Читать книгу Интерактивная доска: выбор, применение и рекомендации - Павел Гнесюк, Павел Борисович Гнесюк - Страница 6

При производстве интерактивных досок производители используют различные технологии, по которым определяется положение пишущего инструмента на доске, что соответствует типу интерактивной доски. Используемые технологии при производстве интерактивных досок разделяются на четыре основных типа:

Сенсорная аналого-резистивная технология;

Электромагнитная технология;

Лазерная технология;

Ультразвуковая – инфракрасная технология.

5.1. Сенсорная аналого-резистивная технология

Аналого-резистивная интерактивная доска представляет собой многослойную панель. Ее верхняя поверхность покрыта устойчивой к повреждениям полиэфирной жесткой пленкой. Интерактивная доска устойчива к повреждениям. Аналого-резистивная доска имеет матовую поверхность, которая рассеивает падающий свет. Поверхность доски обладает небольшой мягкостью, что обеспечивает незначительное продавливание при нажатии.

Внутри аналого-резистивной доски содержатся два слоя пластичного резистивного материала с воздушной прослойкой между ними. Образование прослойки происходит в результате того, что поверхность одного из двух резистивных листов имеет большое число миниатюрных изолирующих выступов. У досок обратной проекции резистивные листы изготавливаются из оксида олова и индия. По краям резистивных слоев подсоединяются полосные электроды: У первого листа по боковым сторонам; У второго – снизу и сверху.

При нажатии на верхнюю поверхность доска прогибается. В точке нажатия резистивные листы контактируют. С помощью специальной коммутирующей схемы происходит вычисление горизонтальных и вертикальных координат нажатия. Такая технология обычно оформляется по четырех проводной топологии. Кроме того, на базе аналого-резистивной технологии бывает пяти проводная и восьми проводная топология.

Разрешение аналого-резистивной интерактивной доски равняется, как правило, тысячам точек по вертикали и горизонтали. К примеру, разрешение наиболее известных интерактивных досок SMART Board канадской фирмы SMART Technologies – 4000x4000 точек, а модель Webster американской корпорации PolyVision – 8000x8000. Если принимать в расчет разрешение стандартного проектора (1024x768) этих характеристик вполне достаточно.

Электронные схемы аналого-резистивных досок выдают до 80 пар координат в секунду. Такой показатель достаточен для решения образовательных задач. В тоже время следует обратить внимание, что скорость реакции этих досок ограничена по ряду показателей. Это вязкость пластика, используемого при производстве интерактивных досок, быстродействие электронной системы доски, производительность компьютера.

Те, кто используют аналогово-резистивную интерактивную доску, говорят, что ее главной достопримечательностью является способность ее «мягкой» поверхности взаимодействовать с помощью любого объекта, в том числе пальца. Будучи в силах коснуться поверхности пальцем позволяет эффективно общаться с интерактивной доской и в первую очередь младшим школьникам. Использование термина «мягкая поверхность» не должно быть истолковано как недостаточная прочность долговечность интерактивной доски.

Главным недостатком аналого-резистивной доски является достаточно большая задержка при плавном передвижении маркера или пальца по лицевой поверхности интерактивной доски.

При работе с сенсорной аналого-резистивной доской можно не пользоваться специальными маркерами, несмотря на то, что в комплекте поставки иногда бывают разноцветные маркеры. Для работы достаточно использовать просто палец или любой подходящий предмет.

Сенсорные интерактивные доски, построенные на базе аналого-резистивной технологии, изготовляются компаниями PolyVision, SMART Technologies, Egan TeamBoard, Interactive Technologies, QOMO, Returnstar Technology. Интерактивные доски компании Returnstar Technology под брендом IQBoard серий PS также представлены на российском рынке.

Принцип позирования интерактивных досок IQBoard серий PS основан на сенсорной резистивной технологии пяти проводной топологии. Срабатывание интерактивной доски осуществляется от нажатия пальцем или другим твердым предметом. При нажатии поверхности доски происходит соприкосновение двух проводящих слоев. Координаты касания слоев передаются в компьютер по USB кабелю.

На рисунке представлена схема срабатывания аналого-резистивной интерактивной доски пяти проводной топология. На заднем стекле нанесено резистивное покрытие с четырьмя электродами по углам. Изначально все четыре электрода находятся под напряжением +5В, а мембрана заземлена. Уровень напряжения на мембране постоянно отслеживается преобразователем. Когда ничто не касается сенсорного экрана, напряжение равно нулю. При нажатии на экран, микропроцессор улавливает изменение напряжения мембраны и начинает вычислять координаты касания следующим образом:

На два правых электрода подаётся напряжение +5В, левые заземляются. Напряжение на экране соответствует X-координате.

Y-координата считывается подключением к +5В обоих верхних электродов и к «земле» обоих нижних.

5.2. Электромагнитная технология

Электромагнитная интерактивная доска – это доска, интерактивность которой обеспечивается электромагнитно-индукционной технологией. Интерактивные доски электромагнитной технологии в отличие от резистивных досок имеют твердую поверхность. Внутри доска имеет слоистую структуру. В слоистой структуре содержатся решетки, из часто расположенных вертикальных и горизонтальных координатных проводников. Для работы с интерактивной доской электромагнитной технологии требуется использовать электронный маркер (перо). При помощи катушки индуктивности, расположенной на кончике маркера, электромагнитные сигналы наводятся на координаты проводников, номера которых определяют месторасположения кончика маркера. Маркеры могут быть активными и пассивными.

