Màn hình cảm ứng là gì? Cấu tạo, phân loại và nguyên lý hoạt động

Công nghệ phát triển mang đến nhiều giải pháp phục vụ con người. Màn hình là một linh kiện khá phổ biến cho máy tính, điện thoại, tivi, hay các ứng dụng công nghệ khác. Các loại màn hình trải qua quá trình phát triển lâu dài, tạo nên nhiều sản phẩm và công nghệ như hiện tại.

Màn hình cảm ứng là một trong những ứng dụng tuyệt vời ở thời điểm hiện tại. Bản chất của màn hình cảm ứng là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của loại màn hình này như thế nào? Bạn đọc quan tâm, cùng tìm hiểu công nghệ màn cảm ứng hiện nay.

Màn hình cảm ứng là gì?

Màn hình cảm ứng là loại màn hình có thể tương tác và đáp ứng lại các điều khiển của con người, thông qua thao tác ngón tay hoặc bút cảm ứng. Màn cảm ứng là thiết bị đầu vào của các dòng máy, có cấu trúc lớp, xếp tầng, cho phép người dùng tương tác với thiết bị.

Lợi thế của màn cảm ứng mang lại là cho phép người dùng tương tác thiết bị một cách trực quan, tăng diện tích hiển thị thông tin, rút ngắn thời gian thao tác sử dụng. Hiện nay, công nghệ màn cảm ứng được wusng dụng trên nhiều thiết bị: Smartphone, máy tính bảng, laptop, màn hình cảm ứng HMI, các thiết bị máy bỏ phiếu, máy bán hàng tự động… 

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của màn cảm ứng

Hiện nay, công nghệ màn cảm ứng có nhiều thay đổi, mang đến nhiều lựa chọn khác nhau. Nhưng nhìn chung, các sản phẩm màn cảm ứng đều có một số điểm chung cơ bản về cấu tạo và nguyên lý hoạt động.

Cấu tạo màn hình cảm ứng gồm những gì?

Màn hình cảm ứng sẽ có nhiều loại với cấu tạo khác nhau. Nhưng nhìn chung, chúng sẽ cấu trúc nhiều lớp xếp tầng. Cụ thể, các lớp vật liệu thường có trong 1 màn cảm ứng:

• Chất nền - Chất hỗ trợ hiển thị hình ảnh, được sản xuất từ chất dẻo cứng hoặc mềm tùy công nghệ sản xuất.
• Lớp tạo độ sáng - Lớp vật liệu phủ trên lớp nền, với đèn chiếu từ phía sau như màn hình LCD.
• Lớp TFT - Là lớp vật liệu bóng bán dẫn tiếp theo, giữ cho điểm ảnh vẫn sáng, cho đến khi hình ảnh thay đổi. 
• Lớp cảm ứng - Với màng và bộ lọc ánh sáng để giảm bớt độ chói, ảnh hưởng đến mắt người dùng, khi tương tác. 
• Lớp bao phủ cuối cùng - Lớp bảo vệ có thể nằm riêng biệt hoặc gắn liền với lớp cảm ứng. Với mỗi hãng, công nghệ lớp phủ cuối cùng có thể khác nhau: Kính mỏng từ hợp kim kiềm hoặc kính chất liệu truyền thống. 

Nguyên lý hoạt động của màn cảm ứng sảy ra như thế nào?

Cấu tạo nhiều lớp xếp chồng, vậy nguyên lý hoạt động của màn cảm ứng sẽ diễn ra như thế nào? Nhìn chung, các loại màn hình đều có chung cơ chế hoạt động, giúp người dùng tương tác thiết bị, trực tiếp trên màn hình. Cụ thể, cách hoạt động của màn cảm ứng sẽ như sau:

• Màn cảm ứng sẽ 3 bộ phận chính có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ bên ngoài, truyền vào bên trong: Cảm biến, phần cứng và phần mềm bên trong. Nhiệm vụ của lớp màng cảm ứng là xác định vị trí tọa độ, khi có giao tiếp chạm và tương tác trên bề mặt. 
• Tùy theo cơ chế sản xuất của từng nhà sản xuất mà lớp cảm biến này sẽ được thiết kế dạng lưới hay giăng bẫy, để xác định tọa độ tương tác. Khi ngón tay chạm vào sẽ có sự thay đổi về điện trở, điện dung. Đây là cơ chế chính để màn cảm ứng xác định được tọa độ XY.
• Sau khi xác định được tọa độ đầu vào, bộ phần dịch thuật sẽ chuyển thông tin đến phần mềm để phân tích, xác định mục đích của người dùng, dựa trên sự phân bố hình ảnh trên màn. Tiếp tục trả kết quả cho màn cảm ứng nhảy đúng vị trí trước đó.

