Точність і якість роботи акустичних сенсорних пристроїв зростуть.

Стаття опублікована в журналі «Вісник ПНІПУ. Електротехніка, інформаційні технології, системи управління».

Основний процес сенсорних пристроїв полягає в визначенні точки дотику екрану, як, наприклад, працюють наші смартфони. Але якщо використовувати аналогічні технології в складних промислових умовах – на виробництвах, в хімічних лабораторіях, в сільському господарстві, в управлінні різною технікою, то на них впливають різні погодні умови, хімікати, температура, вологість і пил. Ці фактори призводять до збоїв сенсорного обладнання та його некоректної роботи.

Тому для їх експлуатації в подібних середовищах потрібно створення інноваційних алгоритмів і моделей ідентифікації точки дотику екрану, які забезпечили б задану точність локалізації та високу швидкодію пристроїв.

Вчені Пермського Політеху працюють над створенням такого пристрою, який для визначення місця дотику фіксує звукові хвилі, що поширюються по поверхні сенсорного екрану. Обчислювальна система – це одна з найважливіших частин його якісного функціонування. Політехніки пропонують ефективний метод її розробки, який дозволить всьому пристрою надійно працювати в різних агресивних середовищах.

Подібні акустичні пристрої, що працюють на фіксації звуку від дотику, не забезпечують необхідної точності в визначенні точки натискання. Її або недостатньо, або система занадто чутлива, що призводить до хибних спрацьовувань і помилок в ідентифікації координат точки дотику.

«Етапи створення нашої обчислювальної системи включають в себе аналіз умов, в яких буде експлуатуватися сенсорний екран (приміщення, відкритий повітря, море, пустеля), а також допустимий розмір пристрою, необхідну точність і швидкість роботи. Вже на основі цієї інформації підбираються відповідні матеріали, які не поглинають звукові хвилі, і розраховується швидкість звуку в них», – поділився Олексій Козін, аспірант, асистент кафедри «Автоматика і телемеханіка» ПНІПУ, основний розробник сенсорного пристрою та його обчислювальної системи.

При моделюванні екрану політехніки виявили найкраще розташування пристроїв, що реєструють звук. Якщо розмістити їх в неактивній частині сенсора (по краях), точність локалізації місця дотику досягає 100 відсотків.

Метод, що пропонується вченими, при розробці обчислювальної системи дозволяє враховувати всі необхідні параметри – габарити, матеріал екрану, точність локалізації дотику, швидкість відгуку та чутливість.

«Ми використовуємо комплексний підхід, який включає розробку математичної моделі функціонування сенсорного пристрою, створення способу локалізації місця дотику, комп'ютерне моделювання, програмну реалізацію для керуючого мікроконтролера та проведення експериментів на дослідному зразку», – розповідає Володимир Фрейман, професор кафедри «Автоматика і телемеханіка» ПНІПУ, доктор технічних наук, науковий керівник проекту.

Розроблений вченими ПНІПУ метод може бути ефективно застосований для створення обчислювальних систем акустичних сенсорних пристроїв широкого спектра призначення. Його реалізація дозволяє підвищити надійність, швидкодію та точність локалізації сенсора в складних умовах експлуатації. Розробка може бути затребувана на промислових підприємствах Пермського краю і не тільки, зокрема, в її апробації зацікавлене ПАТ «ПНППК».