чем нажать на сенсор кроме пальца
Как сделать стилус для емкостного сенсорного экрана
Доброго времени суток вам, дорогие хабро-читатели.
Хочу предложить вашему вниманию материал который будет, надеюсь, интересен для рукастых энтузиастов. И может быть даже полезен кому-то.
Спустя некоторое время после того как я стал обладателем мобильного устройства с емкостным сенсорным экраном, у меня появилась навязчивая мысль о том что некоторые действия удобнее производить с помощью чудной магической палочки.
Первым делом мои изыскания привели меня в магазин где традиционно можно найти подобные штуки. Но к моему разочарованию тупоконечные образцы, которые имелись там в ассортименте вызвали скептическое отношение.
Форма и точность попадания не далеко ушла от пальцев, а реакция экрана была хуже. Сенсор подхватывал прикосновение лишь после небольшого надавливания. Полезность оставляла сомнения. Пришлось от покупки отказаться.
По моим представлениям, в идеале, форма должна была быть остроконечной. Именно как чертёжный карандаш, которым можно производить точные движения. Но насколько мне удалось выяснить, подобная форма не подходит для емкостного экрана. По-видимому он ориентирован на контакт с большей площадью соприкосновения, сравнимой с прикосновением пальца.
Удалось найти парочку интересных статей и видео по данной теме — использовать отрицательный полюс батарейки и скручивать в трубочку антистатическую плёнку. Увы, оба варианта мне не подошли. Батарейка по толщине тот же палец. А скручивать каждый раз трубочку может кому-то и удобно, но это явно не для меня.
Насчёт реализуемости идеи возникли сомнения. Из-за широкого пятна, не будет получаться точно направить прикосновение. Да и токопроводящий материал, как правило, металл, будет царапать поверхность экрана.
В итоге выход был найден.
Оказывается кольцевидная форма вполне воспринимается сенсором и к тому же просматривается центр. Балагодаря чему можно видеть куда наводишь и попадать.
Секрет чудо-палочки прост: стальная шайба (подойдёт и любой другой токопроводящий материал), аллюминиевый стержень (то же должен быть проводник) и моток ниток.
Благодаря криптографическому анализатору который, кстати, в этот раз был использован в мирных целях, Благодаря подручным средствам из домашнего инструментария, получаем нечто похожее на инструмент зубного врача.
Ручку нужно припаять под углом который будет максимально совместим с естественным положеним руки и полным прилеганим плоскости кольца к поверхности экрана.
Конечно, можно было бы на этом и остановиться, но подобная конструкция будет царапать экран и не имеет шансов получить высокую оценку хабра-читателей 🙂
Сия проблема была успешно решена с помощью… нитки.
Кольцевидный край хорош не только тем что позволяет точнее прицелиться через центр, но и тем что даёт возможность обернуть себя ниткой. Некоторым сомневающимся покажется что дополнительный слой нитки ухудшит чувствительность экрана. Но это не так. Как известно, для определения прикосновения сенсору не нужен абсолютный контакт. Достаточно поднести палец очень близко. При этом прикосновения может и не быть.
В завершение скажу что результатом остался доволен.
— Реакция такая же как на палец. Надавливать не нужно.
— Не оставляет следов, не царапает и даже вытирает экран.
— Точный прицел.
Работаем с оболочкой Android
Есть и недостатки
— Поскольку принцип работы основан на прохождении тока через металлический стилус к телу человека. То есть в парчатках не будет работать.
— На моей модели коммуникатора нижние сенсорные кнопки («назад», «меню», «домик», «поиск») срабатывают не так хорошо как хотелось бы.