Phân loại màn hình cảm ứng hiện có trên thị trường

Màn cảm ứng hiện đại có nhiều loại, được phát triển với nhiều công nghệ khác nhau. Tổng quan chung, có thể phân loại màn hình thành 2 loại: Bị động và chủ động. 

• Màn cảm ứng chủ động - Màn hình độ họa cảm ứng có sự hỗ trợ của máy tính, đồng thời áp dụng công nghệ số hóa để điều khiển máy tính với độ chính xác cao hơn. Cấu tạo màn cảm ứng chủ động khá phức tạp, chi phí đắt đỏ hơn. Ứng dụng cho máy tính công nghiệp màn hình cảm ứng hay màn hình cảm ứng HMI.
• Màn cảm ứng bị động - Màn hình có cấu tạo đơn giản hơn, giá thành rẻ và độ nhạy tương tác cao. Ứng dụng của màn cảm ứng bị động phổ biến cho các thiết bị smartphone, cây ATM, máy chơi game cầm tay.

Ngoài ra, màn cảm ứng bị động còn được phân thành nhiều loại, với việc áp dụng công nghệ của cảm biến cảm ứng khác nhau: Cảm biến điện trở, cảm biến điện dung, cảm biến hồng ngoại, sóng âm thanh bề mặt.

Đôi nét về màn hình cảm ứng HMI

Màn hình cảm ứng HMI là một thành phần không thể thiếu trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp hiện đại. Được trang bị một màn hình hiển thị và tích hợp cảm ứng, HMI cung cấp cho người sử dụng một giao diện đơn giản và trực quan để điều khiển, giám sát và theo dõi quá trình sản xuất và hoạt động của các thiết bị tự động hóa.

Chức năng của màn hình cảm ứng HMI

Màn hình cảm ứng HMI cung cấp thông tin đầy đủ và chi tiết về quá trình sản xuất và hoạt động của các thiết bị, giúp cho người sử dụng có thể dễ dàng theo dõi và điều khiển chúng. Các thông tin hiển thị trên màn hình bao gồm các thông số kỹ thuật, trạng thái hoạt động và dữ liệu liên quan đến quá trình sản xuất.

Với sự tiện lợi của cảm ứng, người sử dụng có thể điều khiển thiết bị chỉ bằng một vài lần chạm, kéo hoặc xoay trên màn hình. Điều này giúp giảm thiểu thời gian và nỗ lực trong việc điều khiển, đồng thời tăng tính chính xác và hiệu quả trong quá trình sản xuất.

Ngoài ra, màn hình cảm ứng HMI cũng cho phép người sử dụng thực hiện các tác vụ liên quan đến quản lý và kiểm soát quá trình sản xuất, bao gồm xem báo cáo, lưu trữ dữ liệu và phân tích hiệu suất. Điều này giúp người sử dụng có thể đưa ra quyết định nhanh chóng và chính xác về việc cải thiện quá trình sản xuất và tăng cường hiệu quả trong hệ thống tự động hóa.

Ví dụ về các mã màn hình cảm ứng HMI

Với những ưu điểm vượt trội về tính năng và tiện lợi, màn hình cảm ứng HMI đang được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, từ sản xuất, chế tạo đến công nghiệp năng lượng và thực phẩm đồ uống.

Sau đây là một số mã màn hình cảm ứng HMI thường thấy trong ngành công nghiệp tự động hóa

Màn cảm ứng là một giải pháp công nghệ, mang đến nhiều giá trị sử dụng cho các thiết bị công nghệ. Hiểu đặc điểm, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của màn hình cảm ứngsẽ giúp người dùng đánh giá được chất lượng, hiệu suất hoạt động của các thiết bị. Hy vọng những thông tin trên đây, sẽ giúp bạn đọc hiểu về màn cảm ứng, đang được sử dụng phổ biến hiện nay.