Разбираем графический планшет

Графические планшеты являются очень удобным инструментом для работы с
графикой. Движение пера переводится в цифровую форму, и вместе с
информацией о силе нажатия формируется виртуальное представление следа
от инструмента, например кисти. Перо данного планшета уронили, от чего
оно постоянно рапортовало о нажатии. Совместим его переборку с разбором
принципа работы графического планшета.

Общий вид графического планшета Wacom graphire A6:

Особенностью планшетов Wacom является патентованная технология с
беспроводным питанием пера. Перо не требует батарейки, от чего
выигрывает в весе. Разобранное перо:

Видно, что на обоих концах имеется полый феритовый сердечник с
катушкой, которая в переменном электромагнитном поле, создаваемом
планшетом, генерирует напряжение, которое используется для питания. Оба
конца снабжены идентичными сенсорами давления (само перо и “ластик” с
обратной стороны) и двумя кнопками. Вся функциональность реализована на
специализированной микросхеме, изготовленной по спецзаказу.

Обратная сторона:

Видно, что имеется некоторое количество перемычек, замыкаемых
капелькой припоя. Таким образом производитель например выпускает одну
плату для всех видов перьев, что экономически целесообразно, а градацию
по функциям создает при помощи этих перемычек.

Данное перо имеет пьезоэлектрический датчик давления. Маленький
диск из пьезокерамики имеет металлизацию с одной стороны. С другой
стороны к нему прикасается проводящая резинка. Когда перо покоится –
давление на пьезокерамику не передается и потенциал на ее сторонах равен
нулю. Когда перо касается наконечником планшета, наконечник давит на
диск, из-за чего появляется разность потенциалов на сторонах диска. Чем
сильнее давление – тем выше разность потенциалов.Значение потенциала
оцифровывается Аналогово-цифровым преобразователем (АЦП) и передается в
виде цифрового кода в планшет, а из него в компьютер.

Центральный электрод:

Контакт к проводящей резинке с краю.

Сам планшет снабжен сетью проводников. Горизонтальных с одной
стороны:

Вертикальных с другой стороны:

Вместе они образуют сетку, что видно на просвет:

Точный алгоритм работы мне не известен, но предполагаю он
следующий:
Электроника планшета комутирует проводники так, что бы протекающий через
них ток создал переменное электромагнитное поле. Затем происходит
определение координат пера по искажению электроматнитного поля,
вносимого катушкой пера. Перо, располагая данными о силе нажатия и
нажатых на пере клавишах передает их в планшет дополнительно модулируя
электромагнитное поле планшета, например закорачивая приемную катушку,
аналогично тому, как это делают пассивные RFID метки.

Источник – http://licrym.org