P.S. Хотите верьте, хотите нет, но после того как всё это было написано и подготовлены все сопутствующие картинки/видео, мне стало известно что один канадский производитель уже выпускает стилусы подобной конструкции. Узнал я об этом когда загрузил первое видео в ютуб и он выдал похожие ролики. Идея оказалась не нова и я начал сомневаться, стоит ли отправлять эту статью на обозрение широких масс, так как можно подвергнуться нападкам связанным с обвинениями в плагиате. Потом решил, раз уж подобное решение запущено в серийное производство, значит конструкция удачная и всё это было придумано не зря. Несмотря на то что имело место совпадение хорошей идеи, об этом всё же стоит рассказать 🙂
P.S. v 2. Некоторые читатели интересовались насчёт пригодности конструкции в зимних условиях наших суровых регионов. Выяснилось что и в таком случае сей девайс может быть полезен, хотя чувствительность конечно ухудшается. Я попробовал в самых толстых перчатках которые у меня были. Если ручку сжать сильнее, реакция становится немного лучше.
И ещё один пример набрасывания заметок от руки:
Как работает стилус для смартфона и зачем он нужен
Содержание
Содержание
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.
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:
У таких решений есть и целый список проблем.
Аактивные 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.
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.
Принцип взаимодействия можно описать так:
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.
Внутри активного или индукционно-емкостного стилуса находятся миниатюрные платы, на которых установлены различные элементы: Bluetooth-модуль, акселерометр, гироскоп, источник питания. Работа почти ювелирная.
Встроенная электроника серьезно расширяет функциональность гаджета. Например, контроллер распознает угол наклона, на аксессуаре может быть кнопка стирания или ластик на противоположной стороне от наконечника.
Наконечники и уровни давления
Современные высокотехнологичные стилусы поддерживают разную силу нажатия. Чем сильнее давишь — тем толще линия. Это более точно повторяет работу карандаша, кисти и других изобразительных инструментов. Устройство может распознавать, например, 2048, 4096 или 8192 уровней нажатия. За это отвечает отдельный узел, который связан с наконечником.
Контроллер стилуса определяет нажатие благодаря изменениям индуктивности системы. Например, в Samsung S Pen используется разомкнутый сердечник, между частями которого установлена эластичная мембрана. При нажатии на наконечник расстояние между частями сердечника сокращается, что вносит изменения в электромагнитное поле.
Схожий подход используется в аксессуарах других брендов. Изменения в схеме отслеживает внутренний контроллер перед передачей сигнала смартфону. Сам же наконечник может быть разным.
В зависимости от назначения приспособления используются следующие материалы:
В большинстве случаев наконечники являются съемными. Это позволяет заменить деталь в случае износа. В комплектации может быть несколько наконечников или же они могут продаваться отдельно. Например, мягкие или жесткие наконечники.
Чем отличаются дорогие стилусы от дешевых
Вот мы плавно и подошли к главному вопросу. Стоит ли платить больше Samsung S Pen, Apple Pencil 1/2, Huawei M-Pencil и продукты других крупных производителей электроники или же это бессмысленная переплата за бренд? Ответ, на самом деле, не очевидный. Разберем по пунктам.
На первый план выходит совместимость. Мы выяснили, что существует несколько основных видов сенсорных экранов, при этом в совместимых со стилусом смартфонах по-разному реализовано взаимодействие. Обратите внимание, что цифровые перья разных брендов не взаимозаменяемы. Более того, даже в рамках одной линейки конкретного производителя совместимость не всегда есть. Например, у устройств разного поколения разработчики могли по-разному реализовать взаимодействие.
Разумеется, если устройство не поддерживает работу с активными или индукционными стилусами, то нет смысла переплачивать — достаточно выбрать универсальный аксессуар. Если фирменный стилус потерялся, но нет возможности найти/приобрести оригинальное приспособление, то часто выбор падает на недорогие емкостные палочки. Проблема в том, что они не крепятся на корпусе смартфона или в отсеке для стилуса — просто не помещаются. В этом случае можно взять универсальный стилус на цепочке с кольцом, и носить его с ключами или пристегнуть к чему-то еще.
Целесообразно ли? Если стилус используется как элемент стиля или же для решения специализированных задач (рисование, письмо, работа через смартфон), то да. Приспособление будет экономить время и нервы, делая взаимодействие более комфортным. Как уже говорилось, некоторые действия нельзя так же хорошо выполнить пальцем.
