Tela touch: teste como o vidro localiza seu dedo

Como o vidro sabe onde você pressionou?

Uma tela touch capacitiva encontra o seu dedo medindo mudanças em um campo elétrico, ao longo de eletrodos transparentes sob o vidro. O dedo altera o acoplamento perto dos cruzamentos da grade, e o controlador usa essas leituras para estimar a posição dele. O vidro em si não tem nenhum botão móvel.

Toque em um ícone no celular e o aplicativo certo se abre, mesmo que o vidro em que você tocou não tenha botões, peças móveis nem fios visíveis. Logo abaixo desse vidro há uma grade de eletrodos transparentes, e um pequeno chip ao lado mede essa grade muitas vezes por segundo. O seu dedo não pressiona nada. Ele muda a quantidade de carga elétrica que passa entre dois eletrodos, e o chip percebe a mudança.

O modelo acima começa com um dedo descendo sobre o vidro: as linhas de campo sob ele se curvam em direção à ponta do dedo, e o painel na parte inferior do palco mostra a capacitância do cruzamento mais próximo caindo. Depois a tela se separa em camadas. Abaixo dela fica um painel de teste que você pode pressionar com o mouse ou com os dedos, quantos quiser ao mesmo tempo, e Pressionar o vidro permite tocar o próprio modelo. Cada quadrado do painel de teste é um cruzamento da grade, e sua cor e seu número mostram o que o controlador mediu ali. As miras são as posições que o controlador calcula a partir desses números, e os círculos tracejados são os pontos em que você realmente pressionou, de modo que dá para ver quão perto os dois ficam.

Uma tela de celular, camada por camada

De cima para baixo, o modelo tem estas peças.

1. Vidro de cobertura. É a única coisa em que você toca. No celular costuma ter 0,55, 0,75 ou 1,1 mm de espessura, e os totens usam vidro de até 3 mm. Uma cobertura mais fina, ou com constante dielétrica mais alta, deixa a tela mais sensível. Dá para usar plástico no lugar, mas ele precisa ter cerca de metade da espessura do vidro para funcionar tão bem.
2. Eletrodos receptores. Colunas de almofadas em forma de losango, unidas pelos cantos por pescoços estreitos. O controlador mede a carga que chega a cada coluna.
3. Camada isolante. Impede que as colunas toquem as linhas. No modelo, essa camada também carrega o mapa de nós, os quadrados coloridos que mostram o que foi medido em cada cruzamento.
4. Eletrodos transmissores. Linhas de losangos, giradas 90 graus em relação às colunas. O controlador as aciona com uma tensão comutada, uma linha de cada vez.
5. Visor. O painel OLED ou LCD que forma a imagem. Fica logo abaixo das camadas táteis e é também o vizinho mais ruidoso delas.
6. Cabo flexível e controlador. Uma fita impressa leva todas as linhas e colunas até o chip controlador de toque. Barrett e Omote observam que a maioria dos controladores fica nessa fita, perto do sensor, para que as linhas captem menos ruído.

Os eletrodos são feitos de óxido de índio e estanho (ITO), um material que conduz eletricidade e deixa a luz passar. O documento técnico da 3M dá a resistência de folha dele como tipicamente de 30 a 150 ohms por quadrado e explica a troca: uma camada mais fina deixa passar mais luz, mas tem resistência mais alta. O padrão de losangos é o arranjo mais comum. Barrett e Omote, escrevendo na Information Display em 2010, indicam que os losangos medem de 4 a 8 mm, conforme o fabricante. No modelo, os eletrodos ficam a 5 mm uns dos outros, o mesmo espaçamento que a Microchip usa em seu exemplo resolvido, e a área ativa é de 120 por 60 mm. Isso dá 12 linhas, 24 colunas e 288 cruzamentos, que os engenheiros chamam de nós.

As espessuras no modelo são enormemente exageradas. Os filmes de ITO reais são muito mais finos do que qualquer coisa desenhada aqui, e em escala real o sensor de toque inteiro pareceria uma única linha.

