Touchpad, touchpad ( angl. touchpad : touch - touch, pad - pad) - polohovací (souřadnicové) vstupní zařízení , určené k ovládání kurzoru a zadávání různých příkazů počítači, telefonu nebo jinému elektronickému zařízení. Zadávání se provádí dotykem jednoho nebo více prstů na povrchu touchpadu.
Slovo " Touch Pad " je registrovaná ochranná známka společnosti Synaptics [1] .
Touchpad, stejně jako jiná ukazovací zařízení , se běžně používá k ovládání „ kurzoru “ nabídky (přenosná elektronika), „ ukazatele “ myši (počítače) nebo k nahrazení určitých kláves na klávesnici . Pohyby prstů na povrchu zařízení jsou převedeny na pohyby „kurzoru“ / „ukazatele“ na obrazovce. Dotyky na povrchu napodobují stisknutí tlačítek myši nebo klávesnice .
Touchpady lze umístit vedle klávesnic různých zařízení: počítače , notebooky , elektronické klávesnice hudebních nástrojů , mobilní zařízení.
Touchpady lze umístit na palubní desky domácích a průmyslových zařízení, mohou být vzdálené (vyrobené jako samostatná zařízení připojená k počítači přes PS/2 , USB , proprietární RMI nebo jiné), mohou být průhledné a umístěné na horní straně displeje (viz dotyk obrazovka ).
Citlivé povrchy touchpadu jsou nejčastěji vyrobeny ve formě obdélníku se zaoblenými rohy, ale existují i modely s povrchy jiných tvarů (například ve formě kruhu ). Povrch touchpadu obvykle nepřesahuje 50 m² . _
Výrobci si dlouho nemohli vybrat společný název pro touchpady různých designů. Byly použity termíny „glidepoint“, „dotykové vstupní zařízení“, „touchpad“, „trackpad“ a „polohovací zařízení“ [2] [3] [4] .
V roce 1982 vybavila firma Apollo Computer své počítače pracovních stanic klávesnicemi, na jejichž pravé straně byl umístěn touchpad [5] . O rok později dal Gavilan SC na své klávesnice touchpad .
V roce 1988 vynalezl George E. Gerpheide variaci touchpadu [6] .
V roce 1989 byl vyvinut touchpad pro počítače řady Psion MC 200/400/600/WORD [7] .
V roce 1994 Cirque Corporation ( anglicky ) vydala první touchpad, který se rozšířil a byl známý jako „GlidePoint“ [8] .
V květnu 1994 Apple Inc. používal "GlidePoint" touchpady v laptopech řady " PowerBook " [9] (viz foto ), nahrazoval jimi trackball . Po nějaké době začaly notebooky řady PowerBook a MacBook používat touchpady vyvinuté samotným Applem a nazývané „trackpady“.
Touchpady „GlidePoint“ používal ve svých produktech i Sharp [8] .
Synaptics brzy uvedl na trh touchpady známé jako „TouchPad“.
Touchpady "TouchPad" ve svých produktech používá společnost Epson [8] .
Od 90. let 20. století se touchpady používají u notebooků .
Alternativy touchpadu u notebooků jsou:
Zařízení obsahující jak touchpad, tak „ trackball “ jsou vzácná [10] .
Od svého vzniku se touchpad stal nejběžnějším zařízením pro ovládání ukazatele myši pro notebooky.
Činnost touchpadů je založena na měření elektrické kapacity mezi prstem a senzorem nebo mezi dvěma senzory. Kapacitní senzory jsou umístěny podél vertikální a horizontální osy touchpadu, což umožňuje určit polohu prstu s požadovanou přesností. Citlivým povrchem zařízení je mřížka ze dvou vrstev kovových vodičů, oddělených tenkou izolační vrstvou. Těsnění je z lavsanové fólie. Vodiče v jedné vrstvě jsou vzájemně rovnoběžné; vrstvy vodičů jsou uspořádány tak, že vodiče z jedné vrstvy jsou kolmé na vodiče z druhé vrstvy. Dvě vrstvy vodičů působí jako obložení a těsnění působí jako dielektrikum; Kondenzátory se tvoří v průsečíku kolmých vodičů.