И самое главное. Программное обеспечение. Установить электронику в аксессуар — мало, надо еще грамотно отладить работу. Вот почему стилусы ведущих производителей смартфонов отличаются по своим возможностям — дело не только в аппаратной части и принципах работы, но и в ПО. В таких стилусах есть своя прошивка, не говоря уже об изменениях в операционной системе самого девайса. Когда ОС распознает аксессуар, активируется специальный режим. Например, возрастает частота дискретизации, появляется возможность настроить перо и задать дополнительные функции.
Модели сторонних производителей могут быть симбиозом емкостной палочки и пульта (Bluetooth-подключение), но в этом случае система работает иначе. Некоторые китайские ноунейм производители стилусов делают свои прошивки на основе официальных, чтобы система распознавала аксессуар. Насколько это легально — другой вопрос. Корректность работы под вопросом. Есть, разумеется, и лицензированные производители.
Чего нельзя сделать без стилуса
Начнем с самого простого и очевидного — рисования. Электронное перо удобно сидит в руке и позволяет делать более точные движения по экрану. Эскизы, чертежи, подписи и просто рисунки для души — все это можно сделать стилусом, когда бумаги нет под рукой. А еще аксессуар расширяет возможности работы с документацией, таблицами, сервисами и даже некоторыми играми.
Вдохновение может прийти неожиданно. По пути до рабочего места гениальная идея может уже испариться. Творческие люди знают, как часто это бывает. Смартфон всегда под рукой, поэтому к делу можно приступить безотлагательно. Помимо графических дизайнеров, рисовать нравится взрослым и детям. Можно сделать рисунок на фото. Результат уже находится в цифровом виде. Его можно сохранить, перенести в облако или сразу отправить кому-то.
На экране смартфона можно делать заметки и даже вести полноценные конспекты. Возможности зависят от ПО. Например, при помощи системы распознавания символов рукописный текст можно преобразовать в печатный. Функция пока не нашла широкого распространения и поддерживает ограниченное количество языков. Для обработки используются интеллектуальные алгоритмы и нейросети.
Выделять фрагменты текста пальцем не так удобно. Кроме того, можно сразу вызвать дополнительные функции, такие как перевод или копирование. Выделив область, можно быстро сделать скриншот. Те, кто работают и общаются в социальных сетях с помощью телефонов однозначно оценят эти возможности.
Стилусом можно не только водить по экрану, но и взаимодействовать со смартфоном на небольшом расстоянии при помощи жестов и кнопок. В таких случаях аксессуар заменяет пульт. Приспособление можно использовать для управления камерой, перелистывания фото в галерее. Это может пригодиться в рабочих целях. Например, для проведения презентаций. Есть еще много интересных функций, реализованных в отдельных моделях. Поделиться ими можно в комментариях.
Как сделать стилус своими руками
Кроме профессиональных художников и просто любителей рисовать, стилус может пригодиться всем, кто любит делать в телефоне какие-то графические заметки, небольшие эскизы или простые наброски.
Рисовать пальцами на небольшом экране смартфона неудобно, особенно когда нужно прорисовывать мелкие детали.
Но если вам нужно устройство лишь для простых заметок или для любительского рисования, то стилус покупать совсем не обязательно. Мы покажем несколько вариантов как сделать стилус для смартфона в домашних условиях всего за несколько минут.
Как работает стилус
Некоторые из вас могут вспомнить первые резистивные сенсорные экраны смартфонов, при нажатии на которые приходилось прикладывать некоторое усилие.
Связано это с тем, что для их срабатывания требуется физический контакт верхней мембраны с внутренней подложкой.
Такие сенсорные экраны нужно как бы продавливать, чтобы происходило замыкание электрической цепи и вычисление процессором координат нажатия.
Сегодня таких смартфонов осталось очень мало, но эта технология по сей день успешно применяется в других сферах, например в банкоматах и СВЧ-печах.
