Por trás da tecnologia: Touch Screen

Introdução

É muito provável que o leitor esteja acessando nosso blog pelo celular neste momento, ou pelo menos, tenha um celular perto de você. Também é provável que seu celular seja Touch, ou seja, sensível ao toque. Mas você já parou pra pensar: Como funciona uma tela Touch Screen? Como a tela do meu celular consegue reconhecer apenas meu dedo e mais nenhum outro objeto? Neste post, abordaremos mais um tema interessante da nossa série “Por trás da tecnologia”, o Touch Screen!

Definição e História

O que é?

Touch screen é tanto um dispositivo de entrada como de saída e normalmente é sobreposto a um display eletrônico visual de um sistema de processamento de informações. O display é geralmente um LCD ou um display OLED, enquanto o sistema é usualmente um notebook, tablet, ou smartphone. O usuário pode dar um comando ou controlar o sistema de processamento de informações através de um ou mais toques na tela utilizando uma caneta específica ou apenas seus dedos. Quem utiliza essa tecnologia pode usar o touch screen para reagir ao que é mostrado na tela e, se o software permitir, pode controlar o que está sendo exibido, como por exemplo, dando zoom para aumentar o tamanho da fonte do texto escrito.

O Touch screen habilita o usuário a interagir diretamente com o que está sendo apresentado, ao invés de usar um mouse, touchpad, ou outros dispositivos.

Como e quando surgiu?

O conceito de interface Touch screen, agora onipresente na sociedade contemporânea, foi colocado em palavras em outubro de 1965, quando Eric Arthur Johnson, um engenheiro do Royal Radar Establishment em Malvern, Inglaterra, que estava interessado em desenvolver uma tela Touch screen para controle de tráfego aéreo, descreveu suas ideias sobre essa tecnologia em um breve artigo de 2 páginas intitulado “Touch Display – Um novo dispositivo de entrada/saída para computadores”. Era um dispositivo capacitivo com fios, sensível ao toque de um dedo, na face de um tubo de raios catódicos no qual as informações podem ser escritas pelo computador.

Touch Screen Capacitiva.
Crédito: TecMundo

No início de 1972, o engenheiro dinamarquês Bent Stumpe, trabalhando no CERN, foi convidado por Frank Beck, que estava encarregado da plataforma de controle central na sala de controle SPS (Super Proton Synchrotron), para construir o hardware de um sistema inteligente que, em apenas três unidades de console, substituiria todos aqueles botões convencionais, interruptores, etc. Em poucos dias, em março daquele ano, Stumpe surgiu com a proposta de construir uma tela de toque com um número fixo de botões programáveis, uma tracker ball para ser usada como dispositivo apontador controlado por computador (algo como um mouse) e um botão programável. As primeiras telas sensíveis ao toque foram instaladas em 1973 e permaneceram em operação até 2008.

Bent Stumpe.
Crédito: History-Computer

PLATO (Lógica Programada para Operações de Ensino Automatizadas) foi o primeiro sistema de instrução assistido por computador generalizado e, no final da década de 1970, compreendia vários milhares de terminais em todo o mundo em quase uma dúzia de computadores mainframe em rede diferentes. Originalmente, o PLATO foi construído pela Universidade de Illinois e funcionou por quatro décadas, oferecendo cursos para alunos da UIUC, escolas locais e outras universidades. Estabeleceu conceitos-chave online como: fóruns, painéis de mensagens, testes online, e-mail, salas de bate-papo, idiomas de imagem, mensagens instantâneas, compartilhamento remoto de tela e jogos multijogador.

PLATO.
Crédito: Pinterest

Como funciona?

Existem diversos tipos de telas Touch screen com funcionamentos diferentes para cada uma. Abaixo, destacamos os mais usuais.

Tipos de tela Touch Screen

Sistema Resistivo

O sistema resistivo é formado por um painel de vidro normal, recoberto por uma camada metálica condutora e uma resistiva. Estas duas camadas são mantidas afastadas por espaçadores e uma camada resistente a riscos é colocada por cima de todo o conjunto.

Uma corrente elétrica passa através das duas camadas enquanto o monitor está sendo usado. Quando uma pessoa toca na tela, as duas camadas fazem contato exatamente naquele ponto. A mudança no campo elétrico é percebida e as coordenadas do ponto de contato são calculadas pelo computador.

Logo que as coordenadas são conhecidas, um driver especial traduz o toque em algo que o sistema operacional possa entender, parecido com o que faz o drive do mouse do computador traduzir os movimentos do mouse em uma operação de clicar ou arrastar.

Sistema Resistivo.
Crédito: Mundo dos Tablets

Sistema Capacitivo

Já no sistema capacitivo, uma camada que armazena a carga elétrica é colocada no painel de vidro do monitor. Quando alguém clica no monitor com seu dedo, parte da carga é transferida para essa pessoa, de modo que a carga na camada capacitiva diminui. Esta diminuição é medida nos circuitos localizados em cada canto do monitor.

Considerando as diferenças relativas de carga em cada canto, o computador calcula exatamente onde ocorreu o toque e então envia esta informação para o software do driver da tela sensível.

