или акриловой панели, которая покрыта электрически проводящим слоем и резистивным слоем. Тонкие слои разделяются невидимыми разделительными точками. При работе через панель проходит электрический ток. Когда к панели прикладывается давление, слои прижимаются друг к другу, вызывая изменение электрического тока. В результате регистрируется событие касания.

Резистивные сенсорные экраны, в общем, наиболее удобны.

Несмотря на то, что прозрачность резистивного сенсорного экрана меньше, чем в сенсорных экранах других типов, резистивные экраны наиболее долговечны и могут работать в неблагоприятной рабочей обстановке.

Резистивные сенсорные экраны рекомендуются для торговых терминалов, ресторанов, автоматизированных систем управления, медицинских учреждений и т.д.

Достоинства:

  • Высокая разрешающая способность касания.
  • Возможность работы с любым пером.
  • Устойчивость к воздействию грязи, пыли, воды или света, так как экран герметизирован. Даже глубокие царапины не влияют на точность устройства.
  • Высокая долговечность: экраны прошли испытания, эквивалентные 35 млн касаний.

Недостатки:

  • Недостаточная прозрачность — 75%.
  • Возможность повреждения резистивных слоев острыми объектами, а также износ этих слоев со временем.

Сенсорный экран с поверхностными акустическими волнами

Сенсорный монитор - в помощь студенту

Технология поверхностных акустических волн (Surface Acoustic Wave — SAW) позволяет создать наиболее совершенные сенсорные экраны. Она опирается на передачу звуковых волн по прозрачной стеклянной панели, на которой расположены наборы передатчиков и отражателей. Когда палец касается экрана, акустические волны абсорбируются (поглощаются) и в этой точке регистрируется событие касания.

Так как вся панель изготовлена из стекла, здесь нет подверженных износу слоев, что позволяет разработать наиболее живучие и наиболее прозрачные сенсорные экраны. Сенсорные экраны с поверхностными акустическими волнами рекомендуются для общественных информационных киосков, компьютерного обучения или других применений с интенсивным трафиком.

Достоинства:

  • Высокая разрешающая способность касания (максимум 4096х4096 точек).
  • Высокая прозрачность.
  • Отсутствие дрейфа, что устраняет необходимость частой рекалибровки.
  • Большая долговечность: сенсорный экран прошел испытания, эквивалентные 50 млн касаний.

Недостатки:

  • Экрана необходимо касаться пальцем теплой руки или мягким пером. Карандаш или ручка здесь не годятся.
  • Экран герметизирован неполностью, поэтому на его работу влияет пыльная, грязная или влажная среда.

Емкостной сенсорный экран

Сенсорный монитор - в помощь студенту

Емкостной сенсорный экран состоит из стеклянной панели с покрытием из емкостного, т.е. способного сохранять электрический заряд, материала. Датчики, расположенные в углах панели, измеряют емкость человека, который пальцем касается покрытия. По изменению емкости, которое вызывает изменение частоты генератора, регистрируются координаты X и Y события касания.

Емкостные сенсорные экраны отличаются долговечностью и имеют высокую прозрачность. Они используются в самых разнообразных применениях, от ресторанов и торговых терминалов до промышленных систем управления и информационных киосков.

Достоинства:

  • Высокая разрешающая способность касания.
  • Высокая прозрачность.
  • Большая долговечность: сенсорный экран прошел испытания, эквивалентные 20 млн касаний..
  • Нечувствительность к пыли, жировым отпечаткам и влажности.

Недостатки:

  • Экрана необходимо касаться пальцем, так как он не работает с непроводящими объектами.

Сенсорная панель

Сенсорный монитор - в помощь студенту

Для портативных компьютеров вместо сенсорного экрана часто применяется так называемая сенсорная панель (touch pad). Она может быть встроена в клавиатуру компьютера, либо подключается вместо мыши. Для управления позицией курсора на экране пользователь перемещает палец по поверхности сенсорной панели. Освоение работы с сенсорной панелью требует некоторого времени. В таких панелях применяется емкостной датчик или датчик с поверхностными акустическими волнами.

Источник: https://xn—-7sbbfb7a7aej.xn--p1ai/informatika_enc_PC/touch.html

Glamos — виртуальный сенсорный экран в любом месте

Опубликовано: 2 месяца назад

Сенсорное управление имеет множество преимуществ по сравнению с кнопочным и манипуляторами, но телевизоры, мониторы и ноутбуки с этой опцией пока что стоят достаточно дорого. Стартап Glamos поможет решить эту проблему, относительно, недорого, предлагая свой виртуальный сенсорный экран. Представленное устройство можно разместить в любом удобном месте.

Сенсорный монитор - в помощь студенту

Сенсорный экран Glamos разработан на базе детектора движения.

Здесь используется вращающийся модуль с зеркалом, который снимает показания 40 раз в секунду, что должно обеспечить комфортное управление гаджетом.

Принцип работы напоминает лидар с некоторыми усовершенствованиями. По словам разработчиков, их детище намного эффективнее и функциональнее камер, позволяя задействовать больше движений и возможностей.

Сенсорный экран можно установить как на дисплее телевизора, ноутбука, планшета или смартфона, так и в любом другом месте. Это означает возможность удаленного управления, что будет удобно во время просмотра фильмов.

Сенсорный монитор - в помощь студенту

Создатели говорят о том, что девайс можно использовать и для интерактивных игр: устройство распознает различные виды движений. В общем, это больше, чем пульт.

