Администрирование Железо Как устроен стилус - перо ввода (S Pen) в смартфоне Samsung Galaxy Note GT-N7000 Mon, January 23 2017  

Поделиться

нашли опечатку?

Пожалуйста, сообщите об этом - просто выделите ошибочное слово или фразу и нажмите Shift Enter.

Как устроен стилус - перо ввода (S Pen) в смартфоне Samsung Galaxy Note GT-N7000 Печать
Добавил(а) microsin   

Недавно купил себе Samsung Galaxy Note - удивительный телефон с большим экраном на операционной системе Android. У телефона много приятных возможностей, но больше всего меня удивило перо ввода S Pen, которое имеет чувствительный к нажатию наконечник. Этим пером можно рисовать на экране Galaxy Note как карандашом на бумаге - чем сильнее нажатие, тем толще проводимая линия.

galaxy-note-spen

Кроме того, на пере есть кнопка, на которую пользователь может нажимать, и Galaxy Note это тоже чувствует. Кстати, купить это перо практически невозможно - на рынке, где торгуют запчастями и стилусами для смартфонов, этого пера просто нет. Все разводят руками и посылают в гарантийную мастерскую Samsung. А в этой мастерской эти перья стоят 700..800 рублей, и их нет - только на заказ с предоплатой, причем когда появятся - тоже никто не знает. Мне стало очень интересно, как это перо работает, и любопытство заставило одно такое перо расковырять.

S-Pen-IMG 1546

S-Pen-IMG 1553

S-Pen-IMG 1555

S-Pen-IMG 1557

S-Pen-IMG 1559

Теперь коротко о фактах, которые удалось выяснить после разборки.

1. Судя по постам в Интернете, экран у Samsung Galaxy Note - емкостный. Т. е. он должен реагировать на изменение емкости в определенной точке экрана, когда к нему подносят токопроводящий электрод - человеческий палец. Однако мне не удалось (с помощью тестера) обнаружить наличие какой-либо проводимости поверхности белого наконечника пера S Pen (на фото наконечник справа). Корпус пера тоже совершенно не проводит электричество - по крайней мере мультиметр ничего не показывает. Так что как перо при касании действует на емкостный экран - неясно.

2. В части пера возле наконечника имеется катушка (как выяснилось потом - это датчик, по переменной индуктивности которого определяется сила нажатия). Она состоит из 41 витка многожильного медного провода, намотанного виток к витку на сердечник, сделанный из феррита (он магнитится - если поднести магнит, то притягивается). От катушки идут провода к платке из текстолита.

3. При нажатии на кнопку стилуса срабатывает обыкновенная контактная микрокнопка. Она расположена ближе к катушке.

4. На тоненькой печатной плате, которая имеется в корпусе пера, расположено несколько конденсаторов и резисторов.

После "распила" перо осталось живым - оно пока еще работает. Теперь осталось вытащить платку и посмотреть, как она устроена - что за схема на ней собрана. Схема пера S Pen Galaxy Note оказалась несложная. Очевидно, что себестоимость такого пера на порядок меньше цены, которую за него запрашивают.

S-Pen-IMG 2311

S-Pen-Galaxy-schematic

Катушка-датчик нажатия L1 индуктивностью 18 мкГн припаяна с обратной стороны платы.

S-Pen-IMG 2309

Конструкция датчика нажатия тоже оказалась простой. Она состоит из резинового кольца 1, которое лежит между катушкой L1 с ферритовым сердечником и ферритовой чашкой 2. Пластмассовый наконечник пера 3 прижимает ферритовую чашку 2 к ферритовому сердечнику катушки L1. Чем пользователь сильнее давит на перо, тем ферритовая чашка ближе к катушке. Таким образом, сила нажатия влияет на индуктивность катушки L1.