Por que o dedo reduz a leitura

No ponto em que uma linha cruza uma coluna, os dois eletrodos formam um minúsculo capacitor. Quando o controlador comuta a tensão da linha, uma pequena carga flui para a coluna através dessa capacitância, e o controlador a mede. Nem todo o campo fica dentro do sanduíche. Perto das bordas dos losangos, algumas linhas de campo se projetam para cima através do vidro de cobertura e voltam a descer. O passo 4 do passeio mostra isso como arcos. O guia de projeto da Microchip observa que, num sensor mútuo, o toque é dominado por esses campos de borda entre o par de eletrodos e a ponta do dedo, e que um intervalo maior entre os dois eletrodos reduz a capacitância deles em repouso, mas também encurta as bordas que ficam frente a frente.

Um dedo é um condutor ligado a um corpo grande. Colocado sobre o vidro acima de um nó, ele intercepta essas linhas de campo que se projetam e as leva embora, de modo que chega menos carga à coluna. O guia de projeto da Infineon afirma isso com clareza: quando um dedo é colocado entre os eletrodos transmissor e receptor, a capacitância mútua diminui, e a carga recebida no eletrodo receptor também. A Microchip descreve o dedo como um "caminho de terra acoplado capacitivamente" que rouba parte da corrente injetada.

As mudanças são minúsculas. Na nota TB3064 da Microchip, um eletrodo apresenta cerca de 100 pF ao circuito de medição. Um toque forte diretamente sobre ele altera esse valor em 0,5 a 1,0 pF, e um toque no eletrodo vizinho, em cerca de 0,05 pF. Barrett e Omote escrevem que uma tela capacitiva projetada precisa detectar variações de apenas alguns femtofarads, e é por isso que o projeto é tão sensível ao ruído elétrico.

No painel de teste, os números já estão virados para o lado certo. São contagens acima de uma referência sem toque, de modo que um dedo aparece como um número positivo, embora a própria capacitância tenha diminuído. No modelo, um dedo sem luva pressionado exatamente sobre um nó dá 100 contagens, e o controlador considera um nó tocado a partir de 30.

Ler 288 cruzamentos, uma linha por vez

O controlador não consegue ler todos os nós ao mesmo tempo. Ele aciona uma linha e mede todas as colunas que a cruzam, depois passa para a próxima linha, e repete isso sem parar. Barrett e Omote chamam isso de varredura "com todos os pontos endereçáveis" e indicam taxas de aproximadamente 20 a 200 quadros completos por segundo para os controladores da época.

Coloque Velocidade de varredura na posição mais lenta e o modelo faz a mesma coisa, só que devagar. A linha acionada se acende em laranja, e o mapa de nós no painel de teste se preenche uma linha por vez. A 3 linhas por segundo, um quadro completo de 12 linhas leva 4 segundos, de modo que um dedo que você move só é notado quando a varredura chega à linha dele. Na velocidade máxima do modelo, de 120 quadros por segundo, cada linha recebe 1/1440 de segundo, cerca de 0,69 ms.

Os números brutos significam pouco por si sós, porque cada nó começa com uma capacitância um pouco diferente. Por isso o controlador mantém uma referência, uma imagem guardada da tela sem ninguém tocando nela, e a subtrai. A nota da Microchip escreve isso como Normalizado = Bruto - Referência, e o firmware de exemplo dela obtém uma nova referência aproximadamente a cada 800 ms quando não há atividade de toque. Derivas lentas, como o aquecimento da tela, são incorporadas à referência e não se parecem com toques.

Uma posição mais fina que a grade

Com eletrodos a 5 mm de distância, a resposta grosseira seria "em algum lugar perto da linha 6, coluna 12", o que não basta para acertar uma letra de teclado. Mas a ponta de um dedo é mais larga que o intervalo entre eletrodos, e por isso aparece em vários nós ao mesmo tempo, com mais força no mais próximo. O controlador usa a proporção entre eles.