Гаджет создает сенсорный экран с радиусом 3,2 фута, что соответствует 91 см. Заявлена возможность увеличения радиуса в 6 раз. Угол обзора датчика — 180 °. Адаптация к размерам используемого дисплея присутствует.

Сенсорный монитор - в помощь студенту

Поставки виртуальных сенсорных экранов Glamos Basic и Pro запланированы на июль. Объявленные на Kickstarter обязательства — $ 119 и $ 139 соответственно.

Источник: https://club.dns-shop.ru/digest/25422-glamos-virtualnyii-sensornyii-ekran-v-lubom-meste/

Превратить экран Macbook в сенсорный с помощью машинного распознавания образов, зеркала, горячего клея — и потратить $1 — Техника на vc.ru

Перевод материала из блога студента Массачусетского технологического института Аниша Аталье.

Мы превратили экран Macbook в сенсорный с помощью оборудования общей стоимостью $1 и машинного распознавания образов. Эксперимент под названием «Сикстинский проект» (в честь нашей фотографии-пародии на фреску «Создание Адама») разработан и проведён мной, Кевином, Гильермо и Логаном за 16 часов.

Механизм работы

Основной принцип работы устройства прост: если посмотреть на поверхность монитора под углом, можно увидеть отражение и по положению пальца понять, касается он экрана или нет. Если палец лежит на экране, то он как бы упирается в своё отражение.

Кевин ещё в средней школе заметил это и создал ShinyTouch. С помощью внешней веб-камеры он построил систему сенсорного ввода, не требующую практически никаких настроек.

Мы решили попробовать усовершенствовать эту систему без использования внешней камеры — установить маленькое зеркало перед встроенной в ноутбук камерой так, чтобы направить объектив на монитор под острым углом. Камера увидит пальцы, дотрагивающиеся до экрана, и мы сможем перевести видеозапись в касания с помощью машинного распознавания образов.

Оборудование

Настроить аппаратуру оказалось просто. Всё, что требовалось от нас, — установить зеркало перед камерой под определённым углом. Вот список использованных материалов:

  • Маленькое зеркало.
  • Жёсткий лист бумаги.
  • Дверная петля.
  • Горячий клей.

Мы попробовали несколько разных вариантов и остановились на устройстве, которое можно собрать за несколько минут при помощи ножа и специального пистолета для горячего клея.

Вот как выглядит готовое изделие:

Обнаружение касания

Прежде чем начать процесс обработки видео, необходимо обнаружить палец. Вот пример того, что видит веб-камера:

Алгоритм обнаружения пальца должен найти точку касания, чтобы обработать данные. Сейчас наш метод использует обычную технику машинного распознавания образов. Обработка данных включает в себя следующие шаги:

  1. Отфильтровать цвет кожи и провести бинаризацию изображения.
  2. Обнаружить контуры.
  3. Найти два длинных контура — пальца и его отражения — и убедиться, что они пересекаются по горизонтали и что меньший контур находится над большим.

  4. Установить точку касания в центре линии, по которой соединяются верхушка нижнего контура и низ верхнего контура.

  5. Отличить касание от зависшего над монитором пальца по длине между двумя контурами.

Результат такого процесса, вид через веб-камеру. Палец и его отражение (контуры) показаны салатовым, ограничительная рамка красным, а точка касания — ярко-розовым

Преобразование данных и настройка

Заключительный шаг обработки данных — преобразование координат точки касания с веб-камеры на координаты на мониторе. Они гомографически соответствуют друг другу. Мы вычисляем гомографическую матрицу с помощью настройки, во время которой пользователь должен дотронуться до определённых точек на мониторе.

Собрав все данные, которые сопоставляют координаты веб-камеры с координатами на мониторе, мы можем выполнить гомографическое преобразование с помощью метода RANSAC (Random Sample Consensus — метод оценки на основе случайных выборок). Оно даст нам матрицу проекции, которая преобразует координаты камеры в координаты на мониторе.

На видео выше можно увидеть процесс настройки, во время которого пользователь должен вести палец по точке, пока та перемещается по монитору. Также там отображается информация о процессе отладки, поступающая в видеоформате в режиме реального времени.

Точка касания по координатам камеры показана ярко-розовым цветом. После окончания настройки матрица проекции показывается красным, а программа переключается в режим, при котором расчётная точка касания обозначается синим.

Применение

Сейчас мы переводим касания и наведения в события мыши, делая существующие приложения сенсорными.

Если мы решим создавать собственные приложения, управляемые сенсорно, то сможем напрямую использовать данные касаний, включая информацию вроде высоты наведения пальца.

Для прототипа «Сикстинский проект» работает вполне неплохо. При наличии небольших усовершенствований, например веб-камеры с более высоким разрешением (разрешение нашей составляет 480 пикселей) и вогнутого монитора, который позволит камере видеть монитор полностью, «Сикстинский проект» может стать практичной и дешёвой сенсорной системой.

Исходный код

Код прототипа находится в открытом доступе и выпущен на основании лицензии Массачусетского технологического института.

#macbook #сенсорныеэкраны

Источник: https://vc.ru/tech/78582-prevratit-ekran-macbook-v-sensornyy-s-pomoshchyu-mashinnogo-raspoznavaniya-obrazov-zerkala-goryachego-kleya-i-potratit-1

Ссылка на основную публикацию