Nešto je magično u tome da možete učiniti svoj telefon ili tabletno računalo samo tako da prstom dodirnete ili dodirnete palčeve. Ali možda ćete se iznenaditi kad saznate da bi banana mogla raditi jednako dobro kao i vaš prst.
Ako stavite prst na običan komad stakla, najviše što se možete nadati jest mrlja. Pa kako brisanje prsta na staklenom zaslonu osjetljivom na dodir čini da se stvari događaju unutar telefona ili tableta?
Naši futuristički zasloni osjetljivi na dodir oslanjaju se na malo fizike koja je gotovo stara kao Isaac Newton - sposobnost sustava da pohrani električni naboj, poznat kao kapacitivnost.
Oni se također oslanjaju na činjenicu da je vaš prst tri dijela slane vode - što znači da u njemu ima puno labavih električnih naboja.
Što se događa kada prst dodirne zaslon osjetljiv na dodir, ozbiljno je preraspodjelu električnih naboja - u telefonu i prstu.
Staklo vašeg zaslona osjetljivog na dodir zapravo stoji iznad desetaka malih električnih polja u formaciji rešetke - i kada prst klizi po zaslonu, on pokreće promjenu tih električnih polja.
Vaš pametni telefon ne može samo reći kada je kontakt napravljen, već može točno odrediti gdje se prst nalazi na zaslonu.
Ali vaš telefon zapravo ne otkriva prst - on samo zna nešto s istom vodljivošću kao što je prst dodiruje.
Zato i banane mogu kliznuti udesno - provode struju jednako dobro kao i prst.
A ako stavite rukavicu (na prst ili na bananu) nećete vidjeti nikakav učinak. To je zato što su rukavice izrađene od materijala koji ne provodi električnu energiju.
I olovke neće raditi, iz nekog drugog razloga. Oni provode struju, ali to rade previše dobro.
No, sve što se može dobiti o vrijednosti prstiju slobodnog kretanja - poput skromne banane - učinit će trik.
To je jednostavna inačica rada zaslona osjetljivih na dodir, ali zapravo je mnogo kompliciranija.
Putovanje do središta pametnog telefona
Dio vašeg pametnog telefona koji detektira dodir nalazi se iznad LCD zaslona i baterije i krugova.
Sastoji se od dva stakla i gomile žica koje su tako mršave da se mogu vidjeti.
Gornji sloj stakla je onaj na koji dodirnete - to je uglavnom zaštita i čuva vaš prst od poslovnih stvari.
Drugi stakleni sloj ima mršave žice koje teku iznad i ispod njega. Žice rade u rešetki - vodoravno na jednoj strani stakla, a okomito na drugoj strani. I priključeni su na bateriju - jedan set žica na pozitivni terminal, a skup s druge strane na negativni terminal.
Vaš pametni telefon se uključuje i isključuje svaki mogući par žica. To čini iznova i iznova, u istom redoslijedu svaki put. I to čini tako brzo da se događa mnogo puta u sekundi.
U svakom mogućem paru žica, onaj koji je priključen na pozitivni terminal akumulatora dobiva elektrone usisane iz njega, a negativni terminal pumpa elektrone u drugu žicu. Ta razlika u naboju uzrokuje električno polje između dvije žice, a najjače je tamo gdje se žice prelaze.
Tako svaka točka gdje se ove žice sijeku ima sićušno električno polje - ova električna polja su stvarno mala, ali još uvijek utječu na okolne punjenja - poput elektrona u sloju stakla.
Staklo je izolator - njegovi elektroni se čvrsto drže njegovih atoma, tako da ne mogu slobodno teći kao električna struja. Ali električno polje između žica malo povlači elektrone prema pozitivnoj žici. Nema struje, ali povlačenje svih tih elektrona bliže odbija elektrone u pozitivnoj žici i privlači više elektrona od baterije do negativne žice. Tako pozitivna žica postaje malo pozitivnija i negativna žica postaje nešto negativnija, a to znači da električno polje postaje jače.
Dovoljno je jak da doprete do vrha telefona.
Stvari koje koriste izolator između dva vodiča za pohranjivanje električnog naboja nazivaju se kondenzatori.
Ljudi su počeli proizvoditi kondenzatore u 18. stoljeću, ali priroda je na nas skočila za nekoliko milijardi godina. Munju stvaraju gromovi i tlo, a sloj izolacijskog zraka djeluje poput ogromnog kondenzatora. Naša tijela također imaju tu sposobnost. Naše stanice kontroliraju što ulazi i izlazi iz njih držeći električno polje preko izolacijske membrane.
Ako dud provodnik poput stakla može povećati električno polje na sjecištu žica, možete zamisliti kakvu vrećicu slane vode možete učiniti s vašim prstom.
Još bolje, vaš prst ne mora biti između žica - električno polje oko presijecajućih žica pokreće i izlazi iz gornjeg sloja stakla, izravno iz vašeg telefona. Dakle, kada dodirnete zaslon, stavljate prst pravo u električno polje.
Krv i stanice u vašem prstu pune su vode s hrpom napunjenih atoma otopljenih u njoj - pozitivnim ionima kao što su natrij (Na +) i kalij (K +), te negativni ioni poput klorida (Cl-). Kada vaš prst uđe u električno polje, polje počne organizirati te nabijene atome u prstima - usisavajući negativne ione prema pozitivnim žicama i gurajući pozitivne ione daleko. I sa svim tim dodatnim troškovima koji se organiziraju u vašem prstu, to posebno električno polje postaje jače tako da može usisati više napona iz baterije kako bi se izbalansirale stvari.
Turbo punjenje prstom do najbližeg električnog polja ne prolazi nezapaženo telefonom.
Crna granica oko svih ekrana osjetljivih na dodir pokriva hrpu senzora koji neprestano mjere koliko je naboja pohranjeno na sjecištu svakog para križanih žica. Stavite prst na telefon i električno polje u najbližim žicama raste, tako da se više naplaćuje tamo.
Isključite žice i senzor će primijetiti da, dok sve ostale žice proizvode standardnu količinu struje, jedan par - žice koje se sijeku blizu vašeg prsta - su visoke ocjene.
To je taktika iz knjige letaka, i to je poslastica.