S-Pen-IMG 2306

Теперь становится понятным принцип действия пера. В пере встроен колебательный контур, частота которого зависит от состояния кнопки S1 (частота резонанса меняется скачкообразно) и от силы давления на перо (частота резонанса также меняется, но плавно и незначительно). Простой расчет показывает [5], что при отпущенной кнопке частота резонанса составляет примерно 678.5 кГц (L=18 мкГн, C=3057 пф), а при нажатой кнопке примерно 641.5 кГц (L=18 мкГн, C=3418 пф). В самом телефоне наверняка есть генератор, частота которого близка к частоте резонанса контура в пере, и также есть приемник электромагнитного поля вблизи экрана. По интенсивности электромагнитного поля определяется сила нажатия на перо, и факт замыкания кнопки. Однако остается все же неясно, как определяются координаты X и Y пера на экране (т. е. в каком месте оно рисует).

Перемычки J1..J5, наборы конденсаторов C3..C11 и подстроечные конденсаторы C1 и C2 нужны для подстройки частоты резонанса колебательного контура пера.

[Ссылки]

1. Инструкция по разборке телефона Samsung Galaxy Note II (GT-N7000).
2. Сервис-мануалы телефонов Samsung (разборка, схемы, расположение элементов). Список моделей: A800, C100, C110, C130, C140, C170, C200, C260, C300, D410, D500, D520, D600, D600e, D720, D730, D800, D820, D830, D840, D900, E250, E300, E330, E360, E380, E500, E530, E570, E590, E620, E630, E700, E710, E720, E730, E740, E760, E770, E780, E790, E800, E820, E830, E840, E870, E900, F250, F300, F500, N500, P100, P510, S200, S500, U600, V200, X100, X140, X160, X200, X210, X300, X450, X460, X480, X500, X510, X520, X600, X630, X640, X650, X700, X810, X830.
3. Сервис-мануал телефона Samsung GT-i9001 (разборка, схема, список деталей, поиск неисправностей и ремонт).
4150830Samsung_GT-N7000_SVC_Manual_Schematics.zip - схема и сервис-мануал для телефона Samsung Galaxy GT-N7000.
5. Расчёт резонансной частоты колебательного контура.

 

Комментарии  

 
+4 #61 Максим 09.05.2016 06:59
Уважаемый автор, я после полугодового использования Note4 заметил, что перо моего смарта имеет запах (возможно, запах только появился) спаленной проводки. По Вашему мнению, исходя из опыта разборки и эксплуатации более ранней версии пера, чем это может быть вызвано? Может это вообще нормально для аналогичного гаджета?

microsin: не думаю, что с пере что-то сгорело. Скорее всего в Вашем пере применяются какие-то особенные материалы. С моим такого не наблюдалось.
Цитировать
 
 
+4 #60 Дмитрий 01.05.2016 02:20
Появилась проблема: на Samsung Galaxy Note4, купленном 2 недели назад, вдруг перестало писать перо в правой половине экрана. Утром ещё всё хорошо было, а вечером - перестало. Пока читал вопросы и ответы меня "осенило": а не связано ли это с тем, что я как раз вечером вставил телефон в чехол. Хороший чехол, за две тыщи рублей. Оказалось, что связано. В крышку чехла, что над экраном, встроен магнит.Хороший такой магнит. А сзади - железяка. Магнит и железяка "взаимодействуют " на расстоянии 1 см. Магнит настолько хороший, что спокойно удерживает телефон в чехле (а это 200 грамм, примерно) на дверке холодильника.
Вынул телефон из чехла (жаль-пропали 2 тыщи)и всё заработало. Надеюсь, что суперэкран Самсунга - это не кинескоп телевизора. Имел радость ПРОЙТИ МИМО телевизора с неодимовым магнитом.
Рад, если моя писанина кому-то поможет в решении проблемы.
Цитировать
 
 
-1 #59 Алина 07.03.2016 17:41
Что делать если закончились сменные стержни для стилуса и потерялся действующий? Где их можно приобрести?

microsin: можно заказать на сайтах aliexpress, ebay, dx.com. Можно купить/заказать в сервисной мастерской.
Цитировать
 
 
0 #58 Сергей 01.03.2016 15:48
Цитирую Сегей:
Заменил стержень. Теперь ещё не коснувшись экрана, а он уже пишет...
microsin: у Вас сбилась резонансная частота контура пера, поэтому наблюдаете такой эффект.

У меня та же проблема, подскажите как бороться с этим.

microsin: подстраивайте значения конденсаторов колебательного контура пера.
Цитировать
 
 
+1 #57 Леонид 28.01.2016 09:02
У меня самсунг n7000 уже 4-й год... все работает на ура. А вот стилус меня начал мучить со дня покупки. У моего товарища такой же телефон, но попробовал его стилус на своем телефоне, просто душа радуется как он работает. Мой же надо тупо надавливать на экран с хорошим нажимом на клавиатуру... что столь нежелательно! Помогите пожалуйста, кто знает как решить проблему? Как добавить чувствительност ь в стулусе, как аккуратно разобрать его, чтобы добраться до настроек?

microsin: никак не аккуратно и ни разу не разобрать. Стилус не предназначен для разборки. Забудьте, это расходный материал. Гораздо проще купить новый стилус на aliexpress, dx.com или ebay.
Цитировать
 
 
+3 #56 Дмитрий 22.01.2016 21:35
Спасибо за статью, очень понятно и подробно расписали, сразу видно разбираетесь во всём этом :-)

Решил вот тоже спросить, вдруг ответите... Купил китайскую копия стилуса за 0,86$. Похожа на оригинал, который у вас на фотках, но из элементов на плате только два постоянных конденсатора (похоже что C3 и C5) и кнопка, остального нет, хотя места и дорожки проведены.

Пришел с браком и стилус начинает рисовать ещё до касания экрана (где-то 1 см), т.е явно что-то с чувствительност ью. Но переменного конденсатора C1 нет, чтобы подрегулировать .

Деньги я вернул, но стало интересно, реально ли починить самостоятельно? Если да, то можете пожалуйста подсказать с чего начать? Подбирать C1? Или толка не будет без C3-C11 и перемычек? Может тогда проще попробовать что-нибудь с катушкой сотворить?

microsin: "творить" лучше не с катушкой, потому что это сложно, лучше попробовать подобрать емкости конденсаторов.
Цитировать
 
 
+1 #55 Кирилл 17.01.2016 03:39
Насколько я понимаю сейчас перо wacom купить для любого смартфона/планшета отдельно, и функциональност ь в нём будет такая же как у galaxy note, это так?

Вообще мне казалось что стилус в Note работает за счёт соединения по какому то беспроводному интерфейсу, вроде того, что с часами gear соединяет.

microsin: перо подойдет не к любому смартфону и планшету, а только к тому аппарату, где предусмотрено использование пера. Кроме того, вовсе не обязательно, что перо от одного планшета/смартфона подойдет к другому.
Цитировать
 
 
+2 #54 Джафа 22.12.2015 16:27
У меня :sad: телефон Самсунг гэлекси нотут 1-й, и на нём не работает ручка. Она работала работать после того, как я аппарат кинул сильно на пол. Указатель выходит, но ручка не работает. Как можно его починить, помогите если кто знает, буду очень рад :sad:

microsin: лучше конечно обратиться в сервис. Также можно попробовать заменить стилус, они продаются в Интернет-магазинах.
Цитировать
 
 
+2 #53 Елена сергеева 17.12.2015 17:23
При наборе смс стилусом (gm35yна ноут 4) печатает соседнюю букву, и в играх экран начинает прыгать! Это стилус или сенсор глючит? Телефону еще и года нет! Грустно!

microsin: попробуйте откалибровать стилус, и если это не поможет, то обращайтесь в сервисную мастерскую.
Цитировать
 
 
+1 #52 Hava 12.12.2015 14:16
У меня телефон зависает на несколько секунд и потом сам перезагружается , когда я достаю перо... и вообще не работает с пером. Из-за чего может такое быть??? :cry:
Цитировать
 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Top of Page