Utilizarea Resurselor Hard Si Soft ale Unei Interfete Tactile

Utilizarea resurselor hard Și soft aLE unei interfeȚe tactile

Cuprins

Introducere

Tehnologia Ecranelor Tactile (TouchScreen) a explodat de ceva vreme și astăzi este predominantă în telefoanele noastre, tablete și, în unele chiar în unele laptop-uri. Astăzi, ele sunt folosite aproape peste tot, de la ATM-uri, la camere, la chioșcuri. Ecranele Tactile au trecut de la a fi lente și nu răspunde rapid acum câțiva ani la ecranele tactile rapide și fluide din ziua de azi. Intuitivitatea ecranelor TouchScreen combinată cu economia de spațiu, ușurința de utilizare, durabilitate extremă, lipsă de piese mecanice, si portabilitatea sunt doar câteva motive pentru care interfețe tactile au devenit atât de populare.

Popularitatea acestei tehnologii a crescut simțitor în ultimii ani aducând pe piată mari comenzi de telefoane inteligente (smartphone-uri) , PDA-uri, console portabile și multe alte tipuri de aparate. Cererea pe piață de aparatură cu utilizare tactilă, a deschis drumuri spre noi cercetări, cautând diminuarea marimii aparatelor touch, mărirea capabilităților, flexibilitatea, acuratețea și așa mai departe.

Autorii [9] sunt de parere că in viitor, consumatorii vor continua sa vadă o creștere a industriei de touchscreen, ca urmare a progreselor extinse de inginerie în interfețe de utilizator. Abilitatea de a atinge fizic un ecran este mai ușor decât căutarea unei acțiuni într-o multime de butoane. Societatea din aceste motive, a găsit ecranele touchscreen ca find viitorul multor dispozitive.

Capitolul I.

Dispozitive TouchScreen

I.1. Principiul de funcționare a Ecranelor Tactile

Un ecran tactil de bază are trei componente principale: un senzor de atingere, un controler, și un driver software. Ecranul tactil este un dispozitiv de intrare, așa că trebuie să fie combinat cu un ecran și un PC (calculator personal) sau alt dispozitiv pentru a face un sistem complet de intrare atingere.

Un senzor de ecran tactil este un panou de sticlă clară, cu o suprafață receptive tactila.Senzorul tactil este plasat peste un ecran de afișare, astfel încât zona sensibilă a panoului acoperă zona vizibilă a ecranului video. Exista mai multe tehnologii diferite de senzori tactil in ziua de azi, fiecare folosind o metodă diferită de a detecta atingerea. Senzorul de atingere are în general un curent electric care trece prin el și atingerea ecranului cauzează o tensiune sau o schimbare de curent. Această schimbare este utilizată pentru a determina locația de atingere a ecranului

Controler-ul este un placa, care se conectează între senzorul tactil și PC-ul. Este nevoie de informații de la senzorul de atingere și iar controlerul traduce informațiile ca PC-ul sau orice alt echipament sa poata înțelege. Controlerul este de obicei instalat în interiorul monitorului pentru monitoare integrate sau se află într-o cutie de plastic pentru modulele periferice. Controlerul determină ce tip de interfață / conexiune va avea nevoie PC-ul.

Driver-ul software este o actualizare software pentru sistemul de PC care permite ecranul tactil și computerul sa lucreze împreună. Ea dicteaza sistemului de operare al calculatorului cum să interpreteze informațiile, atingerile, eveniment care este trimis de la operator.

Tipuri de TouchScreen-uri:

Ecranul Tactil de tip Acustic

Ecranele tactile “Acoustic Wave” utilizeaza receptoare montate la marginea suprafetei de sticlă pentru a emite unde sonore ultrasonice de-a lungul cele două părți. Aceste unde sunt reflectate pe suprafața sticlei și primite de către senzori. Un deget sau alt tip de stilou cu vârf moale absoarbe o parte din energia acustică iar controlerul masoara schimbarea amplitudinii undei pentru a determina locația atingere.

Când touchscreen este atins, degetul absoarbe o parte din trecerea undei care traversează suprafața panoului. Semnalul primit controler este apoi comparată cu curba ondulata, care este produsa atunci când ecranul tactil nu este atins. Controlerul recunoaște schimbarea de valori și calculează o coordona. Acest proces se întâmplă în mod independent atât pentru axa x cat și pentru axa y. Coordonatele sunt transmise la gazdă pentru procesare.

Touchscreen-uri de tip Infrarosu

Ecrane touch infraroșu sunt bazate pe tehnologie de întrerupere a fascicolului de lumină. In loc de o suprapunere pe suprafata, un cadru înconjoară afișaj. Cadrul are surse de lumină, sau diode emițătoare de lumină (LED-uri), pe de o parte, și detectoare de lumină pe partea opusă, creând o rețea optică pe ecran.

Controlerul pulseaza secvential LED-urile pentru a crea o rețea de fascicule de lumină infraroșu. Când un stilou, cum ar fi un deget, intră grila, poate bloca grinzile. Una sau mai multe fototranzistori detecteaza lipsa de lumină și transmite un semnal care identifică coordonatele x și y. Ecranele Touch infraroșu sunt adesea folosite în fabricarea componentelor medicale, deoarece acestea pot fi complet sigilate și operate folosind orice număr de obiecte dure sau moi.