O painel de teste faz isso com uma média ponderada de três nós, o centroide, ao longo de cada eixo. Eis um caso do modelo: um dedo em x = 59,2 mm, sobre uma linha, com as colunas mais próximas em 52,5, 57,5 e 62,5 mm.

x = (14 × 52,5 + 88 × 57,5 + 62 × 62,5) ÷ (14 + 88 + 62) = 9670 ÷ 164 = 58,96 mm

Isso fica a cerca de 0,24 mm do valor real, numa grade com espaçamento de 5 mm. A caixa ao lado do painel de teste imprime esse mesmo cálculo, com os seus próprios números, para o toque mais forte, junto com o erro em relação ao ponto em que você realmente pressionou.

A TB3064 da Microchip usa uma fórmula muito parecida: a posição do eletrodo de pico, mais metade do passo vezes a diferença entre os vizinhos da direita e da esquerda, dividida pelo pico. O exemplo resolvido dela tem um pico de 100 na posição 384, vizinhos de 25 e 75, e 128 passos entre os eletrodos: 384 + 64 × (75 - 25) ÷ 100 = 416. A média ponderada dá os mesmos 416, (25 × 256 + 100 × 384 + 75 × 512) ÷ 200, porque neste exemplo os dois vizinhos somam exatamente o pico. Com 128 passos entre eletrodos vizinhos, uma camada de nove eletrodos resolve 1024 posições. A Infineon dá um valor parecido para os seus controles deslizantes, em que cinco segmentos resolvem pelo menos 100 posições, e Barrett e Omote indicam que a resolução usual de uma tela capacitiva projetada é de 1024 por 1024 ou mais.

A Infineon acrescenta uma regra de projeto que vale conhecer. A resposta só é linear se, em qualquer ponto em que o dedo esteja entre os centros de dois segmentos, dois sensores informarem um sinal utilizável. Se o toque for pequeno demais para alcançar um vizinho, a posição informada salta para o nó mais próximo.

Dois dedos e pontos fantasmas

Há uma forma mais barata de varrer: medir cada linha inteira e cada coluna inteira em relação à terra, o que se chama capacitância própria. A grade de 12 linhas e 24 colunas do modelo precisaria então de apenas 36 medições, em vez de 288. O documento da 3M desenvolve um caso maior, um sensor de 40 por 60 com 100 eletrodos, mas 2400 nós, uma diferença de 24 para 1 na densidade de toque.

O problema aparece com um segundo dedo. Ative Varredura de capacitância própria e pressione com dois dedos em uma diagonal. O controlador vê duas linhas e duas colunas acima do limiar, e elas se cruzam em quatro pontos. Dois são reais e dois são pontos fantasmas, e as medições não conseguem dizer qual é qual. Uma revisão da Universidade Kyung Hee expressa isso como uma fórmula: toques em (x1, y1) e (x2, y2) produzem também posições fantasmas em (x1, y2) e (x2, y1). No modo mútuo, cada cruzamento tem seu próprio número, e por isso os dois dedos aparecem como duas colinas separadas e nada mais.

A nota da Microchip descreve uma maneira de combinar os dois métodos. Primeiro ela mede todos os eletrodos por capacitância própria, o que é rápido, para achar as linhas e colunas envolvidas. Depois mede a capacitância mútua só onde elas se cruzam. No exemplo de dois dedos, os quatro nós candidatos marcam 20, 130, 110 e 15, e os dois valores grandes indicam os toques reais.

Medir todos os nós tem ainda outra utilidade. Barrett e Omote citam o pedido de patente da Apple para a tela do iPhone, no qual o controlador aceita 15 toques, "10 dedos, 2 palmas e 3 outros", em parte para que a mão que segura o celular possa ser reconhecida e ignorada.

Quando não é um dedo sem luva

Mude Pressionar com para ver o que a tela faz com outras coisas, e acrescente uma luva, uma película de proteção, água e ruído do carregador com os controles deslizantes abaixo dele. O painel na parte inferior do palco mostra o sinal, o ruído e a relação entre os dois; as barras sobre a camada isolante são os mesmos valores dos nós em 3D.

