Активный стилус для андроид принцип работы

Обзор активного стилуса Adonit Dash 2

Adonit Dash 2 — стилус для емкостных экранов в формате полноразмерной шариковой ручки. Совместим со всеми современными телефонами и планшетами. По сравнению с обычными недорогими стилусами, он обладает очень тонким и точным наконечником, но требует зарядки, так как работа тонкого наконечника обеспечивается электричеством.

В данной заметке я делюсь первыми впечатлениями от стилуса в паре с телефоном OnePlus 3, а также сравниваю его с S-Pen — стилусом серии смартфонов Samsung Note, выполненным по технологии Wacom.

Предыстория

Я большой поклонник стилусов. В прошлом году мой верный Samsung Note 2 «устал», попытки взбодрить его провалились. Я надеялся заменить его на Note 7, даже два месяца ходил с кнопочным аппаратом, ожидая поступления Note 7 в продажу. Не сложилось, пришлось купить смартфон без стилуса — OnePlus 3.

Жизнь без стилуса была не жизнь! Adonit Dash 2 попал в мой вишлист с момента анонса, но в России он не был доступен. Заказывать из-за границы я не спешил из-за традиционного предновогоднего завала на почте. Моя супруга Катя нашла магазин в Москве, куда сабж должен был поступить в продажу 31-го декабря. Она cъездила за ним перед самым новым годом с дачи в Москву и обратно — и сделала мне сюрприз!

Так я стал счастливым обладателем Adonit Dash 2, вероятно, одним из первых в России. Спешу поделиться впечатлениями.

Описание

Adonit Dash 2 — стилус в формате полноразмерной шариковой ручки и на первый взгляд неотличим от нее.

Особенности (от производителя)

Характеристики

От предыдущей модели, Adonit Dash, сабж отличается формой индикатора (полоска вместо точки), «топовым» наконечником Pixelpoint, а также переработанными начинкой и дизайном.

Принцип работы

Обычные пассивные стилусы имитируют палец: для срабатывания им нужна достаточная площадь контакта с экраном. Без технических ухищрений, сделать наконечник меньше невозможно — он просто перестанет работать.

Для решения проблемы используется электричество: наконечник стилуса выступает в роли отрицательного полюса батарейки, благодаря чему эмкостный сенсор способен обнаружить касание на гораздо меньшей площади.

Наконечник Dash 2 активен не постоянно. Во-первых, стилус нужно включить нажатием на кнопку на торце. Во-вторых, наконечник чувствителен к нажатию (без градации), и ток подается только при касании.

Таким образом, для письма недостаточно просто коснуться экрана кончиком стилуса. Нужно прикладывать небольшое усилие.

Стилус Samsung S-Pen можно было отрегулировать, и я выставлял его на очень высокую чувствительность: малейшее прикосновение к экрану вызывало срабатывание. Его можно было сравнить с письмом фломастером по бумаге. Adonit Dash 2 не регулируется и ощущается как шариковая ручка: нужно слегка, совсем чуточку надавливать.

Наконечник Dash 2 имеет микролюфт, который ощутим при прикосновении к экрану. Это может вызывать ложное ощущение срабатывания. Чтобы избежать этой проблемы, мне пришлось переучиться с легких, нежных прикосновений на уверенные, резкие нажатия.

Я ожидал, что надавливание будет плохо срабатывать при значительном наклоне, но это не так. Стилус уверенно срабатывает, даже если держать его под углом.

Точность работы

Точность Adonit Dash 2 чрезвычайно высока. На своем пятидюймовом смартфоне я использую очень мелкий масштаб и размер шрифта, и стилус позволяет мне поставить курсор-каретку точно туда, куда я хочу, между двумя определенными буквами.

Выделять текст, перетаскивая эти проклятые пупырышки, также не составляет труда! (слезы счастья)

Предыдущие модели стилусов Adonit имели недостаток: при рисовании горизонтальные и вертикальные линии получались ровными, а диагональные — волнистыми. В этом плане у Dash 2 всё в полном порядке, по крайней мере, на моем OnePlus 3. Похоже, производитель поработал над ошибками.

К слову, у моего смартфона на экран наклеена заводская пленка, и она никак не мешает работе стилуса.

Не пригоден для рисования и рукописного текста 🙁

У сабжа сразу обнаружилась проблема с рисованием и рукописным текстом: стилус «проглатывает» мелкие движения, из-за чего колечки в буквах превращаются в «шишечки».

Вот попытка написать «Однажды в студеную зимнюю пору» привычными для письма по бумаге движениями в приложении INKredible:

Тем не менее, приложение Google Handwriting Input, заменяющее экранную клавиатуру, распознает такой рукописный текст безошибочно. Также сабж должен отлично справляться с вводом иероглифов.

Проблема мелких движений касается и рисования. Крупные линии через весь экран получаются хорошо, но нарисовать мелкие детали невозможно. Веорятно, на планшете эта проблема стоит не так остро, благодаря большей площади экрана, но на смартфоне, даже «лопате», Adonit Dash 2 рисовать не позволяет.

