ДомойТехноЯк працює стилус для смартфона і навіщо він потрібен

Як працює стилус для смартфона і навіщо він потрібен

Author

Date

Category

Сучасний стилус для смартфона або планшета — це багатофункціональне електронне перо для управління та навігації. Стилуси використовують і з іншими пристроями, включно з навігаторами, дисплеями ноутбуків і моноблоків. Існують ситуації, коли це пристосування просто необхідне. Як працює стилус для смартфона, навіщо він потрібен і чим відрізняються моделі — про це далі.

Як сенсорний екран сприймає дотики і як влаштовані стилуси

Ми вже писали про те, як працює сенсорний екран смартфона, тому повторюватися не будемо, але в цьому матеріалі розповімо про різновиди екранів і стилуси для них. Принцип роботи стилуса і його можливості взаємопов’язані з типом сенсорного екрана. Від цього залежить і сумісність.

Стилуси для резистивних сенсорних екранів

У старих «доайфонівських» телефонах використовувався резистивний дисплей. Саме натискання і продавлювання плівки-мембрани під пальцем або стилусом визначало координати, тому що відбувалося зіткнення зі зчитувальною підкладкою. Тобто потрібно було дійсно натискати на символи і значки на екрані — фізичний вплив обов’язковий. Такі екрани використовувалися в найперших смартфонах, у комплекті яких майже завжди був стилус — по-іншому нормально користуватися гаджетом було практично неможливо.

Резистивні сенсорні екрани ще використовують, але вже не з таким розмахом. Наприклад, у деяких смартфонах або планшетах, побутовій техніці, електронних книгах. Головна проблема — немає підтримки мультитачу. Крім того, потрібно прикладати хоча б мінімальні зусилля, щоб система коректно розпізнавала введення.

Пасивні ємнісні стилуси

Сучасна альтернатива — ємнісний сенсорний екран. Існує кілька різновидів цього рішення. Це зовсім інша технологія, де вже нічого не потрібно продавлювати: фізичне натискання не потрібне — досить торкання.

Суть технології зводиться до того, що сам дисплей генерує електричне поле за рахунок мережі вбудованих електродів, які подають слабкий змінний струм. При торканні пальцем, відбувається витік струму, адже людське тіло працює як провідник електрики. Формується конденсатор. Контролер відстежує точки, де потенціал стає меншим за базовий потенціал електродів. Таким чином зміни ємності допомагають визначити наявність контакту та його координати.

Найпростіші стилуси для ємнісних сенсорних екранів — ємнісні палички, пасивні ємнісні стилуси — імітують людський палець і мало чим відрізняються від пера для резистивних сенсорних екранів. У цьому випадку наконечник стилуса і руку користувача з’єднують за допомогою струмопровідних матеріалів. Найпростіші пристосування в домашніх умовах може зробити кожен.

Переваги пасивних ємнісних стилусів:

  • простота;
  • універсальність;
  • низька ціна;
  • немає джерела живлення;
  • легко знайти заміну.

У таких рішень є і цілий список проблем.

  1. Немає підтримки на програмному рівні. Система може не бачити стилуса, сприймаючи дотики, як дотик пальців.
  2. Мінімальна функціональність.
  3. Велика пляма контакту.
  4. Орієнтація на дотик, але не на малювання.
  5. Додатковий опір рухам (у більшості випадків). Це залежить від матеріалу наконечника.

Активні ємнісні стилуси

На відміну від пасивних, тут є своє джерело живлення, яке передає заряд на наконечник, який може бути дуже тонким — як у ручки або олівця. Як і в звичайному ємнісному сенсорному екрані, тут встановлена мережа електродів, але їх набагато більше. Це необхідно, щоб точно визначати координати торкання.

Як джерело живлення використовуються батарейки або вбудований акумулятор. У першому випадку можна поставити іншу батарейку після вичерпання ресурсу, але через це аксесуар важчий. Вбудований акумулятор замінити не вийде, але вони служать дуже довго, якщо дотримуватися правил експлуатації. Такі стилуси менші, легші та дорожчі. Яскравим прикладом можна назвати Apple Pancil. Вбудоване джерело живлення відкриває величезні можливості. Виробники можуть встановлювати складну електроніку, а це відбивається на функціональності пристосування.

Індукційно-ємнісні стилуси

А тепер трохи чарівництва. Є ще одна цікава технологія, яка в темні доайфонівські часи використовувалася з графічними планшетами. Смартфон може зовсім не мати сенсорного дисплея, але підтримуватиме керування стилусом. Як це можливо? За допомогою індукційно-ємнісних стилусів та екранів.