Uma luva mantém o dedo mais longe dos eletrodos e coloca um mau condutor no meio. O modelo trata o vidro de cobertura, uma película e uma luva como camadas em série: 0,7 mm de vidro com permissividade relativa 7 contam como 0,1 mm de ar, e uma luva conta como sua espessura dividida por 2. Uma luva de 1 mm dá um pico de 25 contagens, uma de 2 mm dá 14 e uma de 3 mm dá 10, contra um limiar de 30. Alta sensibilidade (luvas) baixa o limiar para 12, de modo que as luvas de 1 mm e 2 mm funcionam e a de 3 mm não. São valores do modelo. Barrett e Omote observam que o alcance de detecção de uma tela capacitiva projetada pode ser ampliado para luvas de algodão ou cirúrgicas. Essa mesma sensibilidade extra faz um dedo sem luva ser registrado antes de pousar: no modelo, um dedo a 2 mm acima do vidro já dá 39 contagens. A configuração da luva vale apenas para um dedo. Uma caneta, uma banana ou uma salsicha são seguradas na mão e a própria ponta toca o vidro, por isso o controle da luva fica travado enquanto um deles está escolhido.

Uma película de proteção funciona da mesma maneira. No modelo, uma película de plástico de 0,5 mm (permissividade relativa 2) deixa 40 contagens e uma de 1 mm deixa 25, abaixo do limiar normal, e todo pico também se alarga em 0,6 mm por milímetro de camada acrescentada.

Uma gota de água pode agir de duas formas. A Infineon explica que uma gota sobre o sensor que também cubra uma área aterrada reduz a capacitância mútua exatamente como um dedo. Uma gota que cubra apenas os eletrodos transmissor e receptor a aumenta, de modo que a leitura se move no sentido contrário. O modelo mostra as duas: uma gota solta marca cerca de −18 contagens, em azul no painel de teste, e o controlador a ignora; quando um dedo chega a cerca de 9 mm, a gota é aterrada pelo dedo e marca +50, e a posição informada é puxada na direção dela. Na varredura de capacitância própria com alta sensibilidade, algumas gotas na mesma linha e coluna bastam para informar um toque onde não há dedo nenhum. A revisão da Kyung Hee lista a água entre os contaminantes que as telas capacitivas podem confundir com toques.

Uma caneta passiva é uma ponta condutora que imita um dedo. A revisão observa que a área de contato dela precisa ser comparável à de um dedo e que a tela não consegue distingui-la de um dedo. Em 2009, a Atmel anunciou um controlador capaz de acompanhar uma caneta condutora com ponta de 2 a 3 mm, depois de elevar a relação sinal/ruído de 25:1 para 80:1. Barrett e Omote ressaltam que isso ainda era muito mais largo que as pontas de 0,8 mm das canetas antigas de PDA. No modelo, uma ponta de borracha de 6 mm de largura dá cerca de 72 contagens e uma ponta de 2,5 mm dá apenas cerca de 24, de modo que a caneta fina precisa de alta sensibilidade. As canetas ativas enviam seu próprio sinal para a grade. Elas constam do catálogo no palco, mas não são simuladas.

Uma banana ou uma salsicha seguradas na mão se comportam como um dedo um pouco mais rombudo, porque são úmidas, conduzem bem o bastante e têm quase a largura da ponta de um dedo (picos do modelo de 88 e 80 contagens). Em fevereiro de 2010, o Engadget relatou que usuários sul-coreanos de iPhone estavam tocando a tela com salsichas de lanche em vez de tirar as luvas. Um lápis de madeira quase não dá sinal. A grafite conduz, mas a madeira seca ao redor a isola da sua mão, e a ponta que toca o vidro é minúscula.

O ruído do carregador é diferente da pequena oscilação aleatória em cada nó. A EDN explica que um carregador barato faz a alimentação e o referencial elétrico do celular (terra do circuito) oscilarem juntos em relação ao solo, e que isso só importa quando um dedo acoplado ao solo toca a tela: o dedo injeta o ruído nos eletrodos sob ele. No modelo, o ruído aparece portanto ao longo das colunas sob o dedo e, a 85 %, cria toques fantasmas acima e abaixo do real. A Cypress patenteou controladores que escutam esse ruído e saltam para uma frequência de operação mais silenciosa; Filtro (salto de frequência) reduz o ruído de carregador do modelo para 12 %.

