Как работает стилус для смартфона и зачем он нужен

Современный стилус для смартфона или планшета — это многофункциональное электронное перо для управления и навигации. Стилусы используют и с другими устройствами, включая навигаторы, дисплеи ноутбуков и моноблоков. Существуют ситуации, когда это приспособление просто необходимо. Как работает стилус для смартфона, зачем он нужен и чем отличаются модели — об этом далее.

Как сенсорный экран воспринимает прикосновения и как устроены стилусы
Мы уже писали о том, как работает сенсорный экран смартфона, поэтому повторяться не будем, но в этом материале расскажем о разновидностях экранов и стилусах для них. Принцип работы стилуса и его возможности взаимосвязаны с типом сенсорного экрана. От этого зависит и совместимость.

Стилусы для резистивных сенсорных экранов
В старых «доайфоновских» телефонах использовался резистивный дисплей. Именно нажатие и продавливание пленки-мембраны под пальцем или стилусом определяло координаты, потому что происходило соприкасание со считывающей подложкой. То есть нужно было действительно нажимать на символы и значки на экране — физическое воздействие обязательно. Такие экраны использовались в самых первых смартфонах, в комплекте которых почти всегда был стилус — по-другому нормально пользоваться гаджетом было практически невозможно.

 

Резистивные сенсорные экраны еще используют, но уже не с таким размахом. Например, в некоторых смартфонах или планшетах, бытовой технике, электронных книгах. Главная проблема — нет поддержки мультитача. Кроме того, нужно прикладывать хотя бы минимальные усилия, чтобы система корректно распознавал ввод.

Графический планшет Wacom Intuos S Pro
[проводной/беспроводной, ввод — перьевой, рабочая область — 160 мм x 100 мм, 5080 lpi, перо — пассивное, чувствительность — 8192 уровня, Bluetooth, USB]
Пассивные емкостные стилусы
Современное альтернатива— емкостный сенсорный экран. Существует несколько разновидностей данного решения. Это совершенно иная технология, где уже ничего не нужно продавливать: физическое нажатие не требуется — достаточно касания.

 

Суть технологии сводится к тому, что сам дисплей генерирует электрическое поле за счет сети встроенных электродов, которые подают слабый переменный ток. При касании пальцем, происходит утечка тока, ведь человеческое тело работает как проводник электричества. Формируется конденсатор. Контроллер отслеживает точки, где потенциал становится меньше базового потенциала электродов. Таким образом изменения емкости помогают определить наличие контакта и его координаты.

 

Простейшие стилусы для емкостных сенсорных экранов — емкостные палочки, пассивные емкостные стилусы — имитируют человеческий палец и мало чем отличаются от пера для резистивных сенсорных экранов. В этом случае наконечник стилуса и руку пользователя соединяют при помощи токопроводящих материалов. Простейшие приспособления в домашних условиях может сделать каждый.

Преимущества пассивных емкостных стилусов:
простота;
универсальность;
низкая цена;
нет источника питания;
легко найти замену.
У таких решений есть и целый список проблем.
Нет поддержки на программном уровне. Система может не видеть стилуса, воспринимая касания, как прикосновение пальцев.
Минимальная функциональность.
Большое пятно контакта.
Ориентация на касание, но не на рисование.
Дополнительное сопротивление движениям (в большинстве случаев). Это зависит от материала наконечника.
Активные емкостные стилусы
В отличие от пассивных, здесь есть свой источник питания, который передает заряд на наконечник, который может быть очень тонким — как у ручки или карандаша. Как и в обычном емкостном сенсорном экране, здесь установлена сеть электродов, но их намного больше. Это необходимо, чтобы точно определять координаты касания.

 

В качестве источника питания используются батарейки или встроенный аккумулятор. В первом случае можно поставить другую батарейку после исчерпания ресурса, но из-за этого аксессуар тяжелее. Встроенный аккумулятор заменить не получится, но они служат очень долго, если соблюдать правила эксплуатации. Такие стилусы меньше, легче и дороже. Ярким примером можно назвать Apple Pancil. Встроенный источник питания открывает огромные возможности. Производители могут устанавливать сложную электронику, а это отражается на функциональности приспособления.

Стилус Apple Pencil (2nd Gen) для Apple iPad белый
[емкостный, материал — алюминий, стилусов — 1 шт]

Индукционно-емкостные стилусы
А теперь немного волшебства. Есть еще одна интересная технология, которая в темные доайфоновские времена использовалась с графическими планшетами. Смартфон может вовсе не иметь сенсорного дисплея, но будет поддерживать управление стилусом. Как это возможно? При помощи индукционно-емкостных стилусов и экранов.

 

Чтобы технология работала, под дисплеем установлена антенна, состоящая из множества ячеек, а в самом стилусе есть передатчик. Антенна посылает сигнал, и, получая ответ от передатчика, определяет положение цифрового пера в пространстве. Для этого контроллер смартфона оценивает силу сигнала каждой ячейки.

 

Это позволяет вовсе исключить контакт с экраном. Например, если положить на дисплей смартфона пластиковый лист, поводить по нему и убрать, все действия будут выполнены. «Сила» пальца в этом фокусе не поможет, но с индукционно-емкостным стилусом проблем не возникнет.

 

В аксессуаре может быть установлен источник питания в виде батарейки или аккумулятора, но чаще всего схема питается от смартфона при помощи беспроводной зарядки. В дело вступает технология электромагнитного резонанса: Electro-Magnetic Resonance (EMR). Это решение реализовано в Samsung S Pen, HP Active EMR Pen, аналогах Microsoft, большинстве графических планшетов и даже в некоторых ноутбуках.

Стилус Samsung S Pen для Samsung Galaxy Tab S6 Lite серый
[емкостный, материал — пластик, стилусов — 1 шт]

Принцип взаимодействия можно описать так:
Под экраном расположена антенна, а точнее сеть. Смартфон генерирует слабое электромагнитное поле в радиусе 1-2 см от экрана.
Внутри стилуса установлена индукционная катушка. При попадании в зону действия электромагнитного поля вырабатывается ток.
Энергия направляется на основные элементы пока аксессуар находится вблизи смартфона.
Отсутствие отдельного источника питания ограничивает возможности начинки, поэтому функциональность ниже, чем у активных емкостных стилусов. Зато цена более доступна.

 

Лидером в этом направлении является Wacom, известная дизайнерам по графическим планшетам, но сейчас есть и другие компании, преуспевшие в этом направлении. Если используется EMR-панель и стилус, то разработчики компании практически наверняка приложили к этому свои руки. Например, Samsung S Pen, планшеты Microsoft первого и второго поколения.

Стилус Bamboo Fineline для Apple iPad/ iPhone черный
[емкостный, материал — алюминий, стилусов — 1 шт]

Внутри активного или индукционно-емкостного стилуса находятся миниатюрные платы, на которых установлены различные элементы: Bluetooth-модуль, акселерометр, гироскоп, источник питания. Работа почти ювелирная.https://metal-archive.ru/novosti/32999-ruchki-stilus-s-logotipom-kak-chast-reklamnoy-kompanii.html

Оставьте ответ

Ваш адрес email не будет опубликован.