Куда более дружелюбной для пользователей смартфонов оказалась технология емкостных дисплеев. Почему «емкостный»? Потому что для его срабатывания требуется прикосновение объекта с большей электрической емкостью, чем та, которой обладает сам экран.
Такой дисплей создает электрическое поле за счет расположенных по его углам электродов и регистрирует утечки, тем самым находя координаты прикосновения.
То есть в тот момент, когда мы прикасаемся к емкостному экрану стилусом или пальцем, происходит утечка тока. Процессор, обрабатывая информацию, вычисляет, в какой точке она произошла и отдает команду на необходимое действие.
Несмотря на все достоинства этих дисплеев, по сравнению с резистивными, емкостные имеют два существенных недостатка – с ними нельзя взаимодействовать в перчатках, а стилусы для них должны обладать токопроводящими свойствами.
Как сделать стилус своими руками
Способ первый. Как сделать стилус для рисования с помощью фольги
Для этого простого способа нам понадобятся несколько вещей, которые найдутся, пожалуй, в каждом доме – пищевая фольга, шариковая ручка, полиэтиленовый пакет, ватная палочка и скотч.
Рассмотрим процесс изготовления по шагам:
из обычной шариковой ручки вынимаем стержень;
ватную палочку разрезаем на две половины;
одну часть палочки немного подрезаем вдоль, чтобы она стала тоньше и нам легче было вдеть ее в ручку;
затем слегка смачиваем ватную палочку водой, чтобы она была немного влажной;
и оборачиваем палочку в кусочек полиэтилена размером примерно 2×2 см, стараясь чтобы ничего не торчало, ведь это наш будущий стержень для рисования;
теперь вставляем палочку внутрь корпуса ручки;
от рулона фольги отрезаем небольшую ленту и оборачиваем ей наш будущий стилус таким образом, чтобы часть фольги соприкасалась с ватной палочкой;
закрепим фольгу на ручке с помощью небольшого отрезка скотча;
вот и все! Наш первый самодельный стилус готов.
Способ второй. Как сделать стилус для телефона своими руками с помощью проволоки
Данный способ подойдет тем, у кого не оказалось дома фольги, но, возможно, завалялся кусок старой проволоки или какого-нибудь ненужного провода:
делаем еще одну заготовку из ручки и ватной палочки, как в способе с фольгой;
затем очищаем кусок проволоки длиной около 50 см от изоляции;
теперь оборачиваем проволокой нашу заготовку, стараясь как можно плотнее прижимать ее к корпусу ручки;
Последний виток следует сделать таким образом, чтобы он соприкасался с нашей ватной палочкой.
Третий способ. Как сделать стилус для рисования на телефоне с помощью алюминиевой банки
Для этого способа нам понадобится любая алюминиевая банка из-под напитка.
Мы использовали банку «Коки» объёмом 0.33 литра.
Стилусы из подручных материалов
Напряжение тока меняется в зависимости от места контакта с пальцем, следовательно, электроника может замерить и определить точку прикосновения.
Если отойти от темы воды, то в качестве стилуса подойдет любой кусок провода или просто скрепка. Правда, чтобы избежать царапин на экране, нужно как-нибудь изолировать конец проволоки. Например, капнуть на кончик скрепки какой-нибудь клей:
Правда, и брутальным мужчинам есть чем ответить. Отличным заменителем пальца показала себя батарейка типа ААА. Только нужно давить аккуратнее, чтобы не поцарапать экран:
Но самым экзотическим способом рисовать на планшете является, пожалуй, сосиска. Впрочем, вы навернякак видели фотографии наших собратьев из Азиатско-тихоокеанского региона, озабоченно тыкающих сосисками в экраны своих смартфонов. Фотки давно стали баяном, но ведь работает!
Редакция благодарит интернет-магазин SmartShop за предоставленный девайс Kindle Fire.
Экспериментировал с самодельными стилусами: