CN104851340B - 一种四线电阻式触摸屏工作原理演示实验仪及其演示方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种四线电阻式触摸屏工作原理演示实验仪,包括带显示屏的电脑，四线电阻式触摸屏和USB控制卡，四线电阻式触摸屏通过USB控制卡与电脑连接后，可以控制电脑显示屏上的箭头指针；本发明还包括模拟触摸屏工作原理的装置，该装置包括设置在固定底座上的两个可变电阻装置，两个可变电阻装置的两端通过导线对应接入USB控制卡接口中，USB控制卡另一端接入电脑后，也可以控制电脑显示屏上的箭头指针。本发明还公开了所述实验仪的演示方法。利用本实验仪来进行四线电阻式触摸屏的工作原理的学习，对于学生来说更为直观、更易理解，可以使学生更清晰明了地理解四线电阻式触摸屏的工作原理及四线电阻式触摸屏中ITO的作用。
Description
技术领域
本发明属于物理实验教学技术领域，具体涉及一种四线电阻式触摸屏工作原理演示实验仪及其演示方法。
背景技术
触摸屏又称为“触控屏”、“触控面板”，是一种可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置，当接触了屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置，可用以取代机械式的按钮面板，并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。触摸屏作为一种最新的电脑输入设备，它是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式，它赋予了多媒体以崭新的面貌，是极富吸引力的全新多媒体交互设备。
四线电阻触摸屏，主要由柔性顶层，一层ITO(氧化铟锡)，一个空气隙，一层ITO构成。可以使用笔、手指、戴手套的手、信用卡等众多触摸介质，可以抵抗流质、食物和各种杂质，对各种污染具有非常强的适应性，拥有良好的稳定性和可靠性等特点，是轻便移动设备、个人助理、工业控制、医疗仪器等使用频率高，使用者明确的应用系统的最理想的输入装置。
目前尚未有关于四线电阻式触摸屏原理演示仪器的相关报道，也未见有相关教学演示方法的报道。由于四线电阻式触摸屏生产工艺复杂，集成度高且拆解易损坏，所以无法直接用于教学演示。
发明内容
本发明的目的在于提供一种四线电阻式触摸屏工作原理演示实验仪及其演示方法,它可以用于展示、学习四线电阻式触摸屏的工作原理。
本发明提供一种四线电阻式触摸屏工作原理演示实验仪，其技术方案是：包括带显示屏的电脑，四线电阻式触摸屏和四线电阻式触摸屏USB控制卡，四线电阻式触摸屏通过四线电阻式触摸屏USB控制卡与电脑连接后，可以控制电脑显示屏上的箭头指针；还包括模拟触摸屏工作原理的装置，该装置包括设置在固定底座上的两个可变电阻装置，两个可变电阻装置相互垂直放置，两个可变电阻装置的两端通过导线对应接入四线电阻式触摸屏USB控制卡接口中，四线电阻式触摸屏USB控制卡另一端通过接口接入电脑后，也可以控制电脑显示屏上的箭头指针。
优选的，可变电阻装置为滑动变阻器或电阻箱。
本发明还提供一种四线电阻式触摸屏工作原理演示实验仪的演示方法，使用上述四线电阻式触摸屏工作原理演示实验仪，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：通过USB控制卡将四线电阻式触摸屏和带显示屏的电脑连接，通过手指在四线电阻式触摸屏上滑动来控制电脑显示屏上的箭头指针；
