Tuy vậy không ít người dùng lại xa lạ với màn hình cảm ứng. Một doanh nghiệp thổ lộ với tôi: "Mấy năm vừa rồi chỉ bán được một màn hình cảm ứng ở Hà Nội, trong khi cơ sở phía Nam bán được đến hàng trăm". Thực tế thì cả hai con số nêu trên đều quá nhỏ so với số lượng màn hình cảm ứng đẫ được sản xuất và đưa ra giới thiệu với thị trường thế giới. Chính vì vậy ta cũng nên tìm hiểu xem thực hư về màn hình cảm ứng như thế nào.
Nói về nguồn gốc thì từ năm 1971, Tiến sỹ Sam Hurst (người sáng lập của công ty Elographics) đã là người đầu tiên chế tạo "cảm biến cảm ứng" (touch sensor), khi đó ông ta còn là một trợ giáo ở trường Đại học Kentucky (Hoa Kỳ). Khi chế tạo xong cảm biến này được gọi là "Elograph" và đã được đăng ký phát minh tại Quỹ Tài trợ Nghiên cứu của Trường Đại Học Tổng hợp Kentucky. Cảm biến "Elograph" không trong suốt như các màn hình cảm ứng thế hệ gần đây, tuy nhiên, sự ra đời của loại cảm biến "Elograph" đã đánh dấu một mốc quan trọng của công nghệ màn hình cảm ứng.
Đến năm 1974, lần đầu tiên màn hình cảm ứng dạng trong suốt đã được Sam Hurst chế tạo, cũng tại Elographics. Năm 1977, công ty Elographics đã phát minh và đăng ký sáng chế công nghệ năm dây điện trở (five-wire resistive), là công nghệ được ứng dụng trong hầu hết các màn hình cảm ứng hiện đang lưu hành trên thị trường. Ngày 24 tháng hai năm 1994, công ty Elographics chính thức thay đổi tên thành Elo TouchSystems. Vì vậy ngày nay công ty Elo TouchSystems vẫn được coi là nơi phát minh ra màn hình cảm ứng và là một trong số ít các nhà cung cấp nhiều màn hình cảm ứng nhất thế giới.
Vậy thì một màn hình cảm ứng làm việc như thế nào?
Một màn hình cảm ứng cơ sở bao gồm 3 bộ phận chính: một cảm biến cảm ứng, một bộ điều khiển và một phần mềm điều khiển. Màn hình cảm ứng được sử dụng như một thiết bị lối vào nên nó cần được sử dụng kết hợp với một màn hiển thị và một máy tính PC hoặc một thiết bị khác để hình thành đầy đủ một hệ thống lối vào cảm ứng.
Cảm biến cảm ứng
Cảm biến cảm ứng là một tấm thuỷ tinh trong suốt với đặc tính là bề mặt có thể phản ứng khi ta chạm ngón tay vào. Tấm cảm biến cảm ứng được đặt sát màn hiển thị sao cho vùng nhạy cảm của tấm cảm biến phủ lên vùng nhìn thấy của màn hình viđêo. Trên thị trường hiện nay có một vài công nghệ khác nhau để thể hiện được tính cảm ứng của màn hình, mỗi loại đều sử dụng phương pháp khác nhau để phát hiện tín hiệu xuất hiện ở chỗ chạm vào. Nói chung, các cảm biến đều có một dòng điện hoặc một tín hiệu dạng khác đi qua nó và việc chạm vào màn hình sẽ gây nên sự thay đổi một giá trị điện áp hoặc thay đổi dòng điện. Sự thay đổi điện áp hoặc dòng điện này được sử dụng để định vị chỗ bị chạm tay vào trên màn hình.
Bộ điều khiển
Bộ điều khiển là một bản mạch nhỏ nối giữa cảm biến cảm ứng và máy tính PC. Nó tiếp nhận thông tin từ cảm biến cảm ứng và dịch sang dạng thông tin mà máy tính PC có thể hiểu. Thông thường, bộ điều khiển được lắp đặt ngay bên trong màn hình nếu như đây là loại màn hình tích hợp hoặc trong một hộp bằng chất dẻo nếu là loại lắp thêm vào bên ngoài một màn hình LCD hoặc CRT. Bộ điều khiển sẽ quy định kiểu giao tiếp/ đấu nối mà ta sẽ cần đến trên máy tính PC. Màn hình cảm ứng tích hợp sẽ có thêm một cáp nối ở phía sau dùng cho việc ghép nối màn hình cảm ứng với máy tính. Các bộ điều khiển đang lưu hành trên thị trường có thể nối với một cổng nối tiếp (cổng COM) của máy tính PC hoặc với một cổng USB (của PC hoặc Macintosh). Những bộ điều khiển đặc biệt (chuyên dụng) cũng được giới thiệu với thị trường, chẳng hạn để làm việc với bộ đọc đĩa DVD hoặc các thiết bị khác.