Ввод текста на экранной клавиатуре чрезвычайно хорош, но имеет недостаток

Впечатления от печати на экранной клавиатуре крайне положительные. Благодаря полноценному размеру стилуса, печатать очень удобно. Точность и скорость набора — на высоте.

По сравнению с S-Pen, нужно приноровиться к стилю работы: из-за того, как устроен наконечник, мне пришлось переучиться с легких касаний на отрывистые, резкие постукивания по экранным клавишам. Такой стиль печатания весьма приятен.

Однако и с экранной клавиатурой меня поджидала ложка дегтя: стилус время от времени допускает ложные двойные нажатия. Если приноровиться резко отрывать стилус от экрана после каждого тыка, двойные срабатывания становятся реже, но полностью избавиться от них мне не удалось.

В среднем, получается примерно одно удвоение символа на абзац текста. 🙁

Зарядка

Производитель заявляет 14 часов непрерывного использования.

Время автономной работы я не проверял по очевидной причине: пользоваться стилусом 14 часов подряд крайне затруднительно.

В комплекте идет пластиковый донгл-зарядка, который почему-то с трудом входит в USB-разъем. Стилус ставится на него перпендикулярно и фиксируется очень мощным магнитом. Если случайно задеть стилус рукой, он возвращается в исходное положение.

Я бы предпочел подключать стилус шнуром при помощи разъема MicroUSB или USB C: нет риска потерять уникальную зарядку, нет риска случайно сбить стилус, прервав зарядку.

Достоинства и недостатки

Достоинства

Недостатки

Достоинства по сравнению с Samsung S-Pen

Недостатки по сравнению с S-Pen

Заключение

Компании Adonit не удалось сделать идеальный стилус. Однако следует понимать, что фирма пытается выпустить аксессуар к устройствам, производители которых в принципе не предусматривают существование аксессуаров этого типа! Инженерам Adonit приходится искать выход и идти на компромиссы, и, по сравнению с предыдущими попытками изготовить активный стилус, прогресс весьма значителен.

Недостатки Adonit Dash 2, безусловно, разочаровали. Если вам нужен стилус для рисования, придется раскошелиться на специализрованный планшет: Apple iPad Pro или Samsung Galaxy Tab A 10.1.

Тем не менее, сабж навсегда обосновался в моем кармане. Он делает повседневную работу со смартфоном: вэб-серфинг, набор сообщений, использование приложений и игры — гораздо удобнее и приятнее.

Кроме того, вряд ли на данный момент существует более совершенный универсальный стилус. Может быть, Genius Touch Pen составит достойную конкуренцию, но на момент написания статьи он отсутствовал в продаже.

На Amazon можно найти несколько активных стилусов неизвестных брендов, но доверия к ним у меня нет: вряд ли эти производители потратили хотя бы десятую часть времени на RnD , по сравнению с Adonit.

PS Стилус протестирован с фаблетом OnePlus 3. На другом устройстве сабж может проявить себя лучше или хуже.

PPS Опечатки и исправления пишите, пожалуйста, в личку. Плюсы в топик и в карму приветствуются, но всегда остаются на ваше усмотрение.

Источник

Как работает стилус Galaxy Note

С первого дня пользования меня очень интересовал вопрос — как же на обычном емкостном экране, которые воспринимает только определенную площадь прикосновения удалось добиться работы тонкого стилуса, да еще с кнопкой и несколькими степенями нажатия?

В этой статье я попытаюсь ответить на этот вопрос, рассказав немного об интересных технических решениях, примененных в этом телефоне.

Для начала вспомним теорию.

Емкостный экран определяет точку касания по току утечки при заряде конденсатора, в роли одной обкладки которого выступает экран телефона а другой — тело человека. На обратную сторону стекла в вашем смартфоне нанесены тонкие линии из прозрачного проводящего материала(их можно увидеть, если посмотреть под определенным углом на экран при хорошем освещении).

Емкостный сенсор: мини-конденсаторы(в виде буквы Н) и проводники между ними.

Контроллер сенсорного экрана много раз в секунду заряжает и разряжает эти конденсаторы ограниченным током, каждый раз замеряя емкость каждого из них, и сравнивая ее со стандартной емкостью, записанной в памяти. Как только вы прикасаетесь пальцем к стеклу, вы становитесь такой большой обкладкой конденсатора, которую можно зарядить.
Естественно, для этого потребуется энергия, за которой зорко следит контроллер. Как только он обнаруживает, что какая-либо ячейка начинает потреблять много энергии (много — это по сравнению с обычным потреблением, но даже для обычного светодиода это крохи), что при ограниченном токе оборачивает увеличением времени заряда — он понимает, что к стеклу чем-то прикоснулись.

На основании информации от нескольких конденсаторов можно вычислить по достаточно сложным формулам место и площадь касания. Или нескольких касаний, количество одновременно определяемых касаний ограничено только контроллером и размерами экрана(очень трудно вместить 20 пальцев на экране в 3″).