步骤2：通过USB控制卡将模拟触摸屏工作原理的装置和带显示屏的电脑连接，通过移动两个可变电阻装置来控制电脑显示屏上的箭头指针，模拟触摸屏工作原理。
当可变电阻装置为滑动变阻器时，两个滑动变阻器上端各选择一个接线柱通过导线与一常开开关的两端相连接，两个滑动变阻器下端的四个接线柱通过导线，对应接入四线电阻式触摸屏USB控制卡接口中；采用常开开关，便于将两个滑动变阻器上端进行短时间的连接。
相应的，上述四线电阻式触摸屏工作原理演示实验仪的演示方法的演示步骤如下：
步骤1：通过USB控制卡将四线电阻式触摸屏和带显示屏的电脑连接，通过手指在四线电阻式触摸屏上滑动来控制电脑显示屏上的箭头指针；
步骤2：将两个滑动变阻器、常开开关、USB控制卡安装在固定底座上，两个滑动变阻器相互垂直放置；两个滑动变阻器上端各选择一个接线柱通过导线与常开开关的两端相连接，两个滑动变阻器下端的四个接线柱通过导线，对应接入USB控制卡接口中，USB控制卡另一端通过USB接口接入带显示屏的电脑；
步骤3：按下常开开关，滑动任一滑动变阻器或者同时滑动两个电阻器的滑片实现对电脑显示屏上的箭头指针的控制；改变任一滑动变阻器或者同时改变两个滑动变阻器的滑片的位置，使箭头指针指向电脑屏上指定的几个位置。
优选的，当两个可变电阻装置由两根电阻丝和用于固定电阻丝的两根绝缘杆组成时，两根绝缘杆相互垂直放置在长方形滑轨上，并可以沿相互垂直方向滑动；两根电阻丝固定在两根绝缘杆上；使下面绝缘杆上的电阻丝朝上，上面绝缘杆上的电阻丝朝下，且使得在没有按下上方绝缘杆时，两根电阻丝不接触，在按下上方绝缘杆时，两电阻丝交叉点接触；电阻丝两侧通过导线，对应接入四线电阻式触摸屏USB控制卡接口中。
优选的，两根电阻丝长度分别等于长方形滑轨的长和宽。
相应的，上述四线电阻式触摸屏工作原理演示实验仪的演示方法的演示步骤如下：
步骤1：通过USB控制卡将四线电阻式触摸屏和带显示屏的电脑连接，通过手指在四线电阻式触摸屏上滑动来控制电脑显示屏上的箭头指针；
步骤2：将可变电阻装置以及USB控制卡安装在固定底座上；两根绝缘杆相互垂直放置在长方形滑轨上，并可以沿相互垂直方向滑动，下面绝缘杆上的电阻丝朝上，上面绝缘杆上的电阻丝朝下，在没有按下上方绝缘杆时，两根电阻丝不接触，在按下上方绝缘杆时，两电阻丝交叉点接触；电阻丝两侧通过导线，对应接入USB控制卡接口中，USB控制卡另一端通过USB接口接入带显示屏的电脑；
步骤3：将两绝缘杆滑到任一位置，按下上方绝缘杆时两电阻丝交叉点处接触导通电路，实现对电脑显示屏上的箭头指针的控制，导通的交叉点相当于触摸四线电阻式触摸屏时的触摸点；改变任一绝缘杆或者同时改变两个绝缘杆的位置，使箭头指针指向电脑屏上指定的几个位置。
本发明的有益效果在于：采用两个可变电阻装置，分别模拟四线电阻式触摸屏上、下层的ITO膜，成本较低；且通过元器件的组合来展示、学习四线电阻式触摸屏的工作原理，对于学生来说更为直观、更易理解，可以使学生更清晰明了地理解四线电阻式触摸屏的工作原理及四线电阻式触摸屏中ITO的作用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为当可变电阻装置为滑动变阻器时，本发明演示实验的电路图；
图3为电阻丝及绝缘杆装置的截面图；
图4为当可变电阻装置由电阻丝、方形滑轨以及绝缘杆组成时，本发明演示实验的电路图；
附图标记说明：y方向可变电阻装置1、常开开关2、四线电阻式触摸屏USB控制卡3、x方向可变电阻装置4、固定底座5、y方向滑动变阻器6、x方向滑动变阻器7、电阻丝8、方形导轨9、绝缘杆10、导线11。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对四线电阻式触摸屏工作原理演示实验仪以及演示方法进行详细的介绍。