Po zapnutí zařízení se mezi deskami kondenzátoru vytvoří elektrické pole. Začíná příprava zařízení k provozu. Mikrokontrolér přivede napětí na dva vodiče umístěné v různých vrstvách, změří odpor mezi nimi, uloží naměřenou hodnotu do paměti, poté zastaví přívod napětí a přivede napětí na další dva vodiče umístěné v různých vrstvách. To se opakuje, dokud mikrokontrolér nezměří a neuloží odpor mezi každou dvojicí vodičů umístěných v různých vrstvách.
Poté zařízení přejde do normálního provozu. Mikrokontrolér pokračuje v měření odporu mezi páry vodičů, ale nyní porovnává naměřené hodnoty s hodnotami uloženými v paměti. Jednou z charakteristik touchpadů je doba, za kterou mikrokontrolér stihne „měřit údaje ze všech senzorů“ ( perioda T nebo frekvence ν = 1/T ).
Lidské tělo je dobrý vodič. Když se prst přiblíží k citlivému povrchu, působí jako výstelka kondenzátoru; u kondenzátorů umístěných v blízkosti prstu se mění elektrické pole a podle toho i kapacita. Mikrokontrolér měří odpor mezi páry vodičů a porovnává naměřené hodnoty s hodnotami uloženými v paměti. Analýzou odchylek naměřených hodnot od uložených může mikrokontrolér určit souřadnice (X, Y) bodu dotyku a tlak (Z) vyvíjený na povrch. To je možné díky tomu, že čím větší tlak je vyvíjen na povrch nebo čím více prstů je blízko povrchu, tím větší je celková kapacita kondenzátoru tvořeného povrchem zařízení a prstem.
Kapacita mřížkových kondenzátorů je ovlivněna nejen prstem, ale také vnějšími elektrickými poli a dalšími fyzikálními jevy. V důsledku toho se kapacita neustále mění ( chvění , anglicky jitter ). K eliminaci jitteru naměřené hodnoty se používají algoritmy "filtrování". Algoritmy nahrazují prudké změny naměřených hodnot plynulými (smooth). Nejčastěji používaný jednoduchý algoritmus se nazývá algoritmus "průměrování okna". Podle tohoto algoritmu je hodnota aktuálních souřadnic určena zprůměrováním posledních dvou nevyhlazených hodnot [11] :
X aktuální = ( U nové + U předchozí ) / 2 ,kde:
Chcete-li zvýšit úroveň vyhlazení jitteru, použijte průměrování tří nebo více nových (právě naměřených a nevyhlazených) hodnot nebo použijte vážené algoritmy, například:
X aktuální = 1/2 U nové + 3/4 U předchozí .Změřením plné kapacity můžete určit stupeň tlaku, tedy třetí souřadnici Z. Pokud na citlivé ploše není žádný prst, je souřadnice Z nulová. Pro určení pohybu prstu zařízení řídí nárůst souřadnice Z nad určitou prahovou hodnotu, poté vypočítává změnu souřadnic X a Y, dokud se souřadnice Z nerovná nule, což odpovídá konci pohybu a odstranění prstu z citlivého povrchu zařízení. Získané hodnoty ΔX a ΔY se dále používají k pohybu ukazatele zobrazeného na obrazovce.
Pomocí programu ovladače lze možnosti touchpadu značně rozšířit, tyto funkce však musí podporovat samotný hardware touchpadu. Například je možné simulovat kliknutí myší , simulovat rotaci kolečka myši, používat gesta a multitouch .
Seznam některých funkcí:
Pohyb prstu po touchpadu k okraji citlivého povrchu a přidržení v jeho blízkosti lze vnímat jako gesto pro automatické posunutí „ukazatele“ v daném směru konstantní rychlostí.
Touchpad notebooku můžete deaktivovat stisknutím klávesové zkratky Fn+ Fxx, kde:
U některých notebooků je touchpad deaktivován samostatným tlačítkem.
Touchpady jsou zařízení s poměrně nízkým rozlišením . Rozlišení touchpadů je dostatečné pro hraní logických her, pro každodenní práci s kancelářskými aplikacemi a webovými prohlížeči , ale nestačí pro práci s grafickými programy a téměř znemožňuje hraní 3D stříleček .