사람의 손없이 정전 식 터치 스크린을 사용하는 방법


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저는 프로그래머이며 일반적으로 스택 오버플로에 매달려 있지만 전기 질문이 있습니다.

화면을 간접적으로 터치하여 휴대 전화에서 APP와 상호 작용하려고합니다. 현대의 터치 스크린은 여기에있는 모든 사람들이 저항하는 것이 아니라 용량 성이기 때문에 터치하려는 화면에 작은 전류를 공급할 수있는 한 터치 스크린과 상호 작용할 수 있어야한다는 것을 의미합니다.

스피커 케이블과 몇 개의 다른 전선을 사용하여 집에서 얼마나 멀리 떨어져 있는지 확인하고 와이어를 통해 충분한 전류를 통과시켜 거리와 거리에 따라 화면에 터치를 등록하는 실험을하고 있습니다. 와이어의 크기와 품질.

내가 찾은 것은 화면에 와이어를 터치하면 와이어를 터치하지 않고도 터치를 등록하는 것 같습니다. 와이어 내부에 전류가 있습니까? 사용중인 와이어 유형입니까? 전선 자체에는 전류가 없으며 외부 전원 공급 장치가있을 때만 전기를 통과한다는 인상을 받았습니다.

와이어를 방전 시키거나 어떻게 든 막을 수있는 방법이 있습니까?


정전 식 터치 스크린의 작동 방식을 알려 주셔서 감사합니다. 나는 내 머리에 문제가 있었다.

내가 해결하려고하는 문제는 터치 스크린을 통해 멀리 떨어진 곳에서 휴대 전화와 상호 작용하고 싶다는 것입니다. 휴대 전화 화면에 연결하여 터치 스크린을 원래 위치로 확장 할 수있는 자료가 있습니까? 나는 손이 닿을 수있는 거리에있을 뿐이며, 기본적으로 터치 이벤트를 감지하기 만하면됩니다.

나는 그것이 이상한 질문 일 수 있음을 알고 있으므로, 이것에 대한 답변을 얻지 못하면 여전히 아래 답변을 선택할 것입니다.이 질문에서 이미 많은 것을 배웠습니다.


용량 성 터치 기술에 대해 좀 더 이해하기 위해이 문서를 개인적으로 좋아했습니다. ti.com/lit/an/slaa363a/slaa363a.pdf
jippie

감사. 그것은 많은 도움이됩니다. 올바르게 이해하면 장치에 다양한 센서 패드 주위에 전기장이 있으며 간섭을 감지합니다. 물체가 필드로 이동할 때 간섭이 발생하며 전도성으로 인해 약간의 충전이 필요합니다. 장치는 더 적은 양의 전기를 인식하여 무언가에 닿고 있음을 알 수 있습니다. 그게 맞습니까?
Jeff Ryan

아니, 사실은, 그것은 저기의 작동 방식과 비슷합니다. 아마 youtube.com/watch?v=JVRuDY4X88M&sns=em
Grady Player

도와 주셔서 감사합니다. 모든 답변은 저에게 매우 도움이되었습니다. 나는 Olin과 가장 앞뒤로 나아 갔으므로 그의 대답을 선택했지만 다른 모든 사람들에게도 감사합니다.
Jeff Ryan

실시간으로 비디오를 처리하여 인체와 팔다리의 위치를 ​​판독함으로써 원거리에서 컴퓨팅 기계와 상호 작용할 수 있습니다. 제스처로 화면에서 커서의 위치를 ​​제어하고 마우스 클릭과 같은 이벤트를 생성 할 수 있습니다. 예를 들어 Microsoft의 Kinect를 참조하십시오.
Kaz

답변:


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따라서 터치하려는 화면에 작은 전류를 공급할 수있는 한 상호 작용할 수 있어야합니다.

아니요. 기기에 전류를 공급하지 않습니다. 이 장치는 전류 또는 전압이 아닌 정전 용량을 측정합니다. 용량 성 패드가 구체적으로 선택된 일부 신호에 어떻게 반응하는지 살펴봄으로써 신체가 주변 또는 회로 접지로 돌아가는 추가 정전 용량이 감지됩니다.