O que o modelo deixa de fora

• Espessura e escala. Cada camada é desenhada centenas de vezes mais grossa para que você possa vê-la. O mapa de nós e as barras são desenhados sobre a camada isolante apenas por conveniência do modelo.
• O sinal em si. Cada objeto é modelado como uma elevação suave em forma de sino de contagens, com 100 no pico e 3,4 mm de largura para um dedo, reduzida por uma luva ou película pela regra de camadas em série vista acima. Os perfis reais dependem do vidro, do padrão e do dedo. Acrescenta-se um ruído aleatório de duas contagens para mais ou para menos, para que os números oscilem como numa leitura real.
• Picofarads. O painel na parte inferior do palco converte as contagens em capacitância mútua com uma regra fixa, 1,50 pF sem toque e 0,002 pF a menos por contagem, e em capacitância própria de 20 pF mais 0,01 pF por contagem. Ambos são valores do modelo, escolhidos para mostrar o sentido e a ordem de grandeza da mudança, e não medições de um celular.
• Ruído do visor e do carregador. O ruído do carregador é modelado apenas como contagens aleatórias extras ao longo das colunas sob o objeto que toca, e o filtro apenas como uma amplitude menor. A revisão da Kyung Hee lista também o ruído do visor e o zumbido da rede elétrica, e descreve soluções como medir durante o intervalo de apagamento do visor. Alguns projetos acrescentam uma camada de blindagem de ITO sem padrão na base da pilha, e os projetos in-cell constroem os eletrodos de toque dentro do próprio visor. O ruído do visor não é modelado.
• Rastreamento e filtragem. O firmware real acompanha cada dedo de um quadro para o outro, suaviza o trajeto e rejeita palmas. O painel de teste mostra o que um único quadro revela, de modo que um quadro ruidoso pode exibir um fantasma que o firmware descartaria.
• A cadeia de tempos. A 3M observa que a maioria dos usuários se sente à vontade com uma resposta ao toque de 20 ms ou menos, mas usuários experientes podem notar atrasos de 10 ms, e o sistema operacional e os gráficos acrescentam seu próprio atraso ao do controlador.

Do radar ao celular

A primeira tela sensível ao toque operada com o dedo nasceu da defesa aérea e do controle de tráfego aéreo. No Royal Radar Establishment, em Malvern, Eric Arthur Johnson esticou finos fios de cobre sobre um tubo de raios catódicos e construiu circuitos que percebiam quando eram tocados, para que um operador pudesse escolher opções diretamente na tela. A patente americana dele, Touch displays, foi concedida em 2 de dezembro de 1969.

No CERN, Bent Stumpe propôs uma tela de toque capacitiva em uma nota manuscrita de 11 de março de 1972, para a sala de controle do novo Super Proton Synchrotron. Seus capacitores eram linhas finas de cobre sobre vidro, com 80 µm de largura e 80 µm de distância entre si para que não fossem vistas, sob um revestimento de laca que mantinha os dedos longe delas. Frank Beck e Stumpe a descreveram em um relatório do CERN em 1973, e quando o SPS entrou em operação, em 1976, a sala de controle dele estava equipada com essas telas. A primeira versão tinha 16 botões fixos. Em 1977, Stumpe desenvolveu uma tela X–Y com duas camadas de capacitores, uma para cada coordenada, a mesma ideia de linhas e colunas que o modelo usa.

A capacitância projetada continuou sendo uma tecnologia de especialistas por décadas. Barrett e Omote a descrevem saindo da obscuridade em 2006 para se tornar, em 2009, a segunda tecnologia de toque mais comum, impulsionada pelo iPhone.

Quanta carga muda num toque pequeno?

A palavra picofarad pode esconder o tamanho do problema elétrico. As notas do MIT sobre capacitância definem a carga por Q = CV. Num exemplo resolvido, suponha que o circuito de medição veja 100 pF e aplique um degrau de tensão de 3 V. São condições ilustrativas de circuito, não especificações do modelo nem de um celular em particular. A carga associada a esse degrau é 100 pF × 3 V = 300 pC. Se um toque muda a capacitância efetiva em 0,5 pF, a variação de carga com a mesma tensão é de apenas 1,5 pC, ou 0,5 % da quantidade inicial. Uma mudança de 1,0 pF dá 3 pC, ou 1 %. A faixa de capacitância vem da TB3064 da Microchip; a tensão foi escolhida para este cálculo.