Щоб технологія працювала, під дисплеєм встановлена антена, що складається з безлічі осередків, а в самому стилусі є передавач. Антена посилає сигнал, і, отримуючи відповідь від передавача, визначає положення цифрового пера в просторі. Для цього контролер смартфона оцінює силу сигналу кожної комірки.

Це дає змогу зовсім виключити контакт з екраном. Наприклад, якщо покласти на дисплей смартфона пластиковий аркуш, поводити по ньому і прибрати, всі дії будуть виконані. «Сила» пальця в цьому фокусі не допоможе, але з індукційно-ємнісним стилусом проблем не виникне.

В аксесуарі може бути встановлене джерело живлення у вигляді батарейки або акумулятора, але найчастіше схема живиться від смартфона за допомогою бездротової зарядки. У справу вступає технологія електромагнітного резонансу: Electro-Magnetic Resonance (EMR). Це рішення реалізовано в Samsung S Pen, HP Active EMR Pen, аналогах Microsoft, більшості графічних планшетів і навіть у деяких ноутбуках.

Принцип взаємодії можна описати так:

  1. Під екраном розташована антена, а точніше мережа. Смартфон генерує слабке електромагнітне поле в радіусі 1-2 см від екрана.
  2. Усередині стилуса встановлена індукційна котушка. При попаданні в зону дії електромагнітного поля виробляється струм.
  3. Енергія спрямовується на основні елементи, поки аксесуар перебуває поблизу смартфона.

Відсутність окремого джерела живлення обмежує можливості начинки, тому функціональність нижча, ніж у активних ємнісних стилусів. Зате ціна більш доступна.

Лідером у цьому напрямку є Wacom, відома дизайнерам за графічними планшетами, але зараз є й інші компанії, які досягли успіху в цьому напрямку. Якщо використовується EMR-панель і стилус, то розробники компанії практично напевно доклали до цього свої руки. Наприклад, Samsung S Pen, планшети Microsoft першого і другого покоління.

Усередині активного або індукційно-ємнісного стилуса знаходяться мініатюрні плати, на яких встановлені різні елементи: Bluetooth-модуль, акселерометр, гіроскоп, джерело живлення. Робота майже ювелірна.

Вбудована електроніка серйозно розширює функціональність гаджета. Наприклад, контролер розпізнає кут нахилу, на аксесуарі може бути кнопка стирання або ластик на протилежному боці від наконечника.

Наконечники та рівні тиску

Сучасні високотехнологічні стилуси підтримують різну силу натискання. Що сильніше тиснеш — то товстіша лінія. Це точніше повторює роботу олівця, пензля та інших образотворчих інструментів. Пристрій може розпізнавати, наприклад, 2048, 4096 або 8192 рівнів натискання. За це відповідає окремий вузол, який пов’язаний з наконечником.

Контролер стилуса визначає натискання завдяки змінам індуктивності системи. Наприклад, у Samsung S Pen використовується розімкнутий сердечник, між частинами якого встановлена еластична мембрана. При натисканні на наконечник відстань між частинами сердечника скорочується, що вносить зміни в електромагнітне поле.

Схожий підхід використовується в аксесуарах інших брендів. Зміни в схемі відстежує внутрішній контролер перед передачею сигналу смартфону. Сам же наконечник може бути різним.

Залежно від призначення пристосування використовуються такі матеріали:

  1. Губка. Це м’який, чуйний і недорогий матеріал. Шкода тільки, що недовговічний.
  2. Гума. Універсальне рішення. Має середні технічні характеристики і хорошу довговічність.
  3. Пластик. Найкращий варіант, який використовується в моделях верхнього цінового сегмента. Окремо варто виділити улюблений ентузіастами фторопласт.
  4. Струмопровідні волокна. Це варіант виключно для малювання, адже навіть візуально наконечник нагадує пензель.

У більшості випадків наконечники є знімними. Це дає змогу замінити деталь у разі зносу. У комплектації може бути кілька наконечників або ж вони можуть продаватися окремо. Наприклад, м’які або жорсткі наконечники.

Чим відрізняються дорогі стилуси від дешевих

Ось ми плавно і підійшли до головного питання. Чи варто платити більше за Samsung S Pen, Apple Pencil 1/2, Huawei M-Pencil і продукти інших великих виробників електроніки або ж це безглузда переплата за бренд? Відповідь, насправді, не очевидна. Розберемо по пунктах.

