iPhone 2G был первым мобильным телефоном, управление которым полностью строилось на взаимодействии с сенсорным экраном. С момента его презентации прошло больше десяти лет, но многие из нас все еще не знают, как устроен Touchscreen. А ведь мы сталкиваемся с этим интуитивным средством ввода не только в смартфонах, но и в банкоматах, платежных терминалах, компьютерах, автомобилях и самолетах - буквально повсюду.
До тачскринов самым распространенным интерфейсом для ввода команд в электронные устройства были различные клавиатуры. Хотя, кажется, что у них с тачскринами нет ничего общего, на самом деле то, насколько сенсорный экран по принципам работы схож с клавиатурой, может удивить. Давайте рассмотрим их устройство в деталях.

Клавиатура представляет собой печатную плату, на которой устанавливается несколько рядов переключателей-кнопок. Вне зависимости от их конструкции, мембранной или механической, при нажатии каждой из клавиш происходит одно и то же. На компьютерной плате под кнопкой замыкается электрическая цепь, компьютер регистрирует прохождение тока в этом месте схемы, «понимает», какая клавиша нажата и выполняет соответствующую ей команду. В случае с сенсорным экраном происходит почти тоже самое.

Существует порядка десятка различных видов сенсорных экранов, однако большинство из этих моделей или давно устарело и не используется, или относится к экспериментальным и вряд ли когда-нибудь появится в серийных устройствах. Прежде всего, я расскажу об устройстве актуальных технологий, тех из них, с которыми постоянно взаимодействуете или хотя бы можете столкнуться в повседневной жизни.

Резистивный сенсорный экран

Резистивные сенсорные экраны изобретены еще в 1970 году и с тех пор изменились мало.
В дисплеях с такими сенсорами над матрицей располагается пара дополнительных слоев. Впрочем, оговорюсь, матрица здесь вовсе не обязательна. Первые резистивные сенсорные устройства не были экранами вовсе.

Нижний сенсорный слой состоит из стеклянной основы и называется резистивным слоем. На него наносится прозрачное металлическое покрытие, хорошо передающее ток, например, из такого полупроводника, как оксид индия-олова. Верхний слой тачскрина, с которым взаимодействует пользователь нажимая на экран, сделан из гибкой и упругой мембраны. Он называется проводящим слоем. В пространстве между слоями оставляют воздушную прослойку, либо равномерно усеивают его микроскопическими изолирующими частицами. По краям к сенсорному слою подводится четыре, пять или восемь электродов, связывающих его с датчиками и микроконтроллером. Чем больше электродов, тем выше чувствительность резистивного такчскрина, поскольку изменение напряжения на них постоянно отслеживается.


Вот экран с резистивным тачскрином включен. Пока ничего не происходит. Электрический ток свободно течет по проводящему слою, но когда пользователь дотрагивается до экрана, мембрана сверху прогибается, изолирующие частицы расступаются, и она касается нижнего слоя тачскрина, вступает в контакт. За этим следует изменение напряжения разом на всех электродах экрана.

Контроллер тачскрина обнаруживает изменения напряжения и считывает показания с электродов. Четыре, пять, восемь значений и все разные. По разнице в показаниях между правым и левым электродами микроконтроллер вычислит X-координату нажатия, а по различиям в напряжении на верхнем и нижнем электродах, определит Y-координату и, таким образом, сообщит компьютеру точку, в которой слои сенсорного слоя экрана соприкоснулись.

Резистивные сенсорные экраны могут похвастать длинным перечнем недостатков. Так, они в принципе не способны распознать двух одновременных нажатий, не говоря уже о большем числе. Они плохо ведут себя на холоде. Из-за необходимости в прослойке между слоями сенсора, матрицы таких экранов заметно теряют в яркости и контрастности, склонны бликовать на солнце, и в целом выглядят заметно хуже. Тем не менее, там, где качество изображения играет второстепенную роль, их продолжают применять в силу устойчивости к загрязнениям, возможности использования в перчатках и, что самое главное, низкой стоимости.

Такие средства ввода повсеместно монтируются в недорогих массовых устройствах, вроде информационных терминалов в общественных местах и все еще встречаются в устаревающих гаджетах, типа дешевых MP3-плееров.

Инфракрасный сенсорный экран

Следующим, куда менее распространенным, но, тем не менее, актуальным вариантом сенсорного экрана является инфракрасный тачскрин. Он не имеет ничего общего с резистивным сенсором, хотя и выполняет схожие функции.

Инфракрасный тачскрин сконструирован из массивов светодиодов и светочувствительных фотоэлементов, расположенных на противоположных сторонах экрана. Светодиоды подсвечивают поверхность экрана невидимым инфракрасным светом, образуя на ней нечто вроде паутины или координатной сетки. Это напоминает охранную сигнализацию, какой ее показывают в шпионских боевиках или компьютерных играх.

Когда к экрану что-то прикасается, не важно палец это, рука в перчатке, стилус, или карандаш, два или более луча прерываются. Фотоэлементы фиксируют это событие, контроллер тачскрина выясняет, какие из них недополучают инфракрасный свет и по их положению вычисляет зону экрана, в которой возникло препятствие. Остальное - сопоставить прикосновение с тем, какой элемент интерфейса находится на экране в этом месте - задача программного обеспечения.

Сегодня с инфракрасными сенсорными экранами можно столкнуться в тех гаджетах, чьи экраны обладают нестандартной конструкцией, там, где добавлять дополнительные сенсорные слои технически сложно или нецелесообразно - в электронных книгах на базе дисплеев E-link, например, Amazon Kindle Touch и Sony Ebook. Кроме того, устройства с подобными сенсорами из-за простоты и ремонтопригодности приглянулись военным.

