كثير من الناس ، وخاصة في منتصف العمر والشباب ، يستخدمون بنشاط الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وغيرها من أدوات العرض الذكية. ومع ذلك ، فكر القليل منهم في مبدأ تشغيل شاشة اللمس وأنواعها. دعونا نحاول فهم هذا بمزيد من التفصيل.
قصة اختراع
لأول مرة في العالم ، تم استخدام نموذج أولي لجهاز اللمس بواسطة Sam Hurst ، وهو مدرس من الولايات المتحدة الأمريكية. طور فكرة في عام 1970 لقراءة البيانات من عدد كبير من مسجلات الرسوم البيانية الشريطية. أصبحت أتمتة هذه العملية نوعًا من نقطة انطلاق لإنشاء شاشات تعمل باللمس ، تُعرف باسم Elotouch. نُشر تطوير مجموعة من زملاء Hurst في عام 1971 ، والذي تضمن تقنية مقاومة بأربعة أسلاك لتحديد نقاط اللمس.
يعتبر نظام PLATO IV أول مستشعر للكمبيوتر. كما تم إصداره في الولايات المتحدة الأمريكية نتيجة لدراسات خاصة تتعلق بحوسبة التعليم. تتكون من لوحة بلوك (256 قطعة) ، تعمل وفقًا لـمبدأ استخدام شبكة من تدفقات الأشعة تحت الحمراء.
الوصف
شاشة اللمس هي عنصر إلكتروني يصور المعلومات الرقمية عن طريق لمس سطح الشاشة. تتفاعل أنواع مختلفة من هذه الهياكل مع عدة لحظات أو عامل واحد محدد (التغير في السعة والمقاومة ، الاختلاف الحراري ، مؤشر خاص).
وفقًا لمبدأ التشغيل ، يتم تقسيم الشاشات التي تعمل باللمس على النحو التالي:
- إصدارات مقاومة.
- نماذج ماتريكس.
- خيارات سعوية.
- التعديلات الصوتية السطحية.
- أجهزة الاستشعار البصرية وأنواعها.
دعونا ننظر في نماذج العرض الشائعة لهذه الفئة والنطاق والميزات والفوائد.
كيف تعمل شاشات اللمس المقاومة
هذا هو أبسط نوع من الشاشات. إنه يتفاعل مع تحول قوة المقاومة في منطقة لمس جسم معين وسطح العرض. تتضمن التكنولوجيا الأكثر شيوعًا والأولية عنصرين رئيسيين في تصميمها:
- لوح - ركيزة من البوليستر أو بوليمر مشابه ، لا يتجاوز سمكها بضع عشرات من الجزيئات. يعمل الجزء الشفاف على توصيل الجسيمات الحالية.
- غشاء بلاستيكي رقيق ينقل الضوء.
كلتا الطبقتين مغطيتان بطبقة مقاومة خاصة. بينهما عوازل مجهرية على شكل كرة
أثناء التشغيل ، ينثني الغشاء عند التلامس معهالركيزة ، ونتيجة لذلك تم إغلاق الدائرة. يتفاعل جهاز التحكم مع المحول التناظري إلى الرقمي مع العملية ، ويحسب قيمة المقاومة الأولية والحالية ، وكذلك إحداثيات نقطة الاتصال. أظهرت هذه الأجهزة بسرعة جوانبها السلبية ، ونتيجة لذلك قام المهندسون بتحسين التصميم بإضافة سلك خامس.
استخدم
نظرًا لمبدأ التشغيل البسيط لشاشة اللمس ذات التكوين المقاوم ، يتم استخدامها في كل مكان. ميزات التصميم:
- تكلفة منخفضة