그래. 이 문제에 대한 저의 무지가 분명히 드러납니다. 따라서 장치에 들어가는 전류 대신 장치에 닿은 것이 전류를받을 수있는시기를 감지하는 것이 좋습니다. 나는 용어를 올바르게 사용하고 있는지 모르겠지만, 그 방향은 다른 방향이 아니라 장치에서 나에게로 흐른다는 아이디어입니다. 그 맞습니까?
Jeff Ryan

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@ 제프 : 네. 논리적 방향은 장치가 무언가를 적극적으로 찾고 있다는 것입니다. 무언가는 순전히 수동적입니다.
Olin Lathrop

op가 근접 회로와 동일한 회로를 작동시키는 것이 더 의미가 있을까요?
Grady Player

승인. 나는 이것을 이해하려고 노력하고있다. 터치 스크린에 한 푼을 놓고 플라스틱 펜으로 움직이면 아무 일도 일어나지 않습니다. 그러나 손가락으로 그 딤섬을 터치하고 움직이면 화면이 반응합니다. 그것은 어떻게 든 한푼을 만질 때까지 전도성이 없다는 것을 의미합니까?
Jeff Ryan

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@Jeff : 아니오, 그것은 당신이 그것을 만질 때까지 그 자체로 다른 곳에 충분한 양의 커패시턴스가 없다는 것을 의미합니다. 전도성은 충분하지만 전도성을 감지하지 않기 때문에 중요하지 않습니다. 당신의 몸은 다임보다 전도성이 낮지 만 훨씬 더 크므로 회로의 접지 기준에 대한 최소 수준의 용량 ​​성 커플 링을 가질 가능성이 더 큽니다. 이 용량 성 커플 링은 회로가 찾는 접지입니다.
Olin Lathrop

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나는 일반적으로 유추에 저항하지만, 당신은 소프트웨어만을 사용하는 사람이기 때문에 다른 모든 사람들이 커패시턴스에 대해 당신에게 이야기하기를 원하기 때문에 나는 이야기를 할 것입니다.

벽에 페인트 볼을 발사한다고 상상해보십시오. 벽을 치는 곳마다 페인트가 뿌려져 있습니다. 한곳에서 불을 피우고 페인트가 닿으면 약간의 자국이 생기지 만 페인트는 사라집니다. 조사한 결과 누군가 벽의 다른쪽에 흡입 장치가 부착되어 있고 벽판이 종이이므로 페인트를 통해 페인트를 바로 그릴 수 있습니다.

전화의 메커니즘도 비슷한 일을하고 있습니다. 유리 뒷면에 많은 전자를 뿌립니다. 일반적으로 이것은 전압 상승으로 관찰 될 수 있습니다. 그러나 손가락이 닿는 지점에서 전하가 손가락에 흡수되어 해당 위치의 전압이 크게 줄어 듭니다. 유리를 통한 작동 방식은 전하가 서로를 끌어 당기고 격퇴한다는 사실과 관련이 있지만 전자를 배우기 위해 여기에 오지 않았 으므로이 많은 설명에 만족할 것입니다.

화면에 표시된 다임이 터치 회로에 의해 등록되기에 충분한 전하를 끌어 내지 못한다는 것을 알 수 있지만, 그 다임이 자신과 같이 더 큰 것에 연결되면 이제 충분히 충전되어 감지 될 수 있습니다. 이것은 배터리, 전선, 저항 및 전구와 관련된 고전적인 회로보다는 정전기의 동작과 비슷합니다.

[편집, "무엇을 할 수 있습니까 ..." 스위치 센스 와이어가 연결된 전화기 스케치

이와 같은 것이 작동 할 수 있는지는 모르겠지만 목표는 화면의 와이어를 전화의 접지 시스템에 다시 연결하여 터치를 시뮬레이트하는 것입니다. 접지 (전화를 금속판이나 시트에 놓음)는 용량 성이며 전화기를 손에 쥐는 것과 같습니다. 아이디어는 트랜지스터 스위치가 화면에서 짧은 리드를 분리 할 수 ​​있고 제어 회로 (터치 이벤트를 생성하려고 시도한 컴퓨터)에 다시 용량 성 결합이 충분하지 않아 트립 될 때 트립 될 수 있다는 것입니다. 꺼져 있어야했다. 트랜지스터를 켜면 리드가 접지 판에 연결되고 전화기에서 터치 이벤트가 발생합니다.