一种四线电阻式触摸屏工作原理演示实验仪，结构如图1所示，包括x方向可变电阻装置4、y方向可变电阻装置1、常开开关2、固定底座5和四线电阻式触摸屏USB控制卡3。两个可变电阻装置、常开开关2和四线电阻式触摸屏USB控制卡3均固定在固定底座5上；两个可变电阻装置沿X-Y坐标系垂直放置；常开开关2和四线电阻式触摸屏USB控制卡3均固定在由两个可变电阻装置围成的X-Y坐标系内，两个可变电阻装置的两端通过导线对应接入四线电阻式触摸屏USB控制卡3接口中，四线电阻式触摸屏USB控制卡3另一端通过USB接口接入电脑。其中，四线电阻式触摸屏USB控制卡为禾瑞亚科技有限公司的ETP-MB-R4502UPEG型USB控制卡。
在两个可变电阻装置导通时，实现对电脑相应位置进行点击操作。
实施例1
可变电阻装置为滑动变阻器；
通过四线电阻式触摸屏USB控制卡3将四线电阻式触摸屏和带显示屏的电脑连接，通过手指在四线电阻式触摸屏上滑动来控制电脑显示屏上的箭头指针；
将两个滑动变阻器、常开开关2、四线电阻式触摸屏USB控制卡3安装在固定底座5上，两个滑动变阻器相互垂直放置；两个滑动变阻器下端的四个接线柱通过导线按对应顺序接入四线电阻式触摸屏USB控制卡3接口中。两个滑动变阻器上端各选择一个接线柱通过导线与常开开关2的两端相连接，接法如附图2所示。将四线电阻式触摸屏USB控制卡3通过USB接口接入带显示屏的电脑；
按下常开开关2，滑动任一滑动变阻器或者同时滑动两个电阻器的滑片，实现对电脑显示屏上的箭头指针的控制；改变任一滑动变阻器或者同时改变两个滑动变阻器的滑片的位置，使箭头指针指向电脑显示屏上指定的几个位置。
实施例2
可变电阻装置由电阻丝8、方形滑轨9以及绝缘杆10组成时，电阻丝8固定在绝缘杆10上，电阻丝8两侧与导线11相连，如附图3所示；
通过四线电阻式触摸屏USB控制卡3将四线电阻式触摸屏和带显示屏的电脑连接，通过手指在四线电阻式触摸屏上滑动来控制电脑显示屏上的箭头指针；
将可变电阻装置以及USB控制卡3安装在固定底座上，两根绝缘杆10相互垂直放置在方形滑轨9上，并可以沿相互垂直方向滑动；下面绝缘杆10上的电阻丝8朝上，上面绝缘杆10上的电阻丝8朝下，使得在没有按下上方绝缘杆10时，两根电阻丝8互不接触，在按下上方绝缘杆10时，两电阻丝8交叉点接触；电阻丝8两侧通过导线11，对应接入四线电阻式触摸屏USB控制卡3接口中，四线电阻式触摸屏USB控制卡3另一端通过USB接口接入显示屏的电脑，接法如附图4所示；
将两绝缘杆10滑到任一位置，按下上方绝缘杆10时两电阻丝8交叉点处接触并导通电路，实现对电脑显示屏上的箭头指针的控制；改变任一绝缘杆10或者同时改变两个绝缘杆10的位置，使箭头指针指向电脑显示屏上指定的几个位置。
通过对比四线电阻式触摸屏和四线电阻式触摸屏工作原理实验仪的演示方法可以看出，在教学领域用四线电阻式触摸屏工作原理实验仪代替四线电阻式触摸屏是可行的。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种四线电阻式触摸屏工作原理演示实验仪，包括带显示屏的电脑，四线电阻式触摸屏和四线电阻式触摸屏USB控制卡，四线电阻式触摸屏通过四线电阻式触摸屏USB控制卡与电脑连接后，可以控制电脑显示屏上的箭头指针；其特征在于，还包括模拟触摸屏工作原理的装置，该装置包括设置在固定底座上的两个可变电阻装置，两个可变电阻装置的两端通过导线对应接入四线电阻式触摸屏USB控制卡接口中