Активный маркер питается от батарей или получает энергию по проводу, которым привязан к доске. Пассивный маркер работает от наводимого в катушке напряжения. В некоторых моделях интерактивных досок, используемые маркеры способны различать силу нажатия, что удобно для применения в программах рисования. Кончик маркера может располагаться на некотором удалении от поверхности (до 10 мм), благодаря чему можно работать поверх размещенных на доске плакатов. Кроме маркеров изготовители могут предлагать электронные ластики. Отклик электромагнитных досок осуществляется несколько быстрее, чем у аналого-резистивных досок. Скорость выдачи информации составляет в пределах 100—120 пар координат в секунду, время реакции ограничивается лишь производительностью компьютера. Интерактивные доски электромагнитной технологии не чувствительны к нажатию рукой и другими предметами, а маркеры для них обычно имеют клавиши мыши.

5.3. Принцип работы беспроводного маркера

Внутри электромагнитной интерактивной доски имеется сетка токовых линий, создающая слабое высокочастотное электромагнитное поле. При излучении поля электрические импульсы с частотой более 100 раз в секунду поочередно пробегают по проводам сетки. Внутри маркера имеется резонансный контур, настроенный на частоту этих импульсов, создающих электромагнитное поле. В контуре маркера индуцируются электрические колебания, фаза которых зависит от местоположения маркера относительно координатной сетки токовых линий.

Электромагнитные интерактивные доски выпускают компании QOMO, GTCO Cal Comp, Promethean, Sahara Interactive, Returnstar Technology, Julong Educational Technology Co., Ltd.

На российском рынке популярны электромагнитные интерактивные доски IQBoard серии ET компании Returnstar Technology и IPBoard от Classic Solution и Julong Educational Technology Co., Ltd, компания Trace Board. Преимуществом электромагнитных досок является антивандальность и надежность конструкции, которая устойчива к механическим ударам и царапинам, т.е. электромагнитная доска может продолжать работать даже при наличии вмятин и сквозных пробоин. Электромагнитная доска обладает высоким быстродействием и, при рисовании не ощущается задержка. Присутствие маркера ощущается не только при непосредственном касании, но и рядом с поверхностью. К недостаткам следует отнести необходимость наличия специальных маркеров на батарейках типа ААА.

5.4. Лазерная технология

В интерактивных досках лазерной технологии используются два инфракрасных лазерных угломера. Как правило, лазерные угломеры размещаются по углам в верхней части доски. Зеркало угломера вращается с постоянной угловой скоростью. Инфракрасный луч угломера сканирует поверхность доски, переходя из одной ее точки к другой. Лучи инфракрасных лазеров отражаются от «воротничка» маркера и регистрируются фотодатчиками. Система запоминает угол поворота зеркала в момент фиксации отраженного блика. Затем на основании расстояния между угломерами и значений углов встроенный микропроцессор вычисляет координаты кончика пера. Для работы с лазерной интерактивной доской требуется использовать специальный маркер.

Для уменьшения ошибок позиционирования маркер следует держать перпендикулярно поверхности доски. Информация о нажатии на кнопки посылается в систему посредством ультразвука (для этого электронный маркер оснащается батарейкой) или сигнала какого-либо другого вида. Маркеры разного цвета и электронный ластик система различает по оптическим свойствам отражающего «воротничка». Основное достоинство лазерной интерактивной доски состоит в том, что сама доска может быть сделана из любого материала, в том числи из толстого стального листа. Недостаток лазерной интерактивной доски – случайное перекрытие луча лазера докладчиком, в результате чего процесс измерения координат может быть нарушен. На лазерную интерактивную доску можно навешивать плакаты и работать поверх них. Лазерные интерактивные доски выпускаются компанией PolyVision. Их производство является наиболее дорогим.

5.5. Ультразвуковая – инфракрасная технология

В интерактивных досках ультразвуковой и инфракрасной технологии, используются инфракрасные и ультразвуковые датчики, которые определяют положение электронного маркера. Электронный маркер испускает одновременно и инфракрасный свет, и ультразвук. Размещенные по углам доски инфракрасные датчики и ультразвуковые микрофоны принимают сигналы, и встроенная электронная система по разности времени их прихода вычисляет координаты маркера. Скорость выдачи информации в пределах 80 пар координат в секунду.

Электронный маркер работает от батарейки, как и электронный ластик. Основной недостаток ультразвуковой/инфракрасной доски состоит в том, что необходимо использовать специальный электронный маркер.

На случай, когда нужно «оцифровать» традиционную презентацию или лекцию, проводимую с использованием маркерной доски, предлагаются специальные насадки для обычных маркеров.

Интерактивные доски с использованием ультразвуковой – инфракрасной технологии выпускают компании Hitachi, Panasonic и Returnstar. Поскольку набор ультразвуковых микрофонов и ИК-датчиков с блоком преобразователя не зависит от вида, материала и размеров доски, он может быть исполнен в виде отдельного изделия, которое крепится к любой маркерной доске и настраивается под любые размеры рабочего поля. Подобные решения, предлагают компании Emkotech, Luidia, mimio и Quartet.

5.6. Плазменные технологии

Существуют и другие пока, что экспериментальные технологии, которые в будущем будут представлять интерес. Одна из таких технологий называется плазменной. Плазменные технологии – это еще один способ создания интерактивной поверхности.

Они представляют собой сенсорный слой, толщиной 1.5-2.5 см, превращающий обычную плазменную панель в интерактивное устройство. Выпускают интерактивные насадки по размеру большинства имеющихся в продаже панелей (диапазон от 32 до 60 дюймов).