Ecranul Tactil de tip Dispersiv

Sistemul Touch Dispersiv, sau “DST” cum mai este denumit, determină poziția tactila prin sublinierea sursei atingerii (locurile atinse fiind numite "valuri de îndoire sau flexiune"), create de către degetul sau stylus-ul de contact în substratul de sticlă. Acest proces de interpretare în substratul de sticlă ajută la eliminarea problemelor tradiționale de performanță legate de contaminanți de pe ecran și deteriorarea suprafeței acesta oferă atribute rapide si atingeți precise.

În conformitate cu [3] ecranul tactil cu dispersie, dezvoltat special pentru aplicații interactive digitale, stabilește noi standarde de atingere mai rapide si precisechear si la atingeri repetabile. În plus, aceste ecrane nu sunt afectate de contaminanți, obiecte statice sau alte obiecte.

Touchscreen-ul Optic

Tehnologia touch screen optic folosește două camere de scanare pe linie aflate la colțurile ecranului. Camerele urmărind mișcarea a oricarui obiect aproape de suprafata prin detectarea întreruperii unei surse de lumină cu infraroșu. Lumina este emisă într-un plan pe suprafața ecranului și poate fi activa (LED-uri infra-roșu) sau pasive (suprafețe reflectorizante speciale).

După spusele lui [4] TouchScreen-ul Optic revolutioneaza modul in care comunicam cu tehnologia de calculator. Spre deosebire de multe ecrane touchscreen, întregul ecran, este sensibil la atingere. Această tehnologie utilizează componente optice. Nu sunt acoperiri de suprafață sunt folosite pe ecrane – prin urmare, imaginile sunt păstrate clare. Orice metodă poate fi utilizată pentru a atinge ecranul: un deget, o mână înmănușată sau orice pointer.

Ecranul Tactil de tip rezistiv

Ecranele touch rezistive au un strat superior flexibil și un strat inferior rigid separate prin puncte izolante, cu suprafața interioară a fiecărui strat acoperit cu un strat transparent conductor. Tensiunea aplicată straturilor produce un gradient pe fiecare strat. Apăsarea foii flexibile de deasupra creează un contact electric între straturile rezistive.

“Tehnologia rezistivă este versatila și economica pentru aplicații cum ar fi: servicii alimentare și puncte de vânzare, controlul proceselor industriale și instrumente, produse portabile și de mână și dispozitive de comunicare.”[5]

Tehnologia touchscreen de tip capacitativ

Ecrane tactile capacitive pot fii curbate sau plate, acestea sunt acoperite cu un oxid metalic transparent. Un singur deget atrage curent de la fiecare colt al campului electric, creând o cădere de tensiune care este măsurată pentru a determina locația atingeri. “Așa cum corpul uman este, de asemenea, un conductor electric, atinderea suprafetei tactile rezulta într-o distorsiune de câmp electrostatic a ecranului, măsurabilă ca o schimbare în capacitate.”[12]

Figura 1.1. Ecran Tactil Capacitiv[8] Figura 1.2. TouchScreen Rezistiv[8]

Capitolul II.

Componente ale “Echipamentului Electronic cu Interfata Tactila”

Echipamentul care urmează să fie prezentat are in componenta sa:

Ecran LCD 10.4” (26 cm) Color TFT Nec

Touch screen Zytronic

Placa Beagle Board

Sursa Mean Well DR-100-12V

Sistem de Operare Android

II. 1. Ecran LCD 10.4” (26 cm) Color TFT Nec

Modulul LCD color NL8060BC26-35C este compus din display cu cristale lichide, siliciu amorf subțire, tranzistor de film (a-Si TFT LCD), structura panou cu chipuri LSI driver pentru conducere TFT (Thin Film Transistor), matrice și o lumină de fundal.

Structura panoului LCD a-Si TFT este injectat materialul de cristal lichid într-un spațiu îngust între substratul de sticlă matrice TFT și un substrat de sticlă de culoare-filtru.

De culoare (roșu, verde, albastru) semnale de date de la un sistem gazdă (de exemplu, generator de semnal, etc) sunt modulate în cea mai bună formă de sistem cu matrice activa de o comisie de procesare a semnalului, și trimis la lsis sofer care conduce matrice TFT individuale.

Matrice TFT ca un comutator optoelectronic reglează cantitatea de lumină transmisă de la ansamblul de iluminare din spate, atunci când acesta este controlat de semnale de date. Imagini color sunt create prin reglarea cantității de lumină transmisă prin matrice TFT de puncte roșii, verzi și albastre.

