Wie man einen kapazitiven Touchscreen ohne menschliche Hand bedient

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

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

Ich lehne Analogien im Allgemeinen ab, aber da Sie ein reiner Software-Typ sind und alle anderen darauf bestehen, mit Ihnen über Kapazität zu sprechen, werde ich mich für die Geschichte entscheiden.

Stellen Sie sich vor, Sie feuern Farbkugeln auf eine Wand. Überall, wo Sie gegen die Wand stoßen, gibt es einen Farbklecks. Außer dass es eine Stelle gibt, auf die Sie schießen, und wenn die Farbe darauf trifft, hinterlässt sie eine kleine Markierung, aber ansonsten verschwindet die Farbe einfach. Als Sie nachforschen, stellen Sie fest, dass jemand ein Sauggerät an der anderen Seite der Wand befestigt hat, und da die Wandplatte aus Papier besteht, kann sie die Farbe direkt durchziehen.

Der Mechanismus im Telefon macht eine ähnliche Sache. Es treibt ein paar Elektronen auf die Rückseite des Glases. Normalerweise ist dies dann als Spannungsanstieg zu beobachten. Aber an der Stelle, die Ihr Finger berührt, wird die Ladung von Ihrem Finger absorbiert und die Spannung an dieser Stelle wird erheblich reduziert. Wie es durch das Glas funktioniert, hat mit der Tatsache zu tun, dass sich Ladungen anziehen und abstoßen, aber Sie sind nicht hierher gekommen, um Elektronik zu lernen, also werden wir uns über so viele Erklärungen freuen.

Vielleicht können Sie sehen, dass ein auf dem Bildschirm platzierter Cent nicht genug Ladung abzieht, um von den Berührungsschaltkreisen registriert zu werden, aber wenn dieser Cent mit etwas Größerem wie Ihnen verbunden ist, wird jetzt genug Ladung abgezogen, um erkannt zu werden. Dies ähnelt eher dem Verhalten statischer Elektrizität als den klassischen Schaltungen mit Batterien, Drähten, Widerständen und Glühbirnen.

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

Ich weiß nicht, ob so etwas zum Laufen gebracht werden kann, aber das Ziel ist es, eine Berührung simulieren zu können, indem das Kabel über den Bildschirm zurück in das Erdungssystem des Telefons gekoppelt 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 es nicht genügend kapazitive Kopplung zurück zum Steuerschaltkreis (dem Computer, von dem Sie versuchen wollten, Berührungsereignisse zu generieren) geben würde, um ihn auszulösen wenn es sollte aus sein. Das Einschalten des Transistors würde die Leitung mit der Masseplatte 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. Probieren kostet aber nichts.]

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

Es geht nicht um die Masse; es geht um die Fläche. Eine Folie kann mehr Ladung aufnehmen als ein Zehncentstück, obwohl sie weniger wiegt. Bei einem Stück Draht kommt es eher auf die Länge an. Ebenso wichtig ist, ob dieser Draht an irgendetwas befestigt ist. Wenn Sie es in der Hand halten, dann ist der Draht plus Ihr Körper in der Gleichung. Dein 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.

Übrigens habe ich gerade ein paar Metallgegenstände auf meinem Telefon ausprobiert, und ich bin überrascht, dass Sie so viele Reaktionen über das Kabel erhalten. Ein Cent tut nichts, wenn ich ihn nicht mit meinem Finger berühre. Wenn ich einen Vierteldollar in der Hand halte und den Rand des Bildschirms berühre, bekomme ich nichts. Zwei tut es auch nicht. Drei, seitlich gestapelt, bieten genügend Kontakt, um den Bildschirm zu beeinflussen. Als nächstes versuchte ich es mit einer Büroklammer, die ich in der Hand hielt. Es reagierte nicht, wenn das abgerundete Ende den Bildschirm berührte. Ich musste es lange halten und die Seite berühren, um eine Reaktion zu bekommen. Eine hochkant stehende Metallstange hatte keinen Einfluss auf den Bildschirm, aber wenn ich das gegenüberliegende Ende mit meinem Finger berührte, reagierte er.

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

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 Masse im Telefon sein wird. Diese "Masse" ist eine gemeinsame Verbindung im gesamten Telefon und wahrscheinlich zu seinen Metallteilen. Die Idee ist, dass, wenn Sie das Telefon in der Hand halten, eine kapazitive Kopplung zwischen Ihrer Hand und der Masse im Telefon besteht. Was verschiedene Vermutungen über die Erdung betrifft, so können sie funktionieren, weil alles letztendlich bis zu einem gewissen Grad kapazitiv mit dem Telefon koppeln wird. Und was "ein nicht geerdetes, kapazitives Objekt mit ausreichender Oberfläche" betrifft, genau das wird in der Abbildung als Platte unter dem Telefon gezeigt.

Das Ladegerät oder der USB-Anschluss bieten möglicherweise eine Masseverbindung zum Telefon, dies ist jedoch nicht garantiert. Das Öffnen des Telefons, um darauf zuzugreifen, würde funktionieren, aber das wäre in Bezug auf Endbenutzeranwendungen nur begrenzt praktikabel.

Sie haben im Grunde kein Interesse an einem Stromfluss, zumindest nicht aus Ihrem eigentlichen Körper, deshalb funktioniert es durch einen Kunststoff- oder Glasisolator. Es misst die Kapazität mehrerer Sensoren, indem es sie im Allgemeinen mit einem konstanten Strom und einer konstanten Zeit auflädt und dann die resultierende Spannung misst.

Es registriert eine Kapazitätsänderung, weil Ihr Körper arbeitet, um als halber Kondensator zu fungieren, oder einfacher, indem es Kapazität hinzufügt ... Weil es in direktem Kontakt arbeiten kann, dh nicht als idealer Kondensator ...

In einem typischen Setup müssen nur ein paar pF hinzugefügt werden.

Mir ist klar, dass ich zu spät dazu komme, aber vielleicht kann diese Antwort für zukünftige Zuschauer nützlich sein. Dies wird auch nicht zum Thema gehören, da es sich eher auf Stack-Overflow oder Super User und weniger auf EE bezieht. Es hört sich auch so an, als würden Sie sich hauptsächlich um eine Schnittstelle zum Touchscreen kümmern und sich nicht auf Ihre aktuelle Methode konzentrieren.

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

Bequem für Sie (da Sie ein Programmierer sind), verwendet eine deutlich bessere Schnittstelle die Android Debug Bridge, um das Drücken von Touchscreens, Wischen, Zurück- und Home-Tasten zu simulieren.

Grundsätzlich ist es Ihr Hauptziel, ADB zum Laufen zu bringen. Es gibt viele Ressourcen online, also werde ich es hier nicht erklären. Sie müssen das Android SDK herunterladen , um es zu erhalten.

Verwenden Sie danach 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 auf den Bildschirm gedrückt.

Tatsächlich müssen kapazitive Touchscreens nicht von einem Körper berührt werden, der Strom liefern kann, sondern sie erkennen, wenn sie von einem Leiter kontaktiert werden (siehe Wikipedia-Artikel über kapazitive Sensorik ). Da Draht ein prototypischer Leiter ist, müssen Sie ihn nicht berühren, um ihn als provisorischen Stift zu verwenden.