So verwenden Sie einen kapazitiven Touchscreen ohne menschliche Hand

Ich bin ein Programmierer und habe normalerweise einen Stapelüberlauf, aber ich habe eine Stromfrage.

Ich versuche, mit einer APP auf meinem Telefon zu interagieren, indem ich indirekt den Bildschirm berühre. Moderne Touchscreens sind, wie jeder hier sicher weiß, eher kapazitiv als resistiv. Das bedeutet, dass ich in der Lage sein sollte, mit ihnen zu interagieren, solange ich einen kleinen Strom auf den Bildschirm bringen kann, den ich berühren möchte.

Ich experimentiere mit Lautsprecherkabeln und ein paar anderen Kabeln, die ich im Haus verlegt habe, um zu sehen, wie weit ich entfernt sein kann, und leite immer noch genug Strom durch das Kabel, um eine Berührung auf dem Bildschirm zu registrieren, basierend auf meiner Entfernung und der Größe und Qualität des Drahtes.

Was ich jedoch finde, ist, dass das Berühren des Bildschirms mit dem Draht eine Berührung zu registrieren scheint, auch ohne dass ich den Draht berühre. Gibt es also schon einen Strom im Kabel? Ist es die Art von Draht, die ich verwende? Ich hatte den Eindruck, dass ein Draht alleine keinen Strom hat und nur dann Strom durchlässt, wenn es eine externe Quelle gibt.

Kann ich irgendetwas tun, um den Draht zu entladen oder ihn irgendwie zu blockieren?

Vielen Dank an alle, die mich wissen ließen, wie genau kapazitive Touchscreens funktionieren. Ich hatte es falsch im Kopf.

Das Problem, das ich zu lösen versuche, ist, dass ich über den Touchscreen aus der Ferne mit meinem Telefon interagieren möchte. Gibt es Material, das ich zum Anhängen an den Bildschirm meines Telefons verwenden kann, um den Touchscreen so zu erweitern, dass er meinen Standort erreicht? Ich werde nur ein paar Meter außerhalb der Reichweite sein, und es muss nicht ausgefallen sein, einfach nur ein Berührungsereignis erkennen.

Mir ist klar, dass es eine seltsame Frage sein könnte. Wenn ich darauf keine Antwort bekomme, wähle ich unten immer noch eine Antwort aus. Aus dieser Frage habe ich bereits viel gelernt.

Das bedeutet, dass ich in der Lage sein sollte, mit ihm zu interagieren, solange ich einen kleinen Strom auf den Bildschirm bringen kann, den ich berühren möchte.

Nein, Sie "bringen" keinen Strom zum Gerät. Diese Geräte messen die Kapazität, nicht den Strom oder die Spannung. Die zusätzliche Kapazität durch Ihren Körper zurück zur Umgebungs- oder Schaltungsmasse wird ermittelt, indem untersucht wird, wie das kapazitive Pad auf einige speziell ausgewählte Signale reagiert.

Ich lehne Analogien generell ab, aber da Sie ein reiner Software-Typ sind und alle anderen darauf bestehen, mit Ihnen über Kapazität zu sprechen, werde ich mich der Geschichte annehmen.

Stellen Sie sich vor, Sie schießen Farbkugeln an eine Wand. Überall, wo du gegen die Wand stößt, ist ein Farbklecks. Es sei denn, es gibt eine Stelle, auf die Sie schießen, und wenn die Farbe darauf trifft, macht sie eine kleine Spur, aber ansonsten verschwindet die Farbe einfach. Wenn Sie nachforschen, stellen Sie fest, dass jemand eine Absaugvorrichtung an der anderen Seite der Wand angebracht hat. Da es sich bei der Wandtafel um Papier handelt, kann er die Farbe direkt hindurchziehen.

