Calibration 4선 저항막 방식과 아날로그 정전압 방식의 캘리브레이션 디지텍시스템스 R&D 백재현

모른다!! Calibration이란 무엇인가? 쉽게 말해서 ‘장치’와 ‘터치스크린’의 좌표를 일치 시켜주는 작업 터치 스크린에서 왼쪽 위를 터치하면 터치스크린은 눌린 곳이 왼쪽 위라는 것을 알까?? 모른다!! 정확히는, 캘리브레이션을 하지 않으면 모른다! 정말 간단히 생각해서, 터치 스크린을 180도 돌려서 끼웠는데 그냥 터치 한다고 해서 바로 동작이 되는 것이 절대 아니다!! ->다시 변경된 좌표에 맞춰서 보정작업(캘리브레이션)을 해줘야 한다.

캘리브레이션의 예 터치스크린 모니터 캘리브레이션을 하면 된다! 어떻게 보정할 것인가!?

4선 저항막 방식의 캘리브레이션 I – 캘리브레이션 식 도출 5V 0V Detect 전압값이 선형(Linear)으로 균등하다. 즉 수학적으로 나타내면 F(x) = ax + b 로 나타낼 수 있다. (x는 raw data, F(x)는 보정된 좌표)

4선 저항막 방식의 캘리브레이션 II – 이상적인 보정 좌표에 대해 1/8M, 1/8M Min Value : 0 Max Value : M (12bit에서 4096) 7/8M, 7/8M Left Top (LT)의 이상적인 좌표 (x,y) : (1/8M , 1/8M) Right Bottom(RB)의 이상적인 좌표 : (x,y) : (7/8M, 7/8M) 실제 터치 스크린은 전압 분포가 이상적으로 이루어 져 있지 않기 때문에 1차 선형 함수를 사용하여 해당 지점의 보정 좌표를 이상 좌표에 맞춰주어야 한다.

4선 저항막 방식의 캘리브레이션 III – 연립방정식의 도출 F(x) : 보정 후 Xlt : 보정 전 LEFT TOP x raw 값 Xrb : 보정 전 RIGHT BOTTON x raw 값 a : 1차 계수 (구해야 하는 미지수1) b : 상수 (미지수2) F(x) = ax + b 1/8M = aXlt + b //Xlt는 raw 값 -> constant 7/8M = aXrb + b //Xrb는 raw 값 -> constant ------------------------------- 이의 연립 방정식을 풀어서 a와 b를 구한다.

4선 저항막 방식의 캘리브레이션 IV – 선형대수 이용 1/8M = aXlt + b 7/8M = aXrb + b 이를 행렬식으로 표현하면 ( )( ) = ( ) Xlt 1 a 1/8M Xrb 1 b 7/8M 이를 모두 계산하면 a = -3M/4(Xlt-Xrb) b = 1/8M – aXlt 가 나온다. F(x) = ax + b 이므로 x값에 대한 캘리브레이션은 이렇게 완료 되었다. y값에 대해서도 반복하면 된다. => ( )=( )( ) a Xlt 1 1/8M b Xrb 1 7/8M -1

4선 저항막 방식의 캘리브레이션 V – 연립 방정식의 해 구하기 이용 1/8M = aXlt + b 7/8M = aXrb + b 이를 연립 방정식의 해를 구하는 방식으로 구해보면 1/8M = aXlt + b -------(1) 7/8M = aXrb + b -------(2) – (2) => -3M/4 = (Xlt-Xrb)a a = -3M/4(Xlt-Xrb) ----- ((Xlt-Xrb)는 0이 아니므로) b = 1/8M – aXlt ----- ((1)에서 b에 관해 정리)

4선 저항막 방식의 캘리브레이션 VI – xy축의 변경 만약 터치 스크린의 전압 센싱 방향이 아래와 같이 모니터의 방향과 반대라면 Y X X Y 터치스크린 모니터 우선 센싱 방향이 반대인 것은 raw값을 좀만 비교해보면 쉽게 알 수 있기 때문에 방향을 체크하는 방법은 제외하겠다. 계산할 때 y에 대한 계산은 x처럼 해주고 x에 대한 계산은 y처럼 한 후에 출력을 F(x) = ay + b /// F(y) a’x + b’ 로 바꾸어 주면 된다.(x, y 교체) 축이 바뀌지 않은 경우의 출력은 F(x) = ax + b /// F(y) = a’y + b’ 이다.

정전압 방식의 캘리브레이션 I – 캘리브레이션 식 정전압 터치스크린의 전압 분포는 위와 같은 형태(xy함수 식)로 이루어 져 있기 때문에 이론적으로 알려져 있는 이상적인 캘리브레이션 데이터 공식은 F(x,y) = ax + by + cxy + d 이다.

정전압 방식의 캘리브레이션 II – 캘리브레이션 구역의 구분 1/35M, 1/35M 1/2M, 1/35M 34/35M, 1/35M lt t rt l c r lb b rb 2 3 4 1/35M, 1/2M 1/2M, 1/2M 34/35M, 1/2M 1/35M, 34/35M 1/2M, 34/35M 34/35M, 34/35M 구역을 많이 나눌 수록 세밀하고 정확해 지므로 9점을 찍어서 4구역으로 나누어 캘리브레이션을 진행한다.

정전압 방식의 캘리브레이션 III – 캘리브레이션 구하기 1/35M, 1/35M 1/2M, 1/35M 34/35M, 1/35M lt t rt l c r lb b rb 2 3 4 1/35M, 1/2M 1/2M, 1/2M 34/35M, 1/2M 1/35M, 34/35M 1/2M, 34/35M 34/35M, 34/35M 함수식이 F(x,y) = ax+by+cxy+d이고 a,b,c,d 4개의 미지수를 구해야 하기 때문에 4개의 식이 필요하다. 우선 1 구역의 x관련 인자를 구하는 식을 보면 1/35M = aXlt + bYlt + cXltYlt + d 1/2M = aXt + bYt + cXtYt + d 1/35M = aXl + bYl + cXlYl + d 1/2M = aXc + bYc + cXcYc + d 이와 같은 과정을 모든 구역에 대해, x,y에 대해 모두 계산하여 각각의 abcd를 구한다.

정전압 방식의 캘리브레이션 IV – 구역 구분의 활용 1/35M, 1/35M 1/2M, 1/35M 34/35M, 1/35M lt t rt l c r lb b rb 2 3 4 1/35M, 1/2M 1/2M, 1/2M 34/35M, 1/2M 1/35M, 34/35M 1/2M, 34/35M 34/35M, 34/35M 이후 사용할 때는 아래의 식으로 구역을 구분하고 If(x < Xc && y < Yc) x인지 y인지에 따라 abcd값을 결정한 후에 F(x,y) = ax + by + cxy + d 에 넣어서 보정된 좌표를 구한다.

끝 감사합니다