Uma vantagem que o sistema capacitivo apresenta sobre o resistivo é que ele transmite quase 90% da luz do monitor, enquanto o sistema resistivo transmite apenas 75%. Isso dá ao sistema capacitivo uma imagem muito mais clara do que o sistema resistivo.

Sistema Capacitivo.
Crédito: xenarc.com

Sistema Infravermelho

As telas sensíveis ao toque infravermelho, como o nome sugere, usam ondas de luz infravermelha para determinar onde o usuário coloca o dedo na tela. Uma grade de LEDs dispara luz infravermelha em outro conjunto de fotocélulas de detecção de luz diretamente em frente aos emissores de infravermelho LED.

A luz infravermelha é emitida diretamente na frente da tela para formar uma grade, assemelhando-se a uma teia de aranha invisível. Quando você toca na tela, seu dedo bloqueia os raios de luz infravermelho no ponto de contato.

Um chip de computador é então usado para triangular onde a interrupção ocorreu.

Sistema Infravermelho.
Crédito: BRIGHT SIDE

Sistema de Onda Acústica Superficial

Um dos menos conhecidos é o sistema de onde acústica superficial. Dois transdutores (um receptor e um emissor) são posicionados ao longo dos eixos x e y da placa de vidro do monitor. Refletores também são instalados sobre o vidro, e enviam de volta um sinal elétrico originado de um transdutor para o outro. O transdutor receptor é capaz de informar se a onda foi perturbada por um evento de toque em qualquer instante e localizá-lo.

A configuração por onde acústica não possui camadas metálicas sobre telam permitindo a passagem de 100% da luz e uma claridade perfeita da imagem.

Por que o Touch Screen só reconhece o toque dos dedos?

Na verdade, as telas sensíveis ao toque reconhecem qualquer parte do corpo revestida por pele. Nos celulares, por cima do painel luminoso, é colocado um sistema elétrico invisível que interage com a pele. Ao tocarmos a tela, a carga elétrica dos dedos reage com o campo elétrico do sistema (criado por uma malha de eletrodos), causando uma diferença de cargas, como se fosse um pequeno choque. O processador capta essa alteração por meio de uma camada com sensores e calcula coordenadas, identificando os locais de toque e os tipos de movimento executados. Em seguida, esses dados elétricos são traduzidos como comandos e interpretados pelo software, que executa as ações. Outros materiais bons condutores de energia, como metais ou aquelas canetas especiais para tablets, também podem ativar o touch screen.

Usos e Aplicações

Há diversas aplicações para essa tecnologia revolucionária. Abaixo, selecionamos as principais para demonstrar a importância do Touch screen dentro de nossa sociedade.

Celulares

Uma das principais aplicações para telas touch screen são em celulares e Smartfones. Essa tecnologia é praticamente obrigatória nesses dispositivos, mesmo tendo sido inserida no mercado a poucos anos. Inicialmente, os celulares tinham uma caneta específica para a utilização da tela sensível ao toque, porém esse componente caiu em desuso e, depois de algum tempo, com a inserção de novos avanços nesse campo, predominou-se o controle sobre o dispositivo através dos dedos e do toque com a pele.

Celulares Touch Screen.
Crédito: Google Imagens

Relógios

A tecnologia touch screen também é largamente utilizada em relógios digitais. A inserção dessa inovação nesses dispositivos se popularizou com a criação do Google Watch, mas logo se espalhou para muitos outros, como por exemplo, para relógios utilizados na prática de atividades físicas.

Relógios Touch Screen.
Crédito: Google Imagens

Computadores

Um dos primeiros dispositivos eletrônicos a ter essa tecnologia foi o computador. Apesar de ser bastante básica no seu início, os avanços proporcionaram a popularização de telas sensíveis em computadores, principalmente em notebooks. A utilização de teclado e mouse ainda se demonstra ser mais apreciada pelos usuários, porém as telas touch estão cada vez mais inseridas nesses dispositivos.

Computadores Touch Screen.
Crédito: Google Imagens

Caixas Eletrônicos

As telas Touch screen também são largamente utilizadas em caixas eletrônicos. Alguns deles ainda possuem versões antigas dessa tecnologia, como hardwares resistivos ao invés de capacitivos (mais populares, principalmente em celulares), porém sua utilidade é mais simples e não necessita de tanta inventividade.

Caixas Eletrônicos Touch Screen.
Crédito: TecMundo

Outras aplicações

Alguns outros exemplos de aplicações de telas Touch screens:

  • Jogos de fliperama;
  • GPS de carros;
  • Câmeras digitais;
  • Som de carros;
  • E-books;
  • Máquinas fabris;
  • Caixas de supermercado;
  • Equipamentos médicos;
  • Consoles de jogos eletrônicos.

Considerações Finais

Espero que o leitor tenha aprendido um pouco com nosso post. A intenção aqui é fomentar sua vontade de aprender e entender a tecnologia a sua volta. Se tem interesse nesse tópico, encorajo-o a conferir nossos produtos com tecnologia touch na loja da Eletrogate. Basta clicar aqui.

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Referências

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Ricardo Lousada
Ricardo Lousada
Graduando em Engenharia de Controle e Automação pela UFMG. Ocupo meu tempo aprendendo cada vez mais sobre eletrônica e programação, áreas que mais gosto. Meus hobbies são cinema e livros.
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