Não interprete esse exemplo como se todo nó mútuo tivesse uma capacitância de repouso de 100 pF. A capacitância apresentada a um circuito de medição inclui o eletrodo e os acoplamentos parasitas. Tampouco o dedo fornece uma quantidade fixa de carga como uma bateria. Ele muda a rede de campos elétricos em torno dos eletrodos acionados. O controlador aplica repetidamente uma excitação conhecida e procura a diferença resultante. Na medição mútua, o acoplamento relevante diminui; na medição própria, aumenta o acoplamento com a terra.

Há um segundo número pequeno na tela: a posição é impressa com 0,1 mm. Com eletrodos espaçados de 5 mm, isso dá 50 intervalos exibidos por passo, não 50 eletrodos físicos. O cálculo com três nós acima dá 58,96 mm para um dedo realmente em 59,2 mm, um erro de cerca de 0,24 mm, antes de considerar o ruído variável. Arredondar a resposta para uma casa decimal não elimina esse erro. Resolução é o espaçamento entre os valores informados possíveis; exatidão descreve quão perto esses valores estão da posição verdadeira. Mover o dedo devagar por um intervalo é uma forma de ver a diferença. Perto de uma borda, o controlador também perde uma amostra vizinha, de modo que uma regra de interpolação que se comporta bem no meio não precisa se comportar igualmente bem no limite.

Por que 120 varreduras não significam resposta em 8 ms

Na configuração mais rápida, o modelo varre 12 linhas × 120 quadros/s = 1440 linhas/s. Uma varredura completa leva 1000 / 120 = 8,33 ms. Suponha que um dedo parado pouse num instante aleatório, que cada linha seja visitada uma vez por quadro e que a detecção seja imediata quando sua linha é visitada. Com essas hipóteses, a espera por essa linha fica entre quase 0 e 8,33 ms, com média de 4,17 ms. Esta é uma espera de varredura calculada, não uma medição da latência de um navegador.

Agora suponha que o firmware exija duas leituras positivas consecutivas antes de aceitar um novo toque. Isso acrescentaria um quadro, e a espera passaria a ser de cerca de 8,33 a 16,67 ms, com média de 12,5 ms. Essa regra das duas leituras é um exemplo de filtragem, não uma afirmação sobre o detector desta exposição. Rejeitar um breve pico elétrico pode melhorar a confiabilidade, mas atrasa um toque genuíno. O intervalo histórico de 20 a 200 quadros/s indicado por Barrett e Omote corresponde a períodos de quadro de 50 a 5 ms; esses períodos sozinhos não especificam a resposta final de um celular.

Depois da detecção, as coordenadas ainda precisam chegar ao aplicativo, que precisa desenhar uma nova imagem. Como outra suposição explícita, um visor de 60 Hz começa um novo intervalo de atualização a cada 16,67 ms. Esperar pela próxima oportunidade pode acrescentar quase esse tempo, mesmo antes de qualquer outro processamento. A frequência de varredura, a frequência de atualização do visor e a latência entre o toque e a imagem descrevem, portanto, eventos diferentes. A exposição desacelera sua varredura para que a sequência de linhas fique visível, mas não simula o sistema operacional nem o processo de atualização do visor. A configuração de 3 linhas/s leva 4 segundos para completar 12 linhas; a configuração intermediária, de 3 quadros/s, leva cerca de 333 ms. Confundir linhas por segundo com quadros por segundo muda a resposta por um fator de 12.

Quatro formas de encontrar um dedo

A BYU Design Review descreve quatro famílias de sensores. Elas podem ficar sobre visores parecidos enquanto medem mudanças físicas bem diferentes. A construção capacitiva projetada de um celular não deve ser tomada como explicação para todo totem público.