Specificatii Generale:

Figura 2.1. Intrari Touch-screen Nec[6]

II.2. Touch Screen Zytronic

Touch Screen-ul se bazează pe tehnologie Projected Capacitive care permite aparatului să simtă printr-un ecran de protecție în fața ecranului LCD . Touch screen-ul împarte ecranul în mod eficient de detectare celule cu ajutorul unor fire micro-fine care sunt încorporate într-o construcție laminata de sticlă . Aceste fire sunt conectate la controller-ul touch screen-ului , și o frecvență de oscilație este stabilită pentru fiecare fir în parte . Atingerea sticlei provoacă o schimbare a frecvenței la nivelul firelor în acel punct , poziție care este calculată și identificată de operator. Controler-ul dă semnal de ieșire a coordonatelor x-y prin intermediul unui link de comunicare serial sau USB . Spre deosebire de alte sisteme capacitive unde operatorul atinge suprafața conductoare efectivă a panoului de detectare ,componentul activ al Zytronic este încorporat în construcția laminată de sticlă asigurând lunga durată de viața a produsului și stabilitate .

Touch Screen , este un ecran tactil de tip capacitiv dotat cu senzor pentru atingere încorporat în sticlă, astfel se asigură o viață foarte lungă și stabilitate produsului. Sticla este tratată termic (pentru ridicarea rezistenței mecanice) și are o grosime de 6mm și este anti glare. TFT, este un display TFT. Are o lumină de fundal (backlight) built-in, care îi conferă o durată de viață ridicată. Afișează peste 250000 de culori simultan. Unghiul de vizibilitate este foarte mare, iar luminanța este ridicată.

Figura 2.2. Grosimea sticlei[11] Figura 2.3. Sticla si Driverul[11]

Specificatii Generale:

Ghid de integrare Touchscreen:

Figura 1, 2 și 3 arată toate orientările tipice de integrare recomandate pentru touchscreen.

Figura 1 ilustrează o integrare Contact Direct cu o ramă frontală tipică, care se poate face fie din plastic sau metal.

Figura 2 ilustrează o integrarea Prin Touch cu o sticlă de sacrificiu și masca frontală care se poate face fie din plastic sau metal.

Figura 3 ilustrează o integrare Prin Touch cu doar o sticlă de sacrificiu.

– Distanța dintre ecran și partea din spate a ecranului tactil trebuie să fie de cel puțin 3 mm

-Acest spațiere 3mm ar trebui să fie create folosind o garnitură adezivă pe ambele fețe (de exemplu, banda VHB sau o formă de spumă garnitură). Straturi de garnitură ar putea fi construit pentru a obține necesare spațiere. Punctul important aici este că, chiar și în condiții de comprimare spațierea uniformă ar trebui să rămână cel puțin 3 mm.

-Odată garnitura a fost montăt, touchscreen ar trebui asigurată pe partea de sus a garniturii.

– Asigurați-vă urați-vă că zona activă a touchscreen este aliniat cu zona vizibilă a afișajului și că nu există nici o îndoire excesiv sau mișcarea mecanică între touchscreen si afișaj.

– În cazul în care se montează o garnitură, trebuie să fie distanțate de pe partea din față a ecranului tactil folosind o garnitură dublă de 3 mm de adeziv fețe. Această garnitură 3mm poate fi aplicăt direct pe marginile de touchscreen și spațierea trebuie să fie menținută chiar și în compresie.

– Pentru rame de metal, care sunt montate în partea din față a ecranului tactil, instalatorul trebuie să se asigure că nu munca de metal atinge direct suprafața touchscreen sau zona activă

-Asigurați-vă că rama de metal din față și toate lucrările de metal sunt legate la masă în mod corect la un punct de pământare folosind curele de legare la pământ.

– Ideal deschiderea față de rama de metal ar trebui să fie de 10 mm mai mare pe tot parcursul decât zona activă a touchscreen. Dacă acest lucru nu este posibil, atunci software-ul de aplicație care urmează să fie executat în aplicarea finală ar trebui să aibă toate butoanele de activare critice plasate ca cel puțin 10 mm de la marginea din zona activă a ecranului tactil. Butoane de activare ar trebui să fie, de asemenea, a făcut o dimensiune importantă pentru ușurința de utilizare de către utilizator. Evitați plasarea critic butoane de activare în colturi sau margini ale zonei active touchscreen extreme.

– După ce a-ti tinut cont de toți pașii , în cazul în care sistemul se pare a fi "zgomotos", adică cursorul mouse-ului afișează o sumă nejustificată a mouse-ului aleator mișcarea cursorului fără atingere aplicate, atunci poate fi necesar experimentare care trebuie efectuate cu distanță între ecran și ecranul tactil sau ecranul tactil și munca de metal, adică spațierea ar putea avea nevoie să fie crescută.

Figura 2.4.Integrare simpla normala folosind 2 garnituri[11]

Figura 2.5.Integrare folosind 2 granituri și Panou [11]

Figura 2.6.Integrare folosind o garnitură și un Panou[11]

II.3. Placa Beagle Board

BeagleBoard-XM ofera, cu ajutorul procesorului de 1 GHz ARM AM37x, care permite pasionaților, studenților și inovatorilor crearea unui proiect de dezvoltare rapid. Acest design hardware deschis aduce performanțe apropiate unui laptop și extensibilitate generațiilor anterioare "la următorul nivel”. Conectivitate directă este susținută de hub-ul cu patru port-uri, menținând în același timp o dimensiune mică.

În [10] echipa BeagleBoard susține că placa pe care o prezintă este special concepută pentru a aborda Open Source Comunity. Ea a fost echipată cu un set minim de caracteristici pentru a permite utilizatorului de a experimenta puterea procesorului. Prin utilizarea interfețe standard, BeagleBoard este foarte extensibilă cu multe caracteristici și interfețe. Acesta nu este destinat utilizării în produse finite.