[편집 : 직원은 FET의 부유 커패시턴스가 여전히이 작업을 수행하기에는 너무 많을 것이라고 말합니다. 하지만 시도하는 데 비용이 들지 않습니다.]

[편집 :이 부분은 아래에있는 의견에 대한 답변입니다]

그것은 질량에 관한 것이 아닙니다. 표면적에 관한 것입니다. 호일 한 장은 무게가 덜 나가도 소량보다 더 많은 전하를 유지할 수 있습니다. 와이어 조각의 경우 길이에 가깝습니다. 와이어가 무엇이든 연결되어 있는지 여부도 중요합니다. 손에 들고 있다면 와이어와 몸이 방정식에 있습니다. 이 실험에서 당신의 몸은 금속 조각만큼 좋습니다. 그리고 구리, 니켈, 알루미늄 또는 강철과 같은 금속이 작동합니다. 유일한 요구 사항은 전기를 전도하는 것입니다.

우연히, 나는 방금 전화로 몇 가지 금속 물체를 시험해 보았고, 당신이 전선에서 너무 많은 반응을 얻고 있다는 것에 놀랐습니다. 손가락으로 만지지 않으면 한푼도 아무 것도하지 않습니다. 내 손에 1/4을 잡고 화면 가장자리를 만지면 아무 것도 얻지 못합니다. 둘도하지 않습니다. 세 개의 옆으로 쌓아 놓으면 화면에 영향을 줄 수있는 충분한 접촉이 제공됩니다. 다음으로 손에 들고있는 클립을 사용해 보았습니다. 둥근 끝이 화면에 닿으면 응답하지 않습니다. 나는 그것을 먼 길을 잡고 반응을 얻기 위해 측면을 만져야했다. 금속 막대가 끝에 서 있어도 화면에 영향을 미치지 않았지만 손가락으로 반대쪽 끝을 만지면 반응했습니다.

[편집 : @toolbear가 "지상"에 대해 묻습니다.]

전압은 두 전위의 차이입니다. 화면의 전압을 측정하는 것 (그리고 궁극적으로 손가락의 효과를 찾는 것)은 그 화면에 연결되어 있고 다른 하나는 전화 내부의 접지가 될 기준에 연결되어 있습니다. 이 "접지"는 전화기 전체와 금속 부품에 공통으로 연결되어 있습니다. 아이디어는 휴대 전화를 손에 들고있을 때 휴대 전화 내부와 접지 사이에 용량 성 결합이 있다는 것입니다. 지구에 대한 다양한 추측에 관해서는, 모든 것이 궁극적으로 어느 정도 용량 성으로 전화에 연결되기 때문에 작동 할 수 있습니다. 그리고 "충분한 표면적을 가진 접지되지 않은 용량 성 물체"는 전화기 아래 판으로 그림에 정확하게 표시되어 있습니다.

충전기 또는 USB 연결은 전화에 대한 접지 연결을 제공 할 수도 있지만 보장되지는 않습니다. 전화기를 열면 작동하지만 최종 사용자 응용 프로그램에서는 실용성이 제한적입니다.


안녕. 당신은 대답이 매우 도움이됩니다. 이 현상을 계속 설명하고 싶은 경우 클릭을 등록하기에 충분한 충전량을 끌어낼 수 있도록 dime에 더 큰 접지가 필요한 이유를 설명 할 수 있지만 얇은 스피커 와이어가 자체적으로 충분한 충전량을 끌어내는 이유는 무엇입니까? 나는 총 와이어 질량이 같다고 상상할 것입니다. 다임은 대부분 니켈로 만들어져 있기 때문에 전화선에 붙이고 먼 거리에서 손으로 만져서 본질적으로 화면의 다임을 터치하는 것과 동일한 효과를 얻을 수 없어야합니다.
Jeff Ryan