Um painel resistivo não precisa de uma ponta de dedo condutora, porque o contato mecânico fecha o intervalo entre suas camadas. Uma moldura infravermelha não precisa pôr uma grade de eletrodos transparentes sobre a área de visualização: os trajetos de detecção se cruzam acima dela. Um painel de onda acústica superficial usa transdutores e o tempo das perturbações nas ondas, e não a capacitância do usuário. Nenhum desses três sensores alternativos é simulado ao mudar Pressionar com. Esse controle muda o objeto apresentado ao sensor capacitivo desta exposição, não a tecnologia de detecção subjacente.

A história também precisa de suas datas separadas. O panorama histórico da USC Viterbi data o trabalho de Johnson com o dedo no RRE em 1965. A data de 1969 acima é a da concessão da patente americana dele, não a data em que ele demonstrou a ideia pela primeira vez. O relatório do CERN de 1973 pertence a um desenvolvimento posterior da sala de controle. Nenhuma das duas datas afirma que esses primeiros sistemas já ofereciam os gestos contínuos, com vários dedos, esperados de um celular atual.

Equívocos comuns

Pressionar com mais força deve criar um sinal elétrico mais forte. Este sensor mede acoplamento, não força. Uma pressão mais firme pode achatar a ponta do dedo e alterar a área de contato, mas isso não é uma medição calibrada de força. O dedo do modelo tem um perfil fixo e nenhum controle de pressão. Um aplicativo não consegue obter uma força confiável apenas renomeando a amplitude do seu toque.

Quatro pontos candidatos significam que quatro dedos foram detectados. Na medição própria por linhas e colunas, duas linhas ativas e duas colunas ativas produzem quatro interseções possíveis. A informação que falta é qual linha pertence a qual coluna. Baixar o limiar não consegue recuperar essa informação e pode deixar entrar mais ruído. As medições mútuas resolvem as interseções individualmente. Dois toques na mesma linha também são um teste diferente de dois toques na diagonal, porque o número de interseções ambíguas muda.

Uma mancha de água azul prova que os celulares reais são à prova d'água. Azul aqui significa um sinal negativo, com a referência subtraída, no modelo de gota flutuante escolhido. A água que chega a uma área aterrada pode se comportar de modo diferente, como explica o guia da Infineon. A resistência à água diz respeito a líquido entrando num aparelho; o funcionamento confiável com o dedo molhado diz respeito a distinguir sinais elétricos. Cumprir um requisito não estabelece o outro.

Experimente na tela

Os desafios sob os controles partem, cada um, de um estado preparado, e o selo no palco conta quantos você resolveu. Os experimentos abaixo usam os mesmos controles.

Defina Pressionar com como Dedo sem luva e ative Valores dos nós. Mova um único toque devagar entre os centros de nós vizinhos. Compare a coordenada listada com o marcador tracejado da posição real e com o erro ao lado do resultado. Anote o maior erro que você vir nesse pequeno trajeto, em vez de tratar uma boa leitura como especificação.

Ponha dois dedos no painel de teste, ou ative Pressionar o vidro e ponha-os no modelo. No celular, afaste-os: a linha tracejada entre os toques mostra a razão da pinça, e os dois picos também se afastam no palco. Com o mouse, dê Shift-clique em duas posições numa diagonal para deixar os dois dedos no lugar, ative Varredura de capacitância própria e conte as interseções candidatas, depois desative-a sem mudar os dedos.

Defina Espessura da luva como 2 mm e pressione. Nada é detectado até que Alta sensibilidade (luvas) esteja ativada; com 3 mm, nem isso basta. Faça o mesmo com uma Película de proteção de 1 mm e com a Caneta fina, ponta 2,5 mm. Depois ponha cinco Gotas no vidro sem tocar em nada e procure a combinação de varredura e sensibilidade que informa um toque só pela água.

Por fim, defina Ruído do carregador como 85 % e mantenha um dedo parado. Aparecem toques fantasmas ao longo das colunas dele. Ative Filtro (salto de frequência) e a contagem volta a ser a dos seus toques reais. Esses experimentos usam contagens, não picofarads medidos, e não podem testar o comportamento do aparelho em que você está lendo isto com luvas, água ou carregador.