Phần mềm điều khiển
Phần mềm điều khiển là một phần mềm được lưu trữ trên đĩa mềm (hoặc đĩa CD) dùng để cập nhật hệ thống máy tính PC nhờ vậy mà màn hình cảm ứng và máy tính có thể làm việc được với nhau. Nó chỉ cho hệ điều hành của máy tính biết là phải dịch như thế nào đối với các thông tin về sự kiện bị ngón tay chạm vào mà bộ điều khiển gửi đến. Hầu hết các phần mềm điều khiển đang lưu hành đều thuộc loại mô phỏng chuột (mouse-emulation); làm cho việc sờ tay lên màn hình giống như việc kích chuột vào cùng vị trí trên màn hình. Phương pháp này cho phép màn hình cảm ứng cùng làm việc được với các phần mềm đang được máy tính sử dụng và đồng thời cũng cho phép các ứng dụng mới có thể được phát triển mà không cần đến cách lập trình riêng biệt đối với màn hình cảm biến. Một số thiết bị, chẳng hạn như bộ đọc đĩa DVD, và các hệ thống máy tính chuyên dụng hoặc là không cần đến phần mềm điều khiển hoặc là đã có những phần mềm điều khiển màn hình cảm ứng được đặt sẵn bên trong để dành riêng cho nó.
Các màn hình cảm ứng được dùng để làm gì?
Màn hình cảm ứng là một trong số ít các giao diện với máy tính PC dễ dàng sử dụng nhất, đồng thời cho phép lựa chọn một trong số lớn các khả năng thao tác. Khó có thể liệt kê ra một danh sách đầy đủ các địa chỉ ứng dụng màn hình cảm ứng. Dưới đây chỉ là một số thí dụ minh hoạ cho các hệ thống nhập dữ liệu vào theo cách cảm ứng mà hiện nay đang được ứng dụng:
Hiển thị những dòng thông tin ngắn ở nơi công cộng:
Các trạm (kiosk) thông tin, các bảng thông báo về các chuyến du lịch, các bảng hướng dẫn mua bán trong cửa hàng lớn và nhiều loại bảng điện tử khác đã được nhiều người sử dụng mà không đòi hỏi hoặc không đòi hỏi nhiều đến kinh nghiệm và hiểu biết về máy tính. Những giao diện thông qua màn hình cảm ứng tỏ ra dễ gần với người sử dụng hơn nhiều thiết bị nhập dữ liệu vào khác, đặc biệt là đối với những người dùng mới làm quen. Một màn hình cảm ứng có thể làm cho các thông tin cần có dễ dàng được truy nhập thông qua việc hướng dẫn người dùng sử dụng các ngón tay để tự tìm đến các thông tin chi tiết.
Các hệ thống bán lẻ và trong nhà hàng
Người Anh cũng có câu "Time is money" giống hệt như ta nói "thì giờ là vàng bạc", đặc biệt là trong nhịp sống hối hả hoặc môi trường các nhà hàng. Hệ thống màn hình cảm ứng tỏ ra dễ dàng sử dụng đối với các nhân viên làm cho họ có thể nhanh chóng nhận được công việc, thêm vào đó thời gian huấn luyện các nhân viên mới cũng giảm đi đáng kể. Hơn nữa do thao tác lối vào được thực hiện ngay trên màn hình nên mặt bằng làm việc cũng được giảm đi đáng kể. Màn hình cảm ứng còn được sử dụng trên các máy đếm tiền, máy bán vé tự động, trong hệ thống đặt chỗ cho nhà hát, nhà hàng và v. v...