Емкостный сенсорный экран

Если в резестивных сенсорных экранах компьютер регистрирует изменение проводимости, последовавшее за нажатием на экран, непосредственно между слоями сенсора, то емкостные сенсоры фиксируют прикосновение непосредственно.

Человеческое тело, кожа - хорошие проводники электричества и обладают электрическим зарядом. Обычно это замечаешь пройдясь по шерстяному ковру или сняв любимый свитер, а затем прикоснувшись к чему-либо металлическому. Все мы знакомы со статическим электричеством, испытывали его действие на себе и видели крошечные искры, срывающиеся с наших пальцев в темноте. Более слабый, незаметный обмен электронами между человеческим телом и различными проводящими поверхностями происходит постоянно и именно его фиксируют емкостные экраны.

Первые такие тачскрины назывались поверхностно-емкостными и были логичным развитием резистивных сенсоров. В них всего один проводящий слой, похожий на тот, что использовался ранее, устанавливался прямо поверх экрана. К нему также присоединялись чувствительные электроды, на этот раз по углам сенсорной панели. Следящие за напряжением на электродах датчики и их программное обеспечение были сделаны заметно чувствительнее и теперь могли улавливать малейшие изменения в течении электрического тока по экрану. Когда палец (другой проводящий ток предмет, например, стилус) касается поверхности с поверхностно-емкостным тачскрином, проводящий слой немедленно начинает обмениваться с ним электронами, а микроконтроллер это замечает.

Появление поверхностно-емкостных тачскринов стало прорывом, однако из-за того, что нанесенный прямо поверх стекла токопроводящий слой было легко повредить, они не были пригодны для устройств нового поколения.


Для создания первого iPhone потребовались проекционно-емкостные сенсоры. Этот тип тачскринов быстро стал наиболее распространенным в современной потребительской электронике: смартфонах, планшетах, ноутбуках, моноблоках и прочих бытовых устройствах.

Верхний слой экрана с тачскрином этого типа выполняет защитную функцию и может быть сделан из закаленного стекла, например, знаменитого Gorilla Glass. Ниже располагаются тончайшие электроды, образующие сетку. Поначалу их накладывали друг на друга в два слоя, затем для уменьшения толщины экрана стали располагать на одном уровне.

Выполненные из полупроводниковых материалов, в том числе уже упоминавшегося оксида индия-олова, эти токопроводящие волоски создают электростатическое поле в местах своего пересечения.


Когда палец касается стекла, за счет электропроводных свойств кожи он искажает локальное электрическое поле в местах ближайших пересечений электродов. Это искажение может быть измерено, как изменение емкости в отдельно взятой точке сетки.

Поскольку массив электродов делается достаточно мелким и плотным, такая система способна отслеживать касание очень точно и без проблем улавливает сразу несколько прикосновений. Кроме того, отсутствие дополнительных слоев и прослоек в бутерброде из матрицы, сенсора и защитного стекла положительно сказывается на качестве изображения. Правда, по той же причине, разбитые экраны, как правило, заменяются полностью. Однажды собранный воедино, экран с проекционно-емкостным сенсором чрезвычайно сложно поддается ремонту.

Сейчас преимущества проекционно-емкостных тачскринов не звучат, как что-то удивительное, но на момент презентации iPhone они обеспечили технологии колоссальный успех, несмотря на объективные минусы - чувствительность к загрязнениям и влажности.

Чувствительные к давлению сенсорные экраны - 3D Touch

Идейным предшественником сенсорных экранов, чувствительных к давлению, стала фирменная технология Apple, под названием Force Touch, применявшаяся в умных часах компании, MacBook, MackBook Pro и Magic Trackpad 2.

Опробовав на этих устройствах интерфейсные решения и различные сценарии использования распознавания силы нажатия, Apple начала внедрение похожего решения в свои смартфоны. В iPhone 6s и 6s Plus распознавание и измерение давления стало одной из функций тачскрина и получило коммерческое наименование 3D Touch.


Хотя в Apple и не скрывали, что новая технология лишь модифицирует привычные нам емкостные сенсоры и даже показали схему, в общих чертах объяснявшую принцип ее действия, подробности об устройстве сенсорных экранов с 3D Touch появились только после того, как первые iPhone нового поколения были разобраны энтузиастами.

Для того, чтобы научить емкостной сенсорный экран распознавать нажатия и различать несколько степеней давления, инженерам из Купертино потребовалось пересобрать бутерброд сенсорного экрана. Они внесли изменения в отдельные его части и добавили к емкостному еще один, новый слой. И, что интересно, делая это, они явно вдохновлялись устаревшими резистивными экранами.


Сетка емкостных сенсоров осталась без изменений, однако она была перенесена назад, ближе к матрице. Между набором электрических контактов, следящих за местом прикосновения к дисплею, и защитным стеклом был интегрирован дополнительный массив из 96 отдельных датчиков.


Его задача заключалась не в том, чтобы определить местоположение пальца на экране iPhone. С этим по-прежнему отлично справлялся емкостный тачскрин. Эти пластины необходимы для обнаружения и измерения степени изгиба защитного стекла. Компания Apple специально для iPhone заказала у Gorilla Glass разработку и производство такого защитного покрытия, которое бы сохраняло прежнюю прочность и, в то же время, было достаточно гибким, чтобы экран мог реагировать на давление.

На этой разработке можно было закончить материал, повествующий о сенсорных экранах, если бы не еще одна технология, которой несколько лет назад прочили большое будущее.

Волновые сенсорные экраны

Неожиданно, но они не используют электричество и даже не имеют ничего общего со светом. Технология Surface Acoustic Wave system для определения точки прикосновения применяет поверхностные акустические волны, распространяющиеся вдоль поверхности экрана. Ультразвук, создаваемый пьезоэлектрическими элементами по углам, слишком высок для того, чтобы его мог уловить человеческий слух. Он распространяется взад и вперед, многократно отражаясь от краев экрана. Звук анализируется на предмет аномалий, создаваемых прикасающимися к экрану предметами.

Недостатков у волновых сенсорных экранов не много. Они начинают ошибаться после сильного загрязнения стекла и в условиях сильного шума, но, при этом, в экранах с таким сенсором нет дополнительных слоев, увеличивающих толщину и влияющих на качество изображения. Все компоненты сенсора прячутся под рамкой дисплея. Кроме того, волновые сенсоры позволяют точно подсчитывать площадь соприкосновения экрана с пальцем или другим предметом и по этой площади косвенно рассчитать силу нажатия на экран.

Мы уже вряд ли столкнемся с этой технологией в смартфонах из-за нынешней моды на безрамочные дисплеи, но несколько лет назад компания Samsung экспериментировала с Surface Acoustic Wave system в моноблоках, а в качестве комплектующих для игровых автоматов и рекламных терминалов панели с акустическими тачскринами продаются и сейчас

Вместо заключения

За очень краткий срок тачскрины завоевали мир электроники. Несмотря на отсутствие тактильного отклика и другие свои недостатки, сенсорные экраны стали очень интуитивным, понятным и удобным методом ввода информации в компьютеры. Не в последнюю очередь, своим успехом они обязаны разнообразием технических реализаций. Каждая со своими преимуществами и недостатками, подходящая для своего класса устройств. Резистивные экраны для самых дешевых и массовых гаджетов, емкостные экраны для смартфонов и планшетов и настольных компьютеров с которыми мы взаимодействуем каждый день и инфракрасные тачскрины для тех случаев, когда конструкцию экрана следует оставить в неприкосновенности. В заключение, остается лишь констатировать, что сенсорные экраны с нами надолго, замены им в ближайшем будущем не предвидится.

Каждый год современная сантехника становится все более функциональной. На прилавках уже запросто можно найти сенсорный смеситель для раковины. Подобные устройства сами определяют момент подачи и отключения воды. Такое улучшение существенно увеличивает комфортность использования смесителей этого типа, а также дает возможность существенно сэкономить воду. Далее речь пойдет о том, какими особенностями обладает сенсорный кран для воды, и о разумности его использования.

Бесконтактный смеситель для раковины можно устанавливать в любом помещении, в которое подведена вода. Как правило, такими помещениями являются кухня и ванная комната. Принцип работы крана с инфракрасным датчиком достаточно прост: вода открывается в тот самый момент, когда к нему поднесена рука. Как только вы уберете руку, то режим подачи воды прекратится.

ИК-датчик срабатывает на строго определенном расстоянии. Оно обычно составляет около 30 см. У некоторых устройств есть возможность корректировки расстояния чувствительности сенсора, поэтому инфракрасный датчик можно настроить, как будет наиболее удобно. Также есть возможность определять время задержки, через какой отрезок времени будет включаться и отключаться вода после того, как будет убрана рука из-под крана.

К сведению: функция точной настройки, как правило, присутствует в моделях дорогих смесителей для умывальника (например, Grohe Eurosmart Cosmopolitan E 36325000). Если ваш выбор остановился на каком-то бюджетном варианте, на подобные улучшения не стоит рассчитывать.

Сенсорный смеситель предназначен для автоматической подачи воды (при помощи работы электромагнитного клапана) при попадании в зону его действия рук и других предметов. С данным устройством уже можно перестать беспокоится по поводу отключенного крана во время вашего отсутствия дома. Кроме того, устройство перекрытия подачи воды отличается особой надежностью и предотвращает любые утечки.

Многие модели бесконтактных кранов Гроэ позволяют настраивать воду до оптимальной температуры. Один раз настроив смеситель для воды с датчиком движения, можно навсегда забыть об регулярных настройках.

Конструктивные особенности смесителя с ИК датчиком

Внешне сенсорный смеситель отличается от своих собратьев отсутствием лишних деталей. Вся конструкция представляет собой, только излив без всяких ручек, вентилей и рычагов для подачи и регулировки воды. Главным отличием этого устройства состоит в фотоэлементе, ИК-датчике, встроенном в корпус.

Бесконтактный смеситель бывает двух видов конструкции, в зависимости от типа датчика:

  1. Прибор с оптоэлектронным датчиком. Он оборудуется фотоэлементом реагирующем на наличие движения в рабочей зоне. Датчик обычно располагается снизу излива. По сигналу поступающему с фотоэлемента кран открывается или закрывается. Есть возможность настроить чувствительность и временную задержку. Стоят подобные устройства довольно дорого, поэтому в быту их можно встретить довольно редко. Также при их эксплуатации, были замечены частые ложные срабатывания.
  2. Автоматическое устройство с инфракрасным датчиком. Более распространенный вариант. Принцип работы заключается в отслеживании датчиком изменения ИК излучения. В момент попадания какого-либо предмета в поле действия датчика, он производит замер параметров. На управляющий инфракрасный блок отдается команда о включении или выключении крана.

Водопроводные краны с ик датчиком для открывания воды, состоят из следующих элементов конструкции:

  1. ИК-датчик. Располагается на рабочей панели конструкции, под смесителем.
  2. Блок управления, принимающий от датчика сигналы.
  3. Адаптер питания, обеспечивающий устройство постоянным питанием.
  4. Аккумулятор (батарейки), используется для управления устройством при отсутствии электричества. Довольно часто можно встретить что электропитание кранов с ИК-датчиком осуществляется только при помощи батареек или аккумуляторов.
  5. Водный фильтр. Регулировки температуры воды.
  6. Пульт управления. Обычно есть у дорогих моделей. Наличие его в комплектации не является обязательным.

Вода открывается в момент поднятия сердечника мембраной. Электрическое напряжения подается в зону электромагнитного поля, которое влияет на сердечник. Обратный клапан служит для предотвращения обратного перетока.


Преимущества и недостатки бесконтактного смесителя

Преимущества, имеющиеся у смесителя с ИК-датчиком:

  1. Гигиеничность. Для того чтобы вымыть руки, не требуется прикасаться руками к вентилю. Нужно просто поднести к крану руки. Это очень удобно в местах с большим скоплением людей. Естественно, большое количество людей, прикасаясь к крану, оставляют на нем уйму бактерий.
  2. Краны, чей принцип работы заключается в использовании вентилей или рычагов, быстрее выходят из строя, ввиду быстрого износа подвижных частей механизма. В особенности если они расположены в общественных санузлах. Сенсорный смеситель не обладает подобными недостатками и способен прослужить намного дольше.
  3. По статистике, сенсорный кран тратит на 30% меньше воды.
  4. Безопасность эксплуатации. Сенсорный кран невозможно забыть выключить. Он сделает это самостоятельно. Исходя из этого, можно заключить, что опасность потопа в вашем жилище предотвращена.
  5. Есть возможность регулировки температуры воды. Причем настройка, которую вы установили при помощи регулятора, не собьется. В момент следующего включения кран даст воду установленной вами температуры.
  6. Сенсорный кран отлично гармонирует с дизайном любой кухни или ванной. Он не только впишется в интерьер, но и позволит его украсить своим внешним видом.
  7. Простота ухода. Данный прибор не требует частой чистки ввиду его минимального контакта с пользователями.


Несмотря на огромное количество преимуществ, сенсорные краны имеют и свои минусы:

  1. Цена такого устройства довольно высокая. Сенсорные смесители на порядок дороже обычных рычажных.
  2. Смеситель с ИК-датчиком неудобен для эксплуатации в ванной комнате в виду необходимости постоянно держать руку в рабочей зоне датчика. В случае необходимости наполнить ванну или помыться в душе, с данным устройством это будет затруднительно.
  3. Неудобство также заключается в наличии одной и той же температуры воды. На кухне, зачастую, требуется, чтобы под рукой была вода разной температуры, которая предназначена для определенных задач. А постоянно менять регулировку довольно долго и трудоемко.

Совет: Если все-таки вы решили смонтировать такой кран в ванной, пусть его местом установки будет только умывальник. Для ванны оптимальным вариантом будет использование обычного механического смесителя, который даст возможность нормально воспользоваться душем или наполнить ванну без лишних проблем.


Как выбрать кран с сенсором для раковины?

При выборе крана с датчиком для рук нужно придерживаться следующих рекомендаций, которые проверены на практике:

  1. Лучше всего приобретать кран, у которого можно настраивать время задержки до и после реакции ИК-датчика.
  2. Хорошо если есть возможность настроить ИК-датчик смесителя вручную. Это даст возможность комфортно установить зону срабатывания датчика. По умолчанию, зона срабатывания датчика 30 см.
  3. Возможность настройки температуры воды является обязательным условием. Приобретать рекомендуется только те модели, которые оборудованы соответствующим вентилем (Grohe Eurosmart CE с термостатом 36333000).
  4. Подбирайте модель и цвет устройства таким образом, чтобы он гармонировал с окружающим его интерьером. Например, если в ванной установлен еще один смеситель, то он должен сочетаться с новым устройством.
  5. Сенсорный смеситель бывает для одной или двух труб. То есть, первый вариант можно подключить только к горячей или только холодной воде. Во втором случае к смесителю можно подключить сразу 2 трубопровода. Если у вас есть два подвода, холодной и горячей, воды, целесообразно выбрать второй вариант.
  6. Предпочтение отдавать рекомендуется известным производителям, даже в том случае если оборудование стоит дороже (Hansgrohe, Grohe, Lemark, Oras, Bravat). Это уменьшит риск покупки некачественного товара.
  7. Обратите внимание на стоимость. Чаще всего ее размер зависит от функциональности, внешнего вида, габаритов, технических возможностей.

Оборудование ванной комнаты или кухни последними новинками из мира сантехники – не столько дань моде, сколько разумный подход к потреблению природных ресурсов. Поэтому для экономии можно использовать в доме сенсорный кран для воды, который не только поможет сберечь финансы, но и станет удобным помощником в ежедневных делах.

Особенности

Внешний вид сенсорного крана вызывает навязчивый вопрос – а как же регулировать поток воды, включать и выключать устройство? Столкнувшись с этим, будущие владельцы этого чуда техники должны знать хотя бы минимум информации о принципе действия сенсорного крана для воды.

Устройство представляет собой монолитный кран без каких-либо вентилей и других способов регуляции струи воды. Действие осуществляется благодаря фотоэлементам и датчикам ультразвуковых и инфракрасных сигналов. Именно они улавливают присутствие возле крана посторонних предметов. Все принимающие сигналы компонента установлены в самом кране. Прием сигнала осуществляется в так называемой зоне чувствительности, которая у каждого устройства различна. Средняя чувствительность – приблизительно 25 см. Это означает, что датчик сработает при приближении к нему предмета на расстояние 25 см и ближе. Чтобы отрегулировать температуру воды, сенсорный кран имеет специальные вентили.

Питание устройства осуществляется от съемных элементов питания, которых хватает приблизительно на 2 года. После этого можно сделать несложную замену батарейки и кран будет работать снова. Одной батарейки хватает приблизительно на четыре тысячи включений.

Сенсорный кран – хороший водоэконом, который не даст забыть про включенную воду. Он сам выключит ее, когда хозяин отдаляется от умывальника.

Принцип работы устройства

Сенсорный кран приводится в работу индукционным датчиком и блоком управления . Датчиком создается магнитное поле , которое улавливает попадание в свои границы любого предмета . При движении предмета в зоне чувствительности блок управления получает сигнал о необходимости подачи воды . Когда магнитное поле перестает улавливать движение , блок питания прекращает водяной ток .

Подача воды осуществляется соленоидным клапаном . При обнаружении движения магнитное поле подает электрическое напряжение , влияющее на сердечник соленоидного клапана . В ходе поднятия сердечника клапана и его мембраны и происходит подача воды . Если элементы питания разряжаются и сигналы ослабевают , то подача воды прекратится .

Выпускается два вида в зависимости от типа питания. Одни можно подключать прямо в розетку, а вторые требуют установки батареек. С целью безопасности лучше пользоваться кранами с батарейками, чем напрямую подключенными в электросеть.

Принцип работы

Этапы установки

Преимущества и недостатки

Как и любая вещь, сенсорные конструкции имеют преимущества, но и не лишены недостатков. Для лучшей визуализации характеристику можно представить в виде таблицы.

Преимущества Недостатки
Комфорт и удобство – неоспоримые положительные качества устройств. Нет необходимости прикасаться грязными руками к поверхности гусака и пачкать его. Определённые неудобства при смене температуры воды, поскольку это требует либо перепрограммирования, либо поворота вентиля.
Сенсорные источники воды – самые гигиенические, поскольку нет необходимости прикасаться к ручкам, за которые брались много людей. Именно из этих соображений такие элементы ставятся в лечебных учреждениях, косметологических кабинетах, массажных салонах. Неудобство при наполнении емкостей – от крана нельзя отойти, иначе подача воды прекратится. Неудобно будет пользоваться таким смесителем и в ванной, если необходимо наполнить раковину водой. В этом случае комфортнее пользоваться сенсорными насадками для экономии воды, которые имеют функцию отключения сенсора.
Оправдывает себя как водоэконом, поскольку уже за первый месяц пользования счет за воду будет существенно меньше прежних цифр в платежке. Существенным недостатком для некоторых семей может быть высокая стоимость такого устройства. В таком случае спасти ситуацию поможет сенсорная насадка на кран для экономии воды. Ее стоимость на порядок дешевле сенсорного крана.
Нет необходимости постоянно думать о том, выключена ли вода. Зависимость от элементов питания или электрической сети.
Сенсорный кран, правильно вписавшись в интерьер, создает изюминку любой ванной комнате или кухне. Устройства для автоматизированной подачи воды с наличием фотоэлементов могут срабатывать при попадании света.
Воспользовавшись программными настройками температуры воды, можно не переживать о том, что кто-то из членов семьи обожжет руки – это позволяет доверить пользование краном даже детям. —

Как видим, преимуществ у сенсорных насадок для экономии воды значительно больше, чем недостатков. Если же говорить о частоте поломок, что не было внесено в таблицу, стоит отметить, что сенсорные краны ломаются ничуть не чаще обычных смесителей и при поломке крана понадобится его ремонт.

Виды сенсорных кранов для воды

По своему типу водоэконом выпускается в массе вариантов. По назначению конструкции бывают:

  • кухонными с изливом поворотного типа, например для раковины;
  • для писсуаров – встроенными или наружными;
  • для унитазов, которые подают воду после и в течение определенного времени.

С изливом поворотный

Для писуаров

По внешнему виду различают следующие виды кранов:

  • с встроенным датчиком и множеством функций и настроек;
  • простые бесконтактные модели с подсветкой.

Также смесители разделяются в зависимости от длины гусака, с учетом типа датчика и так далее.

С датчиком

Выбирая устройство подачи воды, стоит обратить внимание на следующие особенности понравившейся модели:

  • возможность внесения настроек по собственному желанию (например, можно регулировать зону чувствительности);
  • регулировка времени подачи (вода подается через несколько секунд после поднесения рук, что позволяет устранить случаи случайно подачи);
  • возможность регулировки температуры;
  • прочность материла, из которого изготовлен смеситель;
  • внешний вид и гармония с общим интерьером.

После приобретения смесителя его установка не вызывает проблем. Большинство узлов крепятся в водопроводный разъем стандартным способом, поэтому трудностей не возникает. Настройка смесителя и правила пользования подробно описываются в руководстве к конкретной модели.

Альтернативный вариант

Недостатки сенсорных кранов, описанные выше, вполне терпимы, но нежелательны. Чтобы хозяйке не приходилось испытывать неудобства с набором воды и ее температурой, американские мастера предлагают альтернативы сенсорным кранам – сенсорные насадки. Эти насадки действуют по аналогии с кранами, но крепятся они на сам гусак, вкручиваясь в резьбу. Преимущества такой насадки очевидны:

  • легко демонтируя насадку, можно получить привычный в обиходе кран;
  • цена насадок значительно ниже, чем кранов;
  • работа насадки происходит от обычных элементов питания;
  • многие модели имеют те же самые функциональные настройки, что и кран;
  • насадка позволяет полностью отключить функцию сенсора.