Der Mechanismus im Telefon funktioniert ähnlich. Es treibt eine Menge Elektronen auf die Rückseite des Glases. Normalerweise ist dies dann als Spannungsanstieg zu beobachten. Aber an der Stelle, an der sich Ihr Finger berührt, wird die Ladung von Ihrem Finger absorbiert und die Spannung an dieser Stelle wird erheblich reduziert. Wie es durch das Glas geht, hat damit zu tun, dass sich Ladungen gegenseitig anziehen und abstoßen, aber Sie sind nicht hierher gekommen, um Elektronik zu lernen, also freuen wir uns nur über diese vielen Erklärungen.

Vielleicht können Sie feststellen, dass ein auf dem Bildschirm platzierter Cent nicht genug Ladung abzieht, um von den Touch-Schaltkreisen registriert zu werden. Wenn dieser Cent jedoch an etwas Größeres wie Sie angeschlossen ist, wird jetzt genug Ladung abgezogen, um erkannt zu werden. Dies ähnelt eher dem Verhalten statischer Elektrizität als den klassischen Schaltkreisen mit Batterien, Drähten, Widerständen und Glühbirnen.

[Bearbeiten, zu adressieren, "Was kann ich tun ..."]

Ich weiß nicht, ob so etwas funktioniert, aber das Ziel ist es, eine Berührung zu simulieren, indem das Kabel über den Bildschirm wieder in das Bodensystem des Telefons eingekoppelt wird. Die Erdung (durch Auflegen des Telefons auf eine Metallplatte oder ein Blech) ist ebenfalls kapazitiv und entspricht dem Halten des Telefons in der Hand. Die Idee ist, dass der Transistorschalter die kurze Leitung über dem Bildschirm trennen kann und dass nicht genügend kapazitive Rückkopplung zum Steuerkreis (dem Computer, von dem Sie versuchen wollten, Berührungsereignisse zu generieren) vorhanden ist, um ihn auszulösen, wenn er ausgelöst wird sollte aus sein. Das Einschalten des Transistors würde das Kabel mit der Erdungsplatte verbinden und sollte dann ein Berührungsereignis im Telefon erzeugen.

[Bearbeiten: Ein Mitarbeiter sagt, die Streukapazität des FET wäre immer noch zu groß, um dies funktionieren zu lassen. Kostet allerdings nichts, um es zu versuchen.]

[Bearbeiten: Dieser Teil der Antwort ist eine Antwort auf den Kommentar unten]

Es geht nicht um die Masse; Es geht um die Oberfläche. Ein Blatt Folie kann mehr Ladung aufnehmen als ein Cent, obwohl es weniger wiegt. Bei einem Stück Draht geht es eher um die Länge. Ebenso wichtig ist, ob dieser Draht an irgendetwas befestigt ist. Wenn Sie es in der Hand halten, ist der Draht plus Ihr Körper in der Gleichung. Ihr Körper ist in diesem Experiment so gut wie ein Stück Metall. Und jedes Metall, sei es Kupfer, Nickel, Aluminium oder Stahl, funktioniert. Die einzige Voraussetzung ist, dass es Strom leitet.

Im Übrigen habe ich nur ein paar Metallgegenstände auf meinem Handy ausprobiert, und ich bin überrascht, dass Sie so viele Rückmeldungen vom Kabel erhalten. Ein Cent tut nichts, wenn ich ihn nicht mit dem Finger berühre. Wenn ich ein Viertel in der Hand halte und die Kante des Bildschirms berühre, erhalte ich nichts. Zwei machen es auch nicht. Drei seitlich gestapelte Elemente bieten ausreichend Kontakt, um den Bildschirm zu beeinflussen. Als nächstes versuchte ich es mit einer Büroklammer, die ich in der Hand hielt. Es würde nicht reagieren, wenn das abgerundete Ende auf den Bildschirm berührt würde. Ich musste es lange halten und die Seite berühren, um eine Reaktion zu erhalten. Eine Metallstange am Ende hatte keinen Einfluss auf den Bildschirm, aber das Berühren des anderen Endes mit meinem Finger löste eine Reaktion aus.