На перший план виходить сумісність . Ми з’ясували, що існує кілька основних видів сенсорних екранів, при цьому в сумісних зі стилусом смартфонах по-різному реалізовано взаємодію. Зверніть увагу, що цифрові пір’я різних брендів не взаємозамінні. Ба більше, навіть у рамках однієї лінійки конкретного виробника сумісність не завжди є. Наприклад, у пристроїв різного покоління розробники могли по-різному реалізувати взаємодію.

Зрозуміло, якщо пристрій не підтримує роботу з активними або індукційними стилусами, то немає сенсу переплачувати — досить вибрати універсальний аксесуар. Якщо фірмовий стилус загубився, але немає можливості знайти/придбати оригінальне пристосування, то часто вибір падає на недорогі ємнісні палички. Проблема в тому, що вони не кріпляться на корпусі смартфона або у відсіку для стилуса — просто не поміщаються. У цьому разі можна взяти універсальний стилус на ланцюжку з кільцем, і носити його з ключами або пристебнути до чогось ще.

Чи доцільно? Якщо стилус використовується як елемент стилю або ж для вирішення спеціалізованих завдань (малювання, письмо, робота через смартфон), то так. Пристосування заощаджуватиме час і нерви, роблячи взаємодію комфортнішою. Як уже говорилося, деякі дії не можна так само добре виконати пальцем.

І найголовніше. Програмне забезпечення. Встановити електроніку в аксесуар — мало, треба ще грамотно налагодити роботу. Ось чому стилуси провідних виробників смартфонів відрізняються за своїми можливостями — справа не тільки в апаратній частині та принципах роботи, а й у ПЗ. У таких стилусах є своя прошивка, не кажучи вже про зміни в операційній системі самого девайса. Коли ОС розпізнає аксесуар, активується спеціальний режим. Наприклад, зростає частота дискретизації, з’являється можливість налаштувати перо і задати додаткові функції.

Моделі сторонніх виробників могли бути симбіозом ємнісної палички і пульта (Bluetooth-підключення), але в цьому випадку система працює інакше. Деякі китайські ноунейм виробники стилусів роблять свої прошивки на основі офіційних, щоб система розпізнавала аксесуар. Наскільки це легально — інше питання. Коректність роботи під питанням. Є, зрозуміло, і ліцензовані виробники.

Чого не можна зробити без стилуса

Почнемо з найпростішого й найочевиднішого — малювання. Електронне перо зручно сидить у руці та дає змогу робити точніші рухи по екрану. Ескізи, креслення, підписи і просто малюнки для душі — все це можна зробити стилусом, коли паперу немає під рукою. А ще аксесуар розширює можливості роботи з документацією, таблицями, сервісами і навіть деякими іграми.

Натхнення може прийти несподівано. Дорогою до робочого місця геніальна ідея може вже випаруватися. Творчі люди знають, як часто це буває. Смартфон завжди під рукою, тому до справи можна приступити невідкладно. Крім графічних дизайнерів, малювати подобається дорослим і дітям. Можна зробити малюнок на фото. Результат уже перебуває в цифровому вигляді. Його можна зберегти, перенести в хмару або відразу відправити комусь.

На екрані смартфона можна робити нотатки і навіть вести повноцінні конспекти. Можливості залежать від ПЗ. Наприклад, за допомогою системи розпізнавання символів рукописний текст можна перетворити на друкований. Функція поки не знайшла широкого поширення і підтримує обмежену кількість мов. Для обробки використовуються інтелектуальні алгоритми і нейромережі.

Виділяти фрагменти тексту пальцем не так зручно. Крім того, можна відразу викликати додаткові функції, як-от переклад або копіювання. Виділивши область, можна швидко зробити скріншот. Ті, хто працюють і спілкуються в соціальних мережах за допомогою телефонів однозначно оцінять ці можливості.

Стилусом можна не тільки водити по екрану, а й взаємодіяти зі смартфоном на невеликій відстані за допомогою жестів і кнопок. У таких випадках аксесуар замінює пульт. Пристосування можна використовувати для керування камерою, перегортання фото в галереї. Це може стати в нагоді в робочих цілях. Наприклад, для проведення презентацій. Є ще багато цікавих функцій, реалізованих в окремих моделях. Поділитися ними можна в коментарях.

Linda Barbara

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Vestibulum imperdiet massa at dignissim gravida. Vivamus vestibulum odio eget eros accumsan, ut dignissim sapien gravida. Vivamus eu sem vitae dui.

Recent posts

Recent comments