Figura 2.7. Placă Beagle

Specificatii Generale:

Următoarele secțiuni oferă mai multe detalii cu privire la fiecare caracteristică și sectiuni ale BeagleBoard.

Procesor

Procesorul BeagleBoard-xM este versiunea DM3730CBP 1GHz și vine într-un pachet POP. POP (pachet pe pachet) este o tehnică în care memoria este montată în partea superioară a procesorului. Din acest motiv, atunci când se uită la BeagleBoard, nu se va găsi o parte reală etichetate DM3730CBP.

Memorie

Există două dispozitive de memorie posibile folosite pe-XM. Ansamblul de -00 utilizează memoria Micron POP si -01 utilizează memoria POP Numonyx.Functia principală a memoriei POP este de a oferi: 4 Gb MDDR SDRAM x32 (512MB @ 166MHz) spre deosebire de versiunile anterioare ale consiliului, nu există alte dispozitive de memorie sunt pe BeagleBoard. Este posibil însă, că suplimentar non stocare de memorie volatilă pot fi adăugate la BeagleBoard de:

– Accesarea memoria de pe cartela de usd

– Utilizați portul USB OTG și un hub USB alimentat de a conduce un stick USB sau hard disk.

– Instalați un stick de memorie într-unul din porturile USB

– Adăugați un adaptor USB la Hard Disk la unul din porturile USB

Figura 2.8. Componentele Prioritare ale Placii Beagle

Power Management

TPS65950 este utilizat pe BeagleBoard pentru a oferi putere, cu excepția unui regulator de 3.3V, care este folosit pentru a oferi puterea de a encoder DVI-D si RS232 și un regulator de 3.3V suplimentar pentru a alimenta Hub USB. În plus față de puterea TPS65950 furnizează de asemenea: ieșire stere, intrare stereo, butoane reset, port USB OTG PHY, led-uri de informare.

Port HS USB 2.0 OTG

Portul USB OTG poate fi folosit ca sursă de alimentare principală și de comunicare pentru BeagleBoard și derivă de alimentare de la PC prin cablul USB. Portul client este limitat în cele mai multe cazuri la 500mA de PC. Există cazuri în care PC-ul sau laptopul nu furnizează suficient curent pentru a alimenta placa, deoarece nu oferă 500mA complet. În conformitate cu acest mod de HUB USB va fi acum alimentat pe baza modificărilor de proiectare a circuitelor peste volt. Trebuie avut grijă să nu supraîncărcați cu porturile USB ca puterea totală furnizată la porturile nu va permite putere complet la toate porturile USB, după cum puteți avea cu puterea de curent continuu.

Porturi USB 2.0 HS

Pe placă sunt patru conectori USB de tip A, cu suport complet LS / FS / HS. Fiecare port poate furniza energie la controlul / off și până la 500mA de curent la 5V, atâta timp cât intrarea de CC este de cel putin 3A. Porturile nu va funcționa decât dacă placa este alimentată de la priza de curent continuu. Ele nu pot fi alimentate prin portul OTG.

Figura 2.9. Usb OTG Figura 2.10. Port-uri Usb

Conector de iesire audio

Un standard de jack audio de 3,5 mm de ieșire stereo este prevăzută pentru a accesa ieșirea stereo a codec audio de la bord . Codec audio este prevăzută în interiorul TPS65950 .

Conector intrare audio

Un jack standard de 3,5 mm stereo audio de intrare este prevăzută pentru a accesa ieșirea stereo a codec-ului audio de pe placă .

Figura 2.11. Iesirea Audio a placii Figura 2.12. Intrarea Audio a placii

Conector video

Un conector DIN 4 pini este prevăzută pentru a accesa de ieșire S – Video a BeagleBoard . Aceasta este o ieșire separată de procesor și poate conține diferite date de ieșire video de la ceea ce se găsește pe ieșirea DVI – D în cazul în care software-ul este configurat pentru a face acest lucru . Acesta va sprijini NTSC sau de ieșire în format PAL la un televizor standard . Implicit este NTSC , dar pot fi modificate prin intermediul software-ului .

Conector DVI-D

BeagleBoard poate conduce un panou LCD echipat cu o intrare digital DVI-D . acest lucru este standard de interfață LCD a procesorului și va sprijini ieșire culoare 24b . DDC2B ( Afișare canal de date ) sau EDID ( ID consolidată Display) sprijin de peste I2C este prevăzut pentru a permite identificarea tipului de monitor LCD și necesar setări.

Figura 2.13. Conectorul S-Video Figura 2.14. Conectorul DVI-D

Conector LCD

O pereche de 1.27mm antete smoală 2×10 sunt furnizate pentru a avea acces la semnalele LCD. Acest lucru permite crearea de panouri LCD, care va permite adaptoare să fie făcute pentru a asigura traducerea nivel pentru a sprijini diferite panouri LCD.

Conector microSD

Un singur conector microSD este furnizat ca un mijloc pentru principalele memoria nevolatilă depozitare de pe bord. Aceasta înlocuiește 6 în 2 conectorul SD / MMC găsite pe BeagleBoard.