Сенсорная насадка

Единственное, что может остановить при приобретении насадки – внешний вид крана после ее установки. Зачастую насадки смотрятся несколько грубо, так как не вписываются в общую стилистику помещения. Однако, при большинстве положительных характеристик этого устройства многие хозяйки пренебрегают эстетикою, выбирая, прежде всего, экономию семейного бюджета. А это немаловажное преимущество устройств для подачи воды – реальная выгода и экономия.

Видео

Фото

20.07.2016 14.10.2016 by Почемучка

История создания сенсорного экрана.

Сегодня сенсорным дисплеем, а вернее экраном с возможностью введения информации посредством касания, никого не удивишь. Практически все современные смартфоны, планшетные ПК, некоторые электронные книги и другие современные гаджеты оснащены подобными устройствами. Какова же история этого чудесного устройства ввода информации?

Считается, что родителем первого в мире сенсорного устройства является американский преподаватель университета штата Кентукки, Сэмуэль Херст. В 1970 году он столкнулся с проблемой считывания информации с огромного количества лент самописцев. Его идея автоматизации этого процесса стала толчком к созданию первой в мире компании по производству сенсорных экранов – Elotouch. Первая разработка Херста и его единомышленников носила название Elograph. Она увидела свет в 1971 году и использовала четырех проводной резистивный метод определения координат точки касания.

Первой же компьютеризированным устройством с сенсорным дисплеем была система PLATO IV, появившаяся на свет в 1972 году благодаря исследованиям, проходившим в рамках компьютерного обучения в США. Она имела сенсорную панель, состоящую из 256 блоков (16×16), и работающую при помощи сетки инфракрасных лучей.

В 1974 году снова дал о себе знать Сэмюэль Херст. Образованная им компания Elographics выпустила прозрачную сенсорную панель, а еще через три года в 1977 ими была разработана пяти проводная резистивная панель. Спустя несколько лет компания объединяется с крупнейшим производителем электроники Siemens и в 1982 году они совместно выпускают первый в мире телевизор, оборудованный сенсорным экраном.

В 1983 году производитель компьютерной техники компания Hewlett-Packard выпускает компьютер HP-150, оборудованный сенсорным дисплеем, работающим по принципу инфракрасной сетки.

Первым мобильным телефоном с сенсорным устройством для ввода информации была модель Alcatel One Touch COM, выпущенная в 1998 году. Именно она стала прообразом современных смартфонов, хотя и имела по сегодняшним меркам весьма скромные возможности – небольшой монохромный дисплей. Еще одной попыткой смартфона с сенсорным экраном стала модель Ericsson R380. Она также имела монохромный дисплей и была весьма ограничена в своих возможностях.

Сенсорный экран в современном виде предстал в 2002 году в модели Qtek 1010/02 XDA, выпущенной компанией HTC. Это был полноцветный дисплей с достаточно хорошей разрешающей способностью, поддерживающий 4096 цветов. Он использовал резистивную технологию определения координат касания. На более высокий уровень сенсорные экраны вывела компания Apple. Именно благодаря ее IPhone, устройства с сенсорными дисплеями получили невероятную популярность, а их разработка Multitouch (определение касания двумя пальцами) существенно упрощала ввод информации.

Однако появление сенсорных экранов стало не только удобным новшеством, но и повлекло за собой некоторые неудобства. Электронные устройства, оснащенные сенсором, более чувствительны к неаккуратному обращению, поэтому и ломаются чаще. Ломаются даже экраны в Iphone. Благо, что заменить их может даже неквалифицированный специалист.

Как устроен сенсорный экран.

Такая диковинка как сенсорный экран – дисплей с возможностью ввода информации простым нажатием на его поверхность при помощи специального стилуса или просто пальца, давно уже перестал вызывать удивление у пользователей современных электронных гаджетов. Давайте попробуем разобраться, как же он работает.

На самом деле видов сенсорных экранов существует достаточно большое количество. Друг от друга они отличаются принципами, заложенными в их работе. Сейчас на рынке современной высокотехнологичной электроники используются в основном резистивные и емкостные сенсоры. Однако существуют также матричные, проекционно-емкостные, использующие поверхностно-акустические волны, инфракрасные и оптические. Особенность двух первых, самых распространенных в том, что сам сенсор отделен от дисплея, поэтому при поломке его с легкостью может заменить даже начинающий электромастер. Вам останется лишь купить тачскрин для сотового или любого другого электронного устройства.

Резистивный сенсорный экран состоит из гибкой пластиковой мембраны, на которую собственно мы и нажимаем пальцем, и стеклянной панели. На внутренние поверхности двух панелей нанесен резистивный материал, по сути, являющийся проводником. Между мембраной и стеклом равномерно расположен микроизолятор. Когда мы нажимаем на одну из областей сенсора, в этом месте замыкаются проводящие слои мембраны и стеклянной панели и происходит электрический контакт. Электронная схема-контроллер сенсора преобразует сигнал от нажатия в конкретные координаты на области дисплея и передает их в схему управления самим электронным устройством. Определение координат, а вернее ее алгоритм, очень сложен и основан на последовательном вычислении сначала вертикальной, а потом горизонтальной координаты контакта.

Резистивные сенсорные экраны достаточно надежны, поскольку нормально функционируют даже при загрязнении активной верхней панели. К тому же они, ввиду своей простоты более дешевы в производстве. Однако у них есть и недостатки. Одним из основных является низкая светопропускная способность сенсора. То есть поскольку сенсор наклеен на дисплей, изображение получается не таким ярким и контрастным.

Емкостный сенсорный экран. В основу его работы заложен тот факт, что любой предмет, имеющий электрическую емкость, в данном случае палец пользователя, проводит переменный электрический ток. Сам сенсор представляет собой стеклянную панель, покрытую прозрачным резистивным веществом, которое образует проводящий слой. На этот слой при помощи электродов подается переменный ток. Как только палец или стилус касается одной из областей сенсора, в этом месте происходит утечка тока. Его сила зависит от того на сколько близко к краю сенсора произведен контакт. Специальный контроллер измеряет ток утечки и по его значению вычисляет координаты контакта.

Емкостный сенсор также как и резистивный не боится загрязнений, к тому же ему не страшна жидкость. Однако по сравнению с предыдущим он имеет более высокую прозрачность, что делает изображение на дисплее более четким и ярким. Недостаток емкостного сенсора происходит из его конструктивных особенностей. Дело в том, что активная часть сенсора, по сути, находится на самой поверхности, поэтому подвержена износу и повреждениям.

Теперь поговорим о принципах работы менее популярных на сегодняшний день сенсоров.

Матричные сенсоры работают по принципу резистивных, однако отличаются от первых максимально упрощенной конструкцией. На мембрану наносятся вертикальные проводящие полосы, на стекло – горизонтальные. Или наоборот. При давлении на определенную область, замыкаются две проводящие полосы и контроллеру достаточно легко вычислить координаты контакта.

Недостаток такой технологии виден невооруженным глазом – очень низкая точность, а следовательно и невозможность обеспечить высокую дискретность сенсора. Из-за этого некоторые элементы изображения могут не совпадать с расположением полос проводника, а следовательно нажатие на эту область может либо вызвать неправильное исполнение нужной функции либо вообще не сработать. Единственным достоинством этого типа сенсоров является их дешевизна, которая собственно говоря, и выплывает из простоты. Кроме этого матричные сенсоры не прихотливы в использовании.

Проекционно-емкостные сенсорные экраны являются как бы разновидностью емкостных, однако работают немного по-другому. На внутреннюю сторону экрана наносится сетка электродов. При касании пальцем между соответствующим электродом и телом человека возникает электрическая система – эквивалент конденсатора. Контроллер сенсора подает импульс микротока и измеряет емкость образовавшегося конденсатора. В результате того что в момент касания одновременно задействованы несколько электродов, контроллеру достаточно просто вычислить точное место касания (по самой большой емкости).

Основные достоинства проекционно-емкостных сенсоров – это большая прозрачность всего дисплея (до 90 %), чрезвычайно широкий диапазон рабочих температур и долговечность. При использовании такого типа сенсора несущее стекло может достигать толщины 18 мм, что дает возможность делать ударопрочные дисплеи. К тому же сенсор устойчив к непроводящему загрязнению.

Сенсоры на поверхностно-акустических волнах – волнах, распространяющихся на поверхности твердого тела. Сенсор представляет собой стеклянную панель, по углам которой расположены пьезоэлектрические преобразователи. Суть работы такого сенсора в следующем. Пьезоэлектрические датчики генерируют и принимают акустические волны, которые распространяются между датчиками по поверхности дисплея. Если касания нет – электрический сигнал преобразуется в волны, а потом обратно в электрический сигнал. Если произошло касание часть энергии акустической волны поглотится пальцем, а следовательно не дойдет до датчика. Контроллер проанализирует полученный сигнал и посредством алгоритма вычислит место касания.

Достоинства таких сенсоров в том, что используя специальный алгоритм можно определять не только координаты касания, но и силу нажатия – дополнительная информационная составляющая. К тому же конечное устройство отображения (дисплей) имеет очень высокую прозрачность, поскольку на пути света нет полупрозрачных проводящих электродов. Однако сенсоры имеют и ряд недостатков. Во-первых, это очень сложная конструкция, а во-вторых – точности определения координат очень сильно мешают вибрации.

Инфракрасные сенсорные экраны. Принцип их работы основан на использовании координатной сетки из инфракрасных лучей (излучатели и приемники света). Примерно тоже, что и в банковских хранилищах из художественных фильмов про шпионов и грабителей. При касании в определенной точке сенсора прерывается часть лучей, а контроллер по данным от оптических приемников определяет координаты контакта.

Основной недостаток таких сенсоров – очень критичное отношение к чистоте поверхности. Любое загрязнение может привести к полной его неработоспособности. Хотя из-за простоты конструкции этот тип сенсора используется в военных целях, и даже в некоторых мобильных телефонах.

Оптические сенсорные экраны являются логическим продолжением предыдущих. Инфракрасный свет используется в качестве информационной подсветки. Если на поверхности нет сторонних предметов – свет отражается и попадает в фотоприемник. Если произошло касание – часть лучей поглощается, а контроллер определяет координаты контакта.

Недостатком технологии является сложность конструкции в виду необходимости использования дополнительного светочувствительного слоя дисплея. К достоинствам можно отнести возможность достаточно точного определения материала, с помощью которого произведено касание.

Тензометрические и сенсорные экраны DST работают по принципу деформацииповерхностного слоя. Их точность достаточно низкая, но они прекрасно выдерживают механические воздействия, поэтому применяются в банкоматах, билетных автоматах и прочих публичных электронных устройствах.

Индукционные экраны основаны на принципе формирования электромагнитного поля под верхней частью сенсора. При касании специальным пером, меняется характеристика поля, а контроллер в свою очередь вычисляет точные координаты контакта. Применяются в художественных планшетных ПК самого высокого класса, поскольку обеспечивают большую точность определения координат.

Сенсорный кран для воды

5 (100%) 1 vote

Сенсорный кран позволяет не только повысить комфорт в санузле или на кухне, но и стать отличным дизайнерским дополнением к современному интерьеру. Кроме того, кран для раковины не предполагает какого-либо контакта с руками и, значит, соответствует всем возможным санитарным и гигиеническим нормативам. Пользователю достаточно приблизить руки к крану, и оттуда будет подаваться вода.

Принцип работы

Смеситель с сенсорами не имеет привычных нам вентилей или рычагов, чтобы регулировать водный напор. Он работает благодаря фотоэлементам, а также ультразвуковым или ИК-датчикам. Они отвечают за фиксацию в зоне работы посторонних предметов. Чувствительная зона устройства подбирается с индивидуальными параметрами и обычно составляет около 25 см. В некоторых смесителях все же есть рычаги, но они выполняют функцию регулировщика температуры подающейся жидкости. Особенностью работы устройства является срабатывание исключительно при движении – смеситель сработает при движении любого предмета в зоне, будь то руки или зубная щетка.

Кран с сенсорным датчиком

Во внутренней части смесителя с сенсорными датчиками располагается литиевая батарея на 9 В. Она обеспечивает бесперебойную работу устройства до 2 лет при возможности выполнения около 4000 циклов включения и выключения.

Комплектация сенсорного смесителя такова:

  • кран с датчиком. Он образует магнитное поле, а в случае попадания в зону действия постороннего предмета передает сигнал на управленческий блок. Прибор во время действия сигнала открывает воду, а при отсутствии - перекрывает посредством соленоидного клапана. В клапане есть мембрана, экранирующая катушка, уплотнитель, сердечник с трубкой и наконечник с фиксатором;
  • батарейка. В случае ее разрядки подача воды также прекратится;
  • блок управления;
  • дополнения в зависимости от степени функциональности и дороговизны устройства (например, пульт ДУ).

Для предотвращения обратного водного перетока при входе смесителя располагается обратный клапан. Питание устройства возможно посредством его подключения к электросети или при помощи батареек - второй вариант считают более безопасным.

Виды

В зависимости от назначения сенсорные краны бывают:

  1. Для кухонь, ванной. Характеризуются поворотным изливом или изливом в форме буквы U.
  2. Для писсуаров. Могут быть наружными или встроенными в его конструкцию.
  3. Для унитазов. Такими устройствами вода подается около 10-15 секунд.

В зависимости от конструкции смесители бывают:

  • бесконтактными. В дорогих сенсорных моделях можно даже поставить светодиодную подсветку;
  • с кнопочным датчиком. Управлять их множественными опциями можно на дисплее.

Также смесители можно разделить в зависимости от длины струи (большие, средние и маленькие). В зависимости от предустановленной программы смесители могут быть:

  • с постоянным течением жидкости во время присутствия в чувствительной зоне ладоней;
  • с переменной подачей. Реагируют на наличие ладоней. Однако вне зависимости от срока их нахождения под краном работают несколько секунд, а затем выключаются.

В смесителе могут быть такие виды датчиков:

  • инфракрасный;
  • ультразвуковой. Наряду с инфракрасным считается самым надежным;
  • фотоэлемент. Отличается большим числом лишних срабатываний из-за вероятности попадания на поверхность света.

Бесконтактный сенсорный кран Oras

Производители

На рынке смесителей есть такие производители:

  • Oras. Продукция бренда производится в Финляндии. Смесители обладают множеством клапанов и фильтров, имеют компактные размеры и работают от батарейки напряжением в 6 В.
  • Grohe. Этот немецкий бренд реализовывает устройства с грязевыми фильтрами. Они управляются с пульта ДУ и имеют множество дополнительных функций.
  • Kludi. Эти немецкие смесители устанавливаются на одно отверстие, имеют очистительные фильтры и антивандальную защиту.
  • HyTronic. Швейцарская продукция применяется для установки в домах и общественных местах. Предназначена для подачи проточной и питьевой воды.
  • Axor. Эта немецкая фирма выпускает продукцию с подключением к электросети, низким водным расходом и адаптации струи.

Преимущества и недостатки

Среди преимуществ эксплуатации сенсорного крана можно выделить:

  • комфортность - не нужно совершать обычные манипуляции при открытии смесителя;
  • гигиеничность - смеситель можно установить как для использования дома, так и в общественных местах благодаря отсутствию необходимости касания устройства грязными руками, что предотвращает разнесение болезнетворных микроорганизмов;
  • возможность экономии воды благодаря отсутствию вероятности того, что кто-то забудет закрыть сенсорный смеситель. Также вода не будет течь, когда в зоне действия не будут находиться предметы;

Смеситель сенсорный Grohe Minta touch

  • автоматическая настройка нужного температурного режима;
  • возможность дистанционного управления;
  • стильное дополнение к любому интерьеру и раковине.

Наряду с многочисленными достоинствами современные сенсорные смесители имеют и ряд недостатков, среди которых:

  • неудобство использования в условиях ванны. Там требуется вода разной температуры, что требует периодической настройки температурного режима;
  • некомфортность при наполнении мойки или ванны. Заключается в необходимости все время держать руки или другой предмет под краном;
  • относительная дороговизна по сравнению с обыкновенными рычажными смесителями.

Использовать такое приспособление можно как в доме, так и в организациях общественного питания, гостиницах, медицинских учреждениях, торговых центрах.