[Edit: @toolbear fragt nach dem "Boden"]

Die Spannung ist die Differenz zwischen zwei Potentialen. Das Ding, das die Spannung auf dem Bildschirm misst (und letztendlich nach der Wirkung Ihres Fingers sucht), hat eine Verbindung zu diesem Bildschirm und die andere zu einer Referenz, die mit ziemlicher Sicherheit die Erdung innerhalb des Telefons sein wird. Diese "Masse" ist eine übliche Verbindung im gesamten Telefon und wahrscheinlich auch zu seinen Metallteilen. Die Idee ist, dass, wenn Sie das Telefon in der Hand halten, eine kapazitive Kopplung zwischen Ihrer Hand und dem Boden im Telefon besteht. Verschiedene Vermutungen über den Erdboden könnten funktionieren, da letztendlich alles bis zu einem gewissen Grad kapazitiv an das Telefon gekoppelt wird. Und was "ein ungeerdetes, kapazitives Objekt mit ausreichender Oberfläche" betrifft, ist genau das, was in der Abbildung als Platte unter dem Telefon dargestellt ist.

Über das Ladegerät oder den USB-Anschluss kann möglicherweise eine Erdungsverbindung zum Telefon hergestellt werden, dies kann jedoch nicht garantiert werden. Das Öffnen des Telefons würde funktionieren, was jedoch für Endbenutzeranwendungen nur eingeschränkt praktikabel wäre.

Sie sind grundsätzlich nicht an einem Stromfluss interessiert, zumindest nicht von Ihrem tatsächlichen Körper. Deshalb funktioniert er über einen Kunststoff- oder Glasisolator. Er misst die Kapazität mehrerer Sensoren, indem er sie in der Regel mit einem konstanten Strom und einer konstanten Zeit auflädt und anschließend die resultierende Spannung misst.

Es registriert eine Kapazitätsänderung, weil Ihr Körper arbeitet, um als die Hälfte eines Kondensators zu wirken, oder einfach durch Hinzufügen von Kapazität ... Weil er in direktem Kontakt arbeiten kann, dh nicht als idealer Kondensator ...

In einem typischen Setup müssen nur einige pF hinzugefügt werden.

Tatsächlich müssen kapazitive Touchscreens nicht von einem Körper berührt werden, der Strom liefern kann, sondern sie erfassen, wenn sie von einem Leiter kontaktiert werden (siehe Wikipedia-Artikel zur kapazitiven Erfassung ). Da es sich bei Draht um einen prototypischen Leiter handelt, müssen Sie ihn nicht berühren, um ihn als provisorischen Stift zu verwenden.

Mir ist klar, dass ich zu spät dran bin, aber vielleicht kann diese Antwort für zukünftige Zuschauer nützlich sein. Dies wird auch nicht zum Thema gehören, da es sich eher um Stack-Overflow- oder Super-User-bezogene und weniger EE-bezogene Themen handelt. Es hört sich auch so an, als würde es Sie am meisten interessieren, eine Schnittstelle zum Touchscreen zu haben, und Sie sind nicht auf Ihre aktuelle Methode festgelegt.

Ich gehe auch davon aus, dass Sie ein Android-Gerät haben.

Für Sie (da Sie ein Programmierer sind) ist die Verwendung der Android Debug Bridge eine wesentlich bessere Oberfläche, um das Drücken von Touchscreens, Wischen, Zurück- und Home-Tasten zu simulieren.

Grundsätzlich besteht Ihr Hauptziel darin, ADB funktionsfähig zu machen. Es sind viele Ressourcen online, deshalb werde ich es hier nicht erklären. Sie müssen das Android SDK herunterladen , um es zu erhalten.

Verwenden Sie anschließend eine Eingabeaufforderung, um ADB-Befehle an Ihr Gerät zu senden.

Befehle wie:

adb shell input tap x y

Mit 'x' und 'y' als Pixelposition wird der Bildschirm gedrückt.