Такая технология имеет ряд ограничений. По нескольким причинам, таких как невозможность расположить элементы достаточно плотно(уменьшается прозрачность), ограниченной проводимости стекла, и необходимости отсекать помехи от случайных касаний, наводок, грязи на экране и т.п. пришлось довольствоваться минимальной площадью касания 5х5 мм.
К тому же, объект, который касается экрана, должен иметь достаточную собственную емкость, сравнимую с емкостью человеческого тела. Что мы получаем в итоге? Невозможность пользоваться в перчатках(большинство из них обладают достаточно большим сопротивлением, чтобы уменьшить ток утечки до минимума, который не определяется контроллером), необходимость в крупных стилусах, которые обязательно должны быть связаны гальванически с телом пользователя(поэтому большинство из них имеют металлический корпус).

Какие же системы ввода работают с стилусами, могут различать силу нажатия, и имеют отличную точность? Это электромагнитно-антенные системы, которые используются в подавляющем большинстве графических планшетов

Графический планшет Wacom со стилусом:

Принцип их работы тоже не запредельно сложен — стилус передает(сигнал) на определенной частоте, а антенна внутри планшета принимает. Контроллер может узнать точное положение благодаря хитрой форме антенны, а информация о давлении на стилус передается частотой или кодовыми посылками.

Хитрая антенна внутри графического планшета:

Точно такая же система реализована внутри Galaxy Note(как I, так и II). Сверху находится стекло, на обратной стороне которого — емкостный сенсор, под ним — экран, а под ним — приемно-передающая антенна для стилуса.
Вот, чтоб было понятнее — я нарисовал картинку.

А вот и контроллер сенсорного экрана от Wacom(синий) который заведует всем этим хитрым хозяйством, и шлейф к антенне(зеленый):

Однако, примерного описания технологии вовсе недостаточно для удовлетворения моего любопытства. Еще бы чуть-чуть, и я бы решился разобрать стилус, но нашел сайт товарища microsin-a, который уже сделал это. Фотографии разобранного стилуса принадлежат ему.
Вот как оно выглядит сбоку:

Часть корпуса снята наждачной бумагой. Батареек нет, следовательно перо питается от экрана. Приемно-передающая катушка ближе:

А вот уже без корпуса:

И плата:

Схема очень простая, в какой-то мере даже «топорная». Но красивая и без излишних усложнений.

Простейший колебательный контур с изменяемой резонансной частотой. Частоту можно изменить либо изменением емкости(дополнительный конденсатор подключается через кнопку, и соответственно, реагирует на ее нажатие), либо через изменение индуктивности — за счет изменения расстояния между двумя частями сердечника, на котором намотана катушка.

А расстояние изменялось из-за давления на кончик стилуса — оно передавалось на мягкую силиконовую прокладку, и приводило к изменении ее формы, а следовательно и зазора.
Да что я рассказываю, у меня фотка есть:

Оно самое, 1 — кольцо-прокладка, 2 — вторая часть сердечника, 3 — наконечник.
Наконечник тоже состоит из двух частей — пластиковой опоры и фторопластового наконечника:

Что интересно — стилусу с такой конструкцией не нужен экран как таковой, для определения касания — его достаточно поднести к экрану и нажать на кончик пальцем, и контроллер все равно зарегистрирует нажатие.
Если закрепить кончик стилуса скотчем — можно рисовать взмахами, не притрагиваясь к экрану.

Итак, давайте подытожим.

Антенна-сетка, расположенная под экраном, генерирует импульсы с определенной частотой(судя по прикидкам — десятки килогерц), на картинке они обозначены как несущая частота — оранжевая стрелка. Эти импульсы принимает катушка индуктивности, расположенная в стилусе, которая входит в состав колебательного контура. Контур устроен таким образом, что после его «раскачки» он способен некоторое время колебаться сам, на своей резонансной частоте, постепенно тратя запасенную энергию на нагрев и излучение. Конечно, нагрев там минимальный, на доли градуса, как и излучение, которое ослабевает уже в нескольких сантиметрах. Но и энергии тоже тратится мало, над эффективностью наверняка поработали немало.
Колебательный контур, чья резонансная частота зависит от индуктивности катушки(которая, в свою очередь, зависит от положения наконечника), и от емкости конденсаторов, входящих в состав(она зависит от нажатия кнопки), излучает на этой частоте, которая принимается чем угодно той же антенной, и наводит в ней ток.

Теперь в антенне телефона пульсирует ток со сложной формой, состоящий из двух частот — точной «передающей» и меняющейся в зависимости от состояния стилуса «приемной». Более того, в некоторых точках антенны напряженность приемного поля выше — там где стилус ближе всего к поверхности экрана. Контроллер определяет эту точку, находит ее центр(это и будет место прикосновения стилуса), потом фильтрует «передающую» частоту, и получает после обработки состояние стилуса — давление на перо и статус кнопки.
Правда, интересно? 🙂

Посмотреть все фотографии из статьи в оригинальном разрешении можно в Picasa-альбоме.

А подписаться, чтоб не пропустить новые обзоры можно на странице компании и в моем профиле(кнопка «подписаться»)

Источник