Tự động phục vụ khách hàng
Trong thế giới với nhịp sống hối hả của ngày nay việc xếp hàng chờ đợi một dịch vụ nào đấy là điều nên tránh. Các quầy tự động phục vụ khách hàng với màn hình cảm ứng có thể được sử dụng để hoàn thiện dịch vụ khách hàng ở những cửa hàng đông khách, các nhà hàng ăn uống dùng cho khách vãng lai, các nút giao thông v. v... Khách hàng có thể đặt ra yêu cầu rồi kiểm tra nội dung đáp ứng của máy, như vậy sẽ tiết kiệm được thời gian và giảm được thời gian chờ cho người khác. Nếu ai đã qua các trạm rút tiền tự động (ATM) hoặc các trạm bán vé máy bay tự động (e-ticket) sẽ thấy ngay những tiện lợi mà màn hình cảm ứng mang lại cho các quầy tự phục vụ như thế nào.
Các hệ thống điều khiển và tự động hoá
Đây là lĩnh vực mà các độc giả yêu thích tự động hoá nên quan tâm nhiều hơn. Giao tiếp bằng màn hình cảm ứng tỏ rõ tính ưu việt trong một phạm vi rộng của các hệ thống, từ điều khiển các quá trình công nghiệp đến tự động hoá các công việc trong gia đình (ngôi nhà thông minh). Bằng cách tích hợp thiết bị nhập vào với màn hình hiển thị, không gian mà thiết bị chiếm chỗ bị thu hẹp lại rất nhiều. Với các thiết bị giao diện đồ hoạ, các nhân viên thao tác có thể giám sát và kiểm tra những thao tác phức tạp trong thời gian thực chỉ bằng cách đơn giản là chạm vào màn hình.
Đào tạo dựa trên máy tính
Do thao tác chạm vào màn hình tỏ ra dễ dàng và đơn giản hơn nhiều so với việc sử dụng các thiết bị nhập dữ liệu vào khác, đặc biệt đối với những người mới làm quen với máy tính, nên chi phí dành cho đào tạo sẽ giảm đi nhiều. Dựa trên chương trình đã lập sẵn trên máy tính, học viên có thể trực tiếp thử nghiệm nhiều khả năng ứng xử, nhờ vậy có thể dẫn tới việc tích luỹ kinh nghiệm nhanh hơn cho cả học viên cũng như người dạy.
Công nghệ trợ giúp
Giao tiếp qua màn hình cảm ứng có thể mang lại sự tiện lợi cho những trường hợp mà khó có thể sử dụng các thiết bị nhập dữ liệu vào khác, chẳng hạn như chuột hoặc bàn phím. Khi được sử dụng kết hợp với các phần mềm kiểu như các bàn phím ảo (trên màn hình) hoặc các công nghệ trợ giúp khác, người sử dụng có thể làm được nhiều hơn so với trường hợp sử dụng trực tiếp máy tính.
Và nhiều ứng dụng khác...
Các giao tiếp qua màn hình cảm ứng được sử dụng trong rất nhiêu ứng dụng với mục đích hoàn thiện giao tiếp ngưới-máy. Các ứng dụng khác có thể kể ra như sau: máy hát tự động (jukeboxes), trò chơi với sự trợ giúp của máy tính, hệ thống đăng ký của sinh viên, các phần mềm đa phương tiện, các ứng dụng trong tài chính, ngân hành, trong nghiên cứu khoa học, và nhiều thứ khác nữa.
Dựa trên cấu tạo, màn hình cảm ứng được phân chia ra thành hai loại:• Màn hình cảm ứng điện dung • Màn hình cảm ứng điện trở
Mỗi loại đều có ưu điểm riêng. Nếu như màn hình cảm ứng điện dung thường được lựa chọn cho các ứng dụng trong công nghiệp và nơi công cộng thì màn hình cảm ứng điện trở lại được ứng dụng nhiều trong các thiết bị điện tử gia dụng, điện tử y tế. Các màn hình kiểu điện trở còn được phân chia nhỏ theo số lượng các dây điện trở, cụ thể là:
• Cấu trúc kiểu 4 dây. • Cấu trúc kiểu 5 dây. • Cấu trúc kiểu 8 dây
Mỗi loại cũng đều có những ưu nhược điểm riêng và hiện nay vẫn đang được sử dụng trong các loại ứng dụng khác nhau.
Lựa chọn khi muốn trang bị một màn hình cảm ứng
Khi muốn trang bị một màn hình cảm ứng ta có hai khả năng chính để lựa chọn:
- Màn hình cảm ứng lắp thêm vào - Màn hình cảm ứng làm sẵn cho các ứng dụng cụ thể, chẳng hạn các bảng giao tiếp người-máy, bảng điều khiển kiểu đồ hoạ...