Figura 2.15. Conector LCD Figura 2.16. Conector MicroSD

Buton Reset

Atunci când este apăsat și eliberat, provoacă o putere pe reset de BeagleBoard.

Buton Utilizator

Un buton este prevăzută pe BeagleBoard a fi folosit ca un buton de aplicație care poate fi utilizat de către SV după cum este necesar. Deoarece nu există nici o opțiune de boot NAND pe placă, acest buton nu mai este necesar pentru a forța un boot-card SD. Acesta poate fi utilizata de către UBoot SW pentru a comuta între script-uri de utilizator pentru a permite diferite configurații de boot pentru a fi selectat, atât timp cât această caracteristică este inclusă în UBoot utilizat. Dacă apăsați acest buton pe putere în sus, consiliul nu va porni în mod corespunzător.

Figura 2.17. Butoane

Indicatori

Există cinci LED-uri verzi pe BeagleBoard care pot fi controlate de către utilizator.

– Unul pe TPS65950 care este programat prin interfața I2C pe procesor controlat prin intermediul unor pini GPIO

– Un LED de putere care indică faptul că puterea se aplică și poate fi oprit prin SW.

-Un led care indică faptul că puterea este aplicată HUB USB bord și poate fi controlat prin intermediul SW.

Există, de asemenea, un LED roșu pe BeagleBoard care oferă o indicație a faptului că puterea de conectat la placa de mare gamă de tensiune de bord. Dacă acest LED se vreodată pe, vă rugăm să scoateți conectorul de alimentare și căutați pentru sursa de alimentare corect pentru a preveni deteriorarea plăcii.

Figura 2.18. Indicatori (led-uri)

Conector RS232 DB9

Suport pentru RS232, prin intermediul UART3 este furnizat de conector DB9 pe BeagleBoard pentru accesul la un transceiver RS232 bord. Un USB la cablu serial poate fi conectat direct în Beagle. Spre deosebire de versiunea originală a Beagle, un drept prin non null este nevoie de cablu de modem. Cablul ai folosit pe BeagleBoard nu va funcționa pe versiune-XM. Un cablu standard DB9 drept poate fi utilizat sau se poate utiliza un USB pentru adaptor serial, care va conecta direct la bord fără a fi nevoie de orice alte cabluri.

Figura 2.19. Conectorul Serial (Rs 232)

Conectorul de alimentare

Putere pot fi furnizate prin intermediul conectorului USB OTG pentru unele aplicații care nu are nevoie de porturile USB gazdă. Un perete de alimentare cu 5V poate fi conectat la mufa de alimentare DC acces complet la toate funcțiile de bord. Când sursa de perete este conectat, se va elimina calea de alimentare de la conectorul USB și va fi sursa de energie pentru întreaga bord. Sursa de alimentare nu este prevăzută cu BeagleBoard.

Când utilizati portul USB OTG în modul gazdă, alimentarea cu curent continuu trebuie să fie conectat ca portul USB va fi folosit pentru a furniza putere limitată la hub-ul la un maxim de 100 mA, astfel încât butucul să fie actionate electric.100mA nu este afectată de către având un amperaj mai mare de alimentare conectat la mufa de alimentare DC.100mA este o funcție de portul OTG sine. Asigurați-vă că sursa de curent continuu este reglementată și o sursă de curat. În cazul în care puterea este de peste tensiunea caietul de sarcini, un LED roșu se va aprinde.

Figura 2.20.Conectorul Alimentare

Protectie Alimentare

O noua caracteristică a găsit pe placa BeagleBoard-xM este circuitul de protecție la supratensiune. Designul acestui circuit a fost modificat de versiunea Rev C a consiliului de administrație și este mult mai simplu și mai afectivă. Funcția principală a acestui circuit, pentru a preveni nivele de tensiune în exces din caietul de sarcini de a ajunge la alte circuite de pe placă și provocând pagube pe placă.

Figura 2.21. Circuitul de protectie la supratensiune[7]

“Există două posibile surse de 5V cerute de BeagleBoard. Se poate veni de la portul USB OTG conectat la un PC sau o sursă de 5V DC. Alimentarea cu USB este suficientă pentru a alimenta BeagleBoard în mai, atâta timp cât ați înțeles că porturile gazdă USB nu va funcționa. Se recomandă a se folosi o sursă de curent continuu.”[7]

II.4. Android

Despre Android

Android este o platform software și un system de operare pentru dispozitive și telefoane mobile bazată pe nucleul Linux, dezvoltată inițial de compania Google, iar mai târziu de consortiul commercial Open Handset Alliance. Android este sistemul de operare Google pentru dispozitive mobile bazate pe arhitectura ARM. Echipa Android în [2] susțin că este un competitor pentru platforma Symbian, iOS Apple pentru iPhone si Windows Mobile de la Microsoft și Windows Phone pentru dispozitive mobile, toate bazate pe arhitectura ARM. Tehnologic, Android include middleware si aplicatii cheie, si foloseste o versiune modificata a kernel-ului Linux.