，四线电阻式触摸屏USB控制卡另一端通过USB接口接入电脑后，也可以控制电脑显示屏上的箭头指针；所述两个可变电阻装置相互垂直放置；所述两个可变电阻装置包括：两根电阻丝、用于固定电阻丝的两根绝缘杆；两根绝缘杆相互垂直放置在长方形滑轨上，并可以沿相互垂直方向滑动；下面绝缘杆上的电阻丝朝上，上面绝缘杆上的电阻丝朝下；在没有按下上方绝缘杆时，两根电阻丝不接触，在按下上方绝缘杆时，两电阻丝交叉点接触；电阻丝两侧通过导线，对应接入四线电阻式触摸屏USB控制卡接口中。
2.如权利要求1所述的四线电阻式触摸屏工作原理演示实验仪，其特征在于，所述模拟触摸屏工作原理的装置还包括一个常开开关，所述可变电阻装置替换为滑动变阻器；所述两个滑动变阻器上端各选择一个接线柱通过导线与常开开关的两端相连接，两个滑动变阻器下端的四个接线柱通过导线，对应接入四线电阻式触摸屏USB控制卡接口中。
3.如权利要求1所述的四线电阻式触摸屏工作原理演示实验仪，其特征在于，所述两根电阻丝长度分别等于长方形滑轨的长和宽。
4.一种四线电阻式触摸屏工作原理演示实验仪的演示方法，使用权利要求1中描述的四线电阻式触摸屏工作原理演示实验仪，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：通过USB控制卡将四线电阻式触摸屏和带显示屏的电脑连接，通过手指在四线电阻式触摸屏上滑动来控制电脑显示屏上的箭头指针；
步骤2：通过USB控制卡将模拟触摸屏工作原理的装置和带显示屏的电脑连接，通过移动两个可变电阻装置来控制电脑显示屏上的箭头指针，模拟触摸屏工作原理。
5.一种四线电阻式触摸屏工作原理演示实验仪的演示方法，使用权利要求2中描述的四线电阻式触摸屏工作原理演示实验仪，其特征在于：
演示步骤如下：
步骤1：通过USB控制卡将四线电阻式触摸屏和带显示屏的电脑连接，通过手指在四线电阻式触摸屏上滑动来控制电脑显示屏上的箭头指针；
步骤2：将两个滑动变阻器、常开开关、USB控制卡安装在固定底座上，两个滑动变阻器相互垂直放置；两个滑动变阻器上端各选择一个接线柱通过导线与常开开关的两端相连接，两个滑动变阻器下端的四个接线柱通过导线，对应接入USB控制卡接口中，USB控制卡另一端通过USB接口接入带显示屏的电脑；
步骤3：按下常开开关，滑动任一滑动变阻器或者同时滑动两个电阻器的滑片实现对电脑显示屏上的箭头指针的控制；改变任一滑动变阻器或者同时改变两个滑动变阻器的滑片的位置，使箭头指针指向电脑屏上指定的几个位置。
6.如权利要求4所述的四线电阻式触摸屏工作原理演示实验仪的演示方法，其特征在于：
所述可变电阻装置由两根电阻丝、两根绝缘杆和长方形滑轨构成，演示步骤如下：
步骤1：通过USB控制卡将四线电阻式触摸屏和带显示屏的电脑连接，通过手指在四线电阻式触摸屏上滑动来控制电脑显示屏上的箭头指针；
步骤2：将可变电阻装置以及USB控制卡安装在固定底座上；两根绝缘杆相互垂直放置在长方形滑轨上，并可以沿相互垂直方向滑动，下面绝缘杆上的电阻丝朝上，上面绝缘杆上的电阻丝朝下，在没有按下上方绝缘杆时，两根电阻丝不接触，在按下上方绝缘杆时，两电阻丝交叉点接触；电阻丝两侧通过导线，对应接入USB控制卡接口中，USB控制卡另一端通过USB接口接入带显示屏的电脑；
步骤3：将两绝缘杆滑到任一位置，按下上方绝缘杆时两电阻丝交叉点处接触导通电路，实现对电脑显示屏上的箭头指针的控制；改变任一绝缘杆或者同时改变两个绝缘杆的位置，使箭头指针指向电脑屏上指定的几个位置。
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