Màn hình cảm ứng lắp thêm vào là cách dễ dàng và tiện lợi để có thể bổ sung thêm tính năng tương tác cảm ứng với một hệ thống dùng máy tính PC xách tay hoặc để bàn. Tấm nhấn lắp thêm vào (xem hình 1) cho phép người dùng giao tiếp với máy tính PC theo cách nhấn lên màn hình hiển thị. Giải pháp này thích hợp với các ứng dụng trong gia đình, trường học, văn phòng, v. v... Đây cũng là giải pháp tiện lợi cho các ứng dụng màn hình cảm ứng mang tính thử nghiệm hoặc trong giai đoạn chế mẫu thử. Nhiều người cho rằng nhược điểm của loại màn hình cảm ứng lắp thêm vào là độ bền không cao. Những đặc điểm chính của màn hình cảm ứng lắp thêm vào có thể kể ra là:
- Dễ dàng lắp ghép do nằm ngay phía ngoài màn hình - Làm việc với tất cả các phần mềm điều khiển chuột theo cách sử dụng phần mềm mô phỏng chuột - Làm việc riêng lẻ hoặc cùng với bàn phím và chuột - Làm việc với ngón tay, kể cả ngón tay đeo găng, hoặc với bút stylus - Cho phép ta thực hiện các chức năng sau đây của chuột: nhấn phải, kích đúp, nhấn kéo-và-thả và nhấn trái.
Màn hình cảm ứng lắp thêm vào có thể giao tiếp với máy tính theo hai kiểu:
- Giao tiếp theo cổng nối tiếp (COM): làm việc với Windows 95 / 98 / ME / NT / 2000 / XP và Redhat 9.0 - Giao tiếp theo cổng USB: làm việc với Windows 98 / ME / 2000 / XP, Redhat 9.0 và các tuỳ chọn Macintosh OS 9.x - 10.3.1.
Màn hình cảm ứng lắp thêm vào được chào bán với một số kích thước khác nhau để thích ứng với nhiều cỡ khác nhau của màn hình máy tính. Vì vậy, khi lựa chọn màn hình cảm ứng cần chú ý: bề mặt của màn hình phải có kích thước rộng ít nhất cũng phải bằng vùng hiển thị của màn hình thông thường mà ta đang sử dụng. Màn hình cảm ứng có thể lớn hơn màn hình hiển thị, khi đó hệ thống vẫn làm việc tốt, nhưng nếu nhỏ hơn thì sẽ có vấn đề.
Màn hình cảm ứng lắp sẵn có thể chia thành hai loại chính, cụ thể là:
- Màn hình cảm ứng PC: có các cổng giao tiếp giống như PC, nhưng trên mặt màn hình lại gắn một cảm biến cảm ứng. Kích thước thường gặp của loại màn hình này từ 12 đến 19 inhxơ còn giá thành khá cao. - Màn hình cảm ứng kiểu bàn điều khiển hoặc giao diện người máy theo kiểu đồ hoạ. Kích thước màn hình thường cỡ 5-9 inhxơ. Trên hình 2 là một thí dụ về giao diện người-máy kiểu đồ hoạ, một sản phẩm của công ty Red Icon, với kích thước 7,7 inhxơ.
Màn hình cảm ứng kiểu bàn điều khiển thường được sử dụng trong điều khiển công nghiệp. Một kiểu giao diện người-máy khác cũng sử dụng màn hình cảm ứng được mô tả trên hình 3.
Đằng sau lớp vỏ bọc là rất nhiều bộ phận, linh kiện điện tử được lắp ráp rất phức tạp (xem hình 4). Một số đặc điểm của loại màn hình này có thể kể ra là:
Màn hiển thị đồ hoạ LCD với tính năng giao tiếp cảm ứng Đường chéo màn hiển thị 5-7 inhxơ Có cổng RS-485 để giao tiếp với PLC Kết nối được với hầu hết các PLC đang được lưu hành trên thị trường qua một cáp nối tiếp tới cổng lập trình. Nguồn nuôi 24 VDC.
Nhờ có cổng RS-485 mà các bàn điều khiển loại này có thể giao tiếp trực tiếp với PLC và càng trở nên hấp dẫn đối với các ứng dụng trong công nghiệp. Các thao tác như khởi động (start), dừng (stop), đóng ngắt rơle, bật/ tắt mô-tơ mà PLC phải thực hiện đều có thể tác động thông qua các phím.