Lansarea platformei Andoid la 5 noiembrie 2007 a fost anunțată prin fondarea Open Handset Alliance, un consortiu de 48 de companii de hardware, software și de comunicații, consacrat dezvoltării de standarde deschise pentru dispozitivele mobile. Google a lansat ceam mai mare parte a codului Android sub licenta Apache, o licentă de tip free-software și open source.

Începand cu 21 octombrie 2008, Android a fost disponibil ca Open Source. Google a deschis întregul cod sursa (inclusive suportul pentru rețea și telefonie), care anterior era indisponibil, sub licenta Apache producătorii sunt liberi să adauge extensii proprii, fără a le face disponibile comunitații open source. În timp ce contribuțiile Google la aceasă platform se așteaptă sa rămână open source, numărul versiunilor derivate ar putea exploda.

Lista versiunilor sistemului de operare Android începe cu lansarea Android 1.0 din noiembrie 2007. Android este un system de operare mobil cu un număr mare de update-uri de la lansarea originală. Aceste update-uri elimină bug-urile și adauga noi caracteristici. “Din aprilie 2009, fiecare versiune Android a dezvoltat un nume de cod bazat pe deserturi. Aceste versiuni au fost lansate în ordine alfabetică: Cupcake(brioșa), Donut(gogoașa), Eclair(ecler), Froyo(iaurt înghețat), Gingerbread(turta dulce), HoneyComb(figure de miere) si Ice Cream Sandwisch (sandwich de înghețată).”[1]

Principalul rival al sistemului de operare Android este cel al companiei Apple, denumit IOS. Aceste două sisteme de operare sunt folosite atat pe dispozitive mobile cum ar fi telefoane mobile și tablete dar și pe alte gadget-uri precum unele ceasuri ori mp3 playere.

Frameworkul aplicație: datorită faptului că se oferă o platformă deschisă, Android oferă programatorilor abilitatea de a crea aplicații deosebit de bogate și inovatoare. Programatorii sunt liberi să se bucure de tot suportul hardware al sistemului, de accesul la informațiile de localizare , să ruleze servicii de background, să seteze alarme, să adauge notificări în bara de status ,și multe altele.

Figura 2.22. Diagrama arhitecturii Android[1]

O activitate este o parte a unei aplicații care oferă utilizatorului un ecran în cadrul aplicație. Fiecare activitate este o fereastră având conținut interfețe grafice.

O indicație de obicei este compusă din mai multe activități care sunt slab conectate între ele. Tipic o activitate într-o indicație este designată ca fiind activitatea "main" , care este prezentată utilizatorului când deschide aplicația. Fiecare activitate poate la rândul ei deschide altă activitate pentru a efectua anumite task-uri. De fiecare dată când o activitate este pornită , activitatea curentă este oprită , dar sistemul prezervă starea acesteia într-o stivă ("back stack"). Când o noua activitate este pornită , este adăugată în stivă și preia focusul. Back stack-ul funcționează pe principiul "first in , last out" , astfel în cat când utilizatorul termină de folosit activitatea curentă și apasă butonul "Back" se întoarce la activitatea anterioară, care este scoasă din stivă.

Când o activitate este oprită deoarece o nouă activitate este pornită , este notificată de această schimbare de stare prin metodele de callback ale ciclului de viață al activității.

Figura 2. 23. Diagrama de functionare a back stack-ului[1]

Un task este o unitate coezivă care poate fi mutată în background , când un utilizator începe un nou task sau când utilizatorul se întoarce la ecranul "Home", apăsând butonul "Home".În acest timp în background , toate activitățile din cadrul taskului sunt oprite , dar back stack-ul taskului rama ne activ , taskul a pierdut doar focus-ul cât timp o altă aplicație ocupă ecranul. Un task se poate întoarce în "foreground" astfel încât userul să-și continue activitatea. Mai multe taskuri pot fi rulate în "background" simultan. Daca userul rulează multe activități în background , există posibilitatea ca sistemul să le distrugă ca să obțină memorie, cauzând pierderea stării activității. Deoarece activitățile din "background" nu sunt rearanjate , daca activitatea pemite utilizatorului sa pornească o anumită activitate din mai multe , o activitate noua este creată și adăugată pe stivă în loc sa se aducă activitatea de stivă . De exemplu o activitate din aplicație poate fi instanțiată de mai multe ori , chiar și din task-uri diferite. La navigarea înapoi (butonul "Back") se poate trece prin fiecare instantă a aceleiași activități în ordinea în care au fost deschise, fiecare având propria stare a interfeței grafice. Acest comportament poate fi corectat.

Modalitatea în care sistemul Android face management la taskuri , prin plasarea lor pe o stivă funcționează perfect pentru majoritatea aplicațiilor , și programatorul nu ar trebui să se preocupe de modul în care activitățile sunt asociate unui task. Dar în caz ca se dorește modificarea comportamentului standard , se pot face modificări in fișierul Androidmanifest.xml , în cadrul tagului <activity> și în flag-urile pasate metodei startActivity().

Procese și fire de execuție

Când o componentă a unei aplicații pornește și aplicația nu are alte componente care ruleazã, sistemul Android , pornește un nou proces Linux pentru aplicație , cu un singur fir de execuție. Implicit toate componentele aplicației rulează în același proces și fir de execuție. Daca o aplicație pornește și ea este deja pornită , ea pornește în spațiu procesul instanței precedente și în firul de execuție al acesteia. Anumite componente pot rula în procese diferite , și pot crea fire de execuție adiționale.

Toate componentele unei aplicații rulează în același proces , în mod implicit, și mare parte din aplicații ar trebui să respecte acest lucru. Procesul care gãzduiește o componentă poate fi definit în fișierul manifest.

Elementele manifest-ului pentru tipurile de componente suportă un atribut "adroid:process" , care poate specifica un proces care să ruleze componența. Fiecare componența poate fi pornită în același proces sau în procese diferite. Se poate seta atributul "android:process" astfel încât componențe ale aplicațiilor diferite să ruleze în același proces – atât timp cât aplicațiile dețin același Linux ID și au același certificat.

Când o aplicație este pornită , sistemul creează un fir de execuție pentru aplicație , numit "main". Firul de execuție este foarte important deoarece face management la evenimentele componentelor grafice. Este de asemenea firul de execuție în care interfața grafică interacționează cu aplicația. Firul principal de obicei este numit firul UI.

Sistemul nu creează un thread separat pentru fiecare instanță a unei componente. Toate componentele rulează în același proces și sunt instanțiate în thread-ul UI , și toate apelurile sistemului către componente sunt efectuate prin intermediul acestui thread. Astfel metodele care răspund la funcțiile de callback ale sistemului rulează pe threadul UI.

Când aplicația efectuează munca intensivă , modelul de fir de execuție singular poate oferi performante slabe dacă aplicația nu este realizată corect. Deasemenea dacă totul se întâmpla în thread-ul UI , operațiile de lungă durată de acces la rețea sau la baza de date vor bloca interfața grafică. Când thread-ul UI este blocat , evenimentele nu pot fi lansate (nici cele de redesenare). Din perspectiva utilizatorului aplicația pare blocată. Și mai rău , daca threadul Ui este blocat pentru o perioadă mai lungă de 5 secunde , dialogul ANR este prezentat utilizatorului.

Capitolul III.

Instalarea și testarea interfeței tactile

Pentru realizarea aplicației practice propriu zis am folosit:

Placă Beagle

Ecran LCD NEC NL8060BC26

Touch Screen Zytronic

Driver Backlight Nec

Driver Touch Screen Zytronic

Placă Adaptoare Beagle

Sursă MeanWell DR-100-12

Siguranță Schneider 10A

Cablu LVDS

Cablu Backlight

Cablu USB – MicroUsb

Card MicroSD KingMax 4GB

Pregătirea si asamblarea componentelor:

Pregătirea TouchScreen-ului:

Se ia touchscreen-ul Zytronic, se pune cu fața (Viewing face) în jos, iar pe partea din spate se lipește un gasket( un izolator spacial) care ajută la departarea acestuia față de LCD cu 3mm.

Figura 3.1. Touchscreen față (Viewing Face) Figura 3.2. Touchscreen spate cu izolator

Pregătirea LCD-ului Nec NL8060

Ecranului i se montează 2 Z-uri de metal create pentru prinderea ecranului pe ele, aceste Z-uri ajută la distanțarea ecranului și a Touchscreen-ului față de suprafața de care vine fixat ansamblul LCD-Touchscreen.

Figura 3.3. LCD cu suporții (față) Figura 3.4. LCD cu suporții (spate)

Pregătirea Driverelor Backlight si Touchscreen

Driverul pentru ecran (Backlight) si driverul touchscreen sunt montate pe o tablă cu grosimea de 1mm care va fii prinsă pe suportul ecranului Nec, prin șuruburi si piulițe pentru prindere si distanțare făcându-le un suport de susținere si de estetică în același timp.

Figura 3.5. Driverele prinse pe support

Pregătirea Ansamblului Beagle-Adaptor Beagle

Figura 3.6.Ansamblu Placi Beagle și Adaptor Beagle (sus) Figura 3.7.Ansamblu BA și BGL (lateral)

Placa adaptoare Beagle și placa Beagle sunt asamblate cu ajutorul unor șuruburi și 3 seturi de distațoare din plastic conectate intre ele cu ajutorul conectorilor aferenți fiecărei plăci.

Figura 3.8. Distanțor între plăcile BA și BGL Figura 3.9. Cele 3 seturi de distanțoare intre plăci

Pregătirea Ansamblului Siguranță-Sursă

Figura 3.10. Siguranță 10A Figura 3.11. Sursă MeanWell

Siguranța Schnider 10A si sursa MeanWell sunt montate pe o șină DIN, aceste componente având prindere specială DIN aceasta fiind prinsă pe o tablă cu restul ansamblelor.

Figura 3.12. Siguranța și sursa montate pe șina DIN

Asamblarea finală:

-Touchscreen-ul este legat la driver-ul său printr-o panglică, iar driver-ul este legat la placă Beagle Board prin cablu USB-MiniUSB și poate fi conectat prin orice port USB de pe placă.

Figura 3.13. Touchscreen si panglică Figura 3.14. Panglică conectată la driver

-Ecranul LCD este legat la driver-ul său printr-o panglică, iar driver backlight este conectat printr-un cablu special la placa Adaptoare Beagle. Ecranul LCD mai este conectat și cu un cablu LVDS la placa Adaptoare Beagle.

Figura 3.15. Ansamblu ecran și cablurile de conectare Figura 3.16. Ansamblu Placa și cablurile de conectare

-Sursa este conectata la 230V prin siguranța de 10A având un ștecher pentru a putea fi legat la rețeaua de energie electrică. Sursă de la care pleacă furnizarea energiei pentru placa Adaptoare Beagle și toate subansamblele ei.

Figura 3.17. Ansamblu Alimentări

Modulul de testare a aplicației

La pornirea proiectului va aparea o aplicație care prin care v-a trebui să selectați cinci pătrate cu plus în interiorul lor, patru în colțurile ecranului iar unu în centrul ecranului, ele vor fii apasate în ordinea cerută de aplicație. Această aplicație calibrează touchscreen-ul cu LCD-ul, ca aceste două componente să comunice la aceiași parametrii.

Figura 3.18. Aplicație calibrare Ecran Tactil

Dupa finalizarea aplicației de calibrare va trece automat la o aplicație pentru testarea LCD-ului, aceasta constă doar în vizualizarea unei pictograme mișcătoare, aceasta având un effect visual identic cu al unui val.

Figura 3.19. Aplicație Video

După finalizarea aplicației ecranul va trece în modul de funcționare, ecranul având toate caracteristicile unui dispozitiv Android, cu aplicații preinstalate (calculator, galerie imagini, galerie video, player audio, ceas ș.a.m.d.)

Concluzii

În primul capitol se pot găsi generalitățile Ecranelor Tactile, tipul ecranelor si modul în care funcționează fiecare dintre ele pentru alegerea celui mai bun touchscreen.

În capitolul II se pune accent pe descrierea componentelor acestui proiect pentru o cunoaștere mai bună a caracteristicilor, și a multiplelor posibilități de folosință, elemente de bază în funcționalitatea și crearea aplicațiilor în Sistemul de Operare Android. Iar capitolul III descrie modul în care s-a implementat și conectat componentele descrise la capitolul II într-un proiect aparținând zilelor noastre ușor de îmbunătățit si extins pe viitor.

Scopul acestui proiect este creearea unui dispozitiv electronic cu interfață “User Friendly” educațională ușor de folosit și adaptat la rutina noastră zilnică. Aceasta ar putea fii cu ușurință adaptată in Instituțiile de Învățămînt ca platform educațională putând să conțină aplicații cu materii interactive, ușor de înțeles și distractive.

Aplicațiile pentru platformele Android iți pot face viața mai ușoară, te pot face să devii mai organizat, mai eficient, mai productiv. În fiecare zi se crează cel puțin 50 de aplicații , iar cei care nu sunt mulțumiți sau vor ceva mai special care să servească scopurile lor iși pot creea chear ei aplicații cu ajutorul unor programe (App Inventor, AppMar, GameSalad) făcute sa ajute crearea aplicațiilor fără să aibă cunoștințe tehnice.

Bibliografie

Michael J. Saylor , “The mobile Wave”, Vanguard Press, USA, 2013

Dan Gookin, “Android phones for Dummies”,John Wiley & Sons Inc.,Hoboken, 2012

http://en.wikipedia.org/wiki/Touchscreen

Leon Gray, “How Does a Touch Screen Work?”, Gareth Stevens Publishing,2014

http://computer.howstuffworks.com/question716.htm

“TFT Color LCD Module NL8060BC26-35C…”,NEC LCD Technologies Ltd.,2011

Gerald Coley,”BeagleBoard-xM Rev C System Reference Manual”, Creative Commons Attribution-Share Alike, April 4, 2010

http://www.touchscreen-me.com/technologies-comparison-resistive.php

Robert Musa, “Creating Customers With Interactive Touch Screen Digital Signage”, Standard Pacific Press, 2009

http://beagleboard.org/Community/Forums

“Touchscreen User Manual, Zytronic X-Y Controller(Serial and USB)”,2006

http://www.it4fans.ro/937/ecran-rezistiv-vs-capacitiv.html

Bibliografie

Michael J. Saylor , “The mobile Wave”, Vanguard Press, USA, 2013

Dan Gookin, “Android phones for Dummies”,John Wiley & Sons Inc.,Hoboken, 2012

http://en.wikipedia.org/wiki/Touchscreen

Leon Gray, “How Does a Touch Screen Work?”, Gareth Stevens Publishing,2014

http://computer.howstuffworks.com/question716.htm

“TFT Color LCD Module NL8060BC26-35C…”,NEC LCD Technologies Ltd.,2011

Gerald Coley,”BeagleBoard-xM Rev C System Reference Manual”, Creative Commons Attribution-Share Alike, April 4, 2010

http://www.touchscreen-me.com/technologies-comparison-resistive.php

Robert Musa, “Creating Customers With Interactive Touch Screen Digital Signage”, Standard Pacific Press, 2009

http://beagleboard.org/Community/Forums

“Touchscreen User Manual, Zytronic X-Y Controller(Serial and USB)”,2006

http://www.it4fans.ro/937/ecran-rezistiv-vs-capacitiv.html