이것은 놀라운 답변입니다.
j03m

이 비유는 평신도 이해의 격차를 해소하는 데 도움이되었습니다.
toolbear

회로의 "지상 시스템"에 대해 더 자세히 설명 하시겠습니까? 장치 아래의 판에 접지하는 것이 좋지만 발 아래의 접지로 해석되는 "접지"에 접지 할 수 있습니다. 또한 근거가 필요합니까 아니면 도움이됩니까? 충분한 표면적을 가진 접지되지 않은 용량 성 물체도 작동합니까?
toolbear

매우 흥미로운. 용량을 늘리기 위해 동전에 10µF 커패시터를 연결하고 트랜지스터를 통해 양쪽을 접지하면 더 잘 작동한다고 가정 해 봅시다. 또는 동전을 터치 스크린에 놓고 동전과 커패시터 사이에 릴레이를 추가 한 다음 릴레이를 통해 용량을 트리거 할 수 있습니까? 나는 몇 가지 실험을위한 시간이라고 생각한다 :-)
Thomas Weller

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그들은 기본적으로 적어도 실제 신체의 전류 흐름에 관심이 없으므로 플라스틱 또는 유리 절연체를 통해 작동합니다. 일반적으로 일정한 전류와 시간으로 센서를 충전 한 다음 결과 전압을 측정하여 여러 센서의 정전 용량을 측정합니다.

신체가 커패시터의 절반으로 작동하도록 또는 정전 용량을 추가하여 더 커지게되므로 정전 용량 변화를 등록합니다. 이상적인 커패시터가 아닌 직접 접촉으로 작동 할 수 있기 때문에 ...

일반적인 설정에서는 몇 pF 만 추가하면됩니다.


실제로 몇 nF는 정전 용량입니다. 이러한 것들은 보통 몇 pF, 때로는 100 fF를 측정합니다. 당신은 최소한 세 자릿수 정도 떨어져 있습니다.
Olin Lathrop

@Olin Lathrop, 아마도 나는 ... 나는 마이크로 칩의 ctmu 문서로 돌아 가야 할 것이다.
Grady Player

예, 내가 찾은 예제는 7pF의 커패시턴스를주었습니다.
Grady Player

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실제로, 용량 성 터치 스크린은 전류를 공급할 수있는 몸체에 의해 접촉 될 필요가 없으며, 도체와 접촉 할 때이를 감지합니다 ( 용량 성 감지에 대한 Wikipedia 기사 참조 ). 와이어는 프로토 타입 도체이므로 임시 스타일러스로 사용하기 위해 와이어를 만질 필요는 없습니다.


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나는 이것에 늦었다는 것을 알고 있지만 아마도이 대답은 미래의 시청자에게 유용 할 수 있습니다. 또한 스택 오버플로 또는 수퍼 유저 관련이 많고 EE 관련성이 적기 때문에 주제가 아닙니다. 또한 터치 스크린에 대한 인터페이스를 주로 사용하는 것처럼 들리며 현재 방법에 전념하지 않습니다.

또한 Android 기기가 있다고 가정합니다.

편리하게 (프로그래머임을 알면) 훨씬 더 나은 인터페이스는 Android Debug Bridge를 사용하여 터치 스크린 누름, 스 와이프, 뒤로 및 홈 키 누름을 시뮬레이션합니다.

기본적으로 주요 목표는 ADB 기능을 얻는 것입니다. 온라인에는 많은 리소스가 있으므로 여기에서는 설명하지 않습니다. Android SDK 를 다운로드하여 다운로드해야 합니다.

그런 다음 명령 프롬프트를 사용하여 ADB 명령을 장치로 보냅니다.

다음과 같은 명령 :

adb shell input tap x y

픽셀 위치로 'x'와 'y'를 사용하면 화면이 나타납니다.


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이것은 정말 흥미로운 아이디어입니다. 당신은 옳은 주제이지만, 나의 최종 목표를 달성 할 수있는 방법을 제공합니다 ... 우연히도, 볼륨 조절 기능이있는 헤드폰을 사용하여 애플리케이션이 볼륨에 반응하게했습니다. / volume down / play / pause key events .. 나와 장치 사이에 몇 피트의 거리를두고 한 번의 클릭보다 더 많은 옵션을 제공했습니다.
Jeff Ryan

input tap6. 안드로이드 스튜디오에 ADB와 함께 사용할 수없는 것
토마스 웰러
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