Để giao tiếp với màn hình cảm ứng trước hết ta phải "thiết kế" một giao diện bằng một phần mềm mà nhà cung cấp giới thiệu, không có một phần mềm công cụ đa năng cho mục đích này mà mỗi nhà sản xuất đều có một chào hàng riêng. Trên hình 2 ở trên ta có thể nhận thấy các phím bấm được lập trình và thiết kế khá công phu. Để biết thêm về việc thiết kế một giao diện trên màn hình cảm ứng ta tìm hiểu một thí dụ mà có thể nhiều bạn đọc đã gặp là một giao diện người dùng trong trường hợp để điều khiển một máy chiếu hình (projector) dùng máy tính PC.
Các nút bấm ở hai bên chỉ cho ta khả năng giao tiếp với máy quét tài liệu (document camera), máy tính PC hoặc những thiết bị khác mà ta có thể cần đến. Một số nút bấm cho phép ta thao tác trực tiếp (chẳng hạn như máy quét tài liệu), trong khi các nút bấm khác lại đòi hỏi ta phải thực hiện thêm một số thao tác, chẳng hạn như khi nhấn nút âm lượng ta lại phải giao tiếp với màn hình thứ hai trong đó ta phải chỉ rõ hướng thay đổi âm lượng là tăng hay giảm và mức độ thay đổi âm lượng mà ta mong muốn.
Để lựa chọn nguồn tín hiệu đưa ra máy chiếu (chẳng hạn như từ máy quét tài liệu, vi đêô caxét VCR hoặc máy tính PC...) hoặc một trang màn hình điều khiển (chẳng hạn như độ sáng, âm lượng...) ta chỉ việc chạm tay nhấn vào phím bấm với tên tương ứng. Đôi khi, một phím bấm lại đòi hỏi một thao tác chạm nhấn thứ hai để làm cho nó được kích hoạt đầy đủ. Giao diện màn hình này được thiết kế để cho phép ta trở lại với một trạng thái không kích hoạt sau một khoảng thời gian nhất định nào đó, một loại "screen saver" và được kích hoạt lại khi nhấn vào bất cứ chỗ nào trên màn hình.
Trong một số trường hợp, cửa sổ của màn hình cảm ứng lại cần hạn chế người dùng truy cập bằng cách đặt mật khẩu. Để giao tiếp với phần đặt mật khẩu, ta đặt ngón tay vào một vùng nhỏ mà thường là ở góc bên phải phía trên của mặt điều khiển, khi đó thiết bị sẽ hỏi mật khẩu truy nhập.
Hãy xem kỹ phần bên trái phía dưới để biết thêm những thông tin về kích thước và những cấu hình đã được dựng sẵn. Trên màn hình dùng làm thí dụ, ta đang chọn dùng Document Camera. Cứ mỗi lần hệ thống máy chiếu được bật lên và ta đã sẵn sàng với các tài liệu, thì chỉ việc nhấn nút "Select the DOC CAM" ở lề bên trái của màn hình. Khi đó ở tâm của màn hình sẽ hiện lên những chỉ dẫn giúp ta lựa chọn, đồng thời cho phép ta bật nguồn cấp điện cho Doc Cam cũng như điều khiển đèn chiếu.
Tương tự, với các nguồn tín hiệu đa phương tiện, kiểu như viđêô caxét hoặc máy chiếu khung hình (slide projector), đều có thể được lựa chọn bằng cách nhấn vào một phím tương ứng trên màn hình. Nếu trong khi đang báo cáo, ta muốn sử dụng một máy tính để truy tìm tới một trang website, ta nhấn nút "Select the MAC" (hoặc "Select the PC"). Màn hình máy tính sẽ được chiếu lên trên màn. Mọi âm thanh do máy tính phát ra sẽ được nghe thấy trên hệ thống loa, tất nhiên là nếu máy chiếu không bật thì hệ thống loa cũng không có tiếng.
Cuối cùng xin lưu ý là: màu sắc, kích thước cũng như vị trí các phím giao tiếp trên màm hình cảm ứng đều có ảnh hưởng quyết định tới tính hấp dẫn đối với người giao tiếp nên cần được thiết kế một cách kỹ lưỡng. Đôi khi công việc này đòi hỏi người lập trình phải có đầu óc thẩm mỹ và cả sự cầu thị ý kiến góp ý của nhiều người. Có như vậy màn hình cảm ứng mới thực sự đóng góp vào việc thay đổi chất lượng của hệ thống điều khiển
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét