Администрирование Железо Как устроен стилус - перо ввода (S Pen) в смартфоне Samsung Galaxy Note GT-N7000 Wed, November 22 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. 121105GalaxyNoteII.zip - инструкция по разборке телефона Samsung Galaxy Note II (GT-N7000).
2. 170313samsung.zip - 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. 170313samsung-GT-i9001-Manual.zip - 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  

 
0 #71 m951 07.11.2017 09:22
Этим стилусом можно пользоваться на смартфонах с обычным емкостным экраном для более точного позиционировани я при нажатии?

microsin: экран должен быть специальный, предназначенный для этого стилуса.
Цитировать
 
 
-1 #70 Aleks 14.02.2017 07:23
Не попадался ли стилус от Asus Fonepad Note6? Потерял свой, хочу чем-нибудь заменить. По типу похож на этот. Не знаю, на какой частоте работает. Хотел узнать, в каких пределах регулируется частота в этом стилусе, может удастся его применить, а то родных от Asus-плафона вообще нет! Я думаю потому, что каждый стилус настраивается под свой плафон на заводе /8-)
Цитировать
 
 
-2 #69 Светлана 22.01.2017 21:26
Самсунг галакси ноут 4. Сегодня выронила свой телефон, садясь в машину, после похоже, проехала по нему. Пропажу достаточно быстро обнаружила, нашла минут через 15-20 в снегу... с телефоном все в порядке (по крайней мере, на первый взгляд). Спустя примерно час - полтора на выставке ради интереса опробовала на своем телефоне чужой стилус -ручку. К вечеру обнаружила, что родной стилус начал работать уже с расстояния, то есть, без касания экрана, а только лишь при наведении на какой либо значок, он открывает эту программу... проводит линии на расстоянии... что делать? Работу на телефоне без стилуса не представляю. Что повлияло на это - охлаждение в снегу, посторонний стилус? В сервисе это чинят?

microsin: на работу стилуса могло повлиять падение, наезд и попадание влаги, когда телефон лежал в снегу. Вражеский стилус не мог внести неисправность. В сервисе чинят.
Цитировать
 
 
+1 #68 Михаил 06.01.2017 16:24
Цитирую Дмитрий:
Появилась проблема: на Samsung Galaxy Note4, купленном 2 недели назад, вдруг перестало писать перо...

Дмитрий, огромное спасибо за ваш ответ. Столкнулся с такой же проблемой. Уже хотел нести новый телефон в мастерскую. Тут увидел ваше сообщение о том что виноват в этом чехол. Действительно снял и всё заработало. Ещё раз спасибо!
Цитировать
 
 
0 #67 Данька 27.11.2016 15:10
После замены экрана экран Samsung galaxy note 8.0 перестал обнаруживать его на экране, да и вообще не реагирует на S-pen. Подскажите, можно ли как нибудь это исправить, не относя в сервис?
Цитировать
 
 
-1 #66 Василий 08.10.2016 15:11
Перестал работать стилус на планшете самсунг ноут 10.1. Как выяснилось, дело в обложке, без нее все ок, хотя 6 лет работал стилус без замечаний. Вопрос: если произошло намагничивание экрана, безопасно ли его размагнитить устройством для размагничивания экранов трубочных TV?

microsin: размагнитите, но не факт, что при этом не сгорит электронная начинка телефона. Не советую этого делать. Лучше вытащите железки и магниты из чехла телефона.
Цитировать
 
 
-2 #65 Константин 31.08.2016 23:21
Note 2, уронил стилус на пол, после этого он стал писать только с нажатой кнопкой, и то - на небольшом расстоянии от экрана (если касаться экрана, то линия прерывистая). А без нажатия кнопки стилус находится в режиме ластика (стирает нарисованные линии). Заказал уже на Ebay новый, но все же интересно - можно вылечить?

microsin: можно, но придется разбирать стилус, и подстроить в нем емкость колебательного контура. Также нужно внимательно его просмотреть на отсутствие механических повреждений, иначе при ударе проблема повторится.
Цитировать
 
 
-1 #64 GEN 06.07.2016 12:56
Этот стилус такой же, как у ASUS VIVO TAB 8 NOTE?
Цитировать
 
 
0 #63 Юлия 21.06.2016 22:26
Цитирую Дмитрий:
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 2 тысячи 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 тысячи), 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.

Это отрицательно не скажется на телефоне или экране? У меня тоже, как оказалось такой чехол!
Цитировать
 
 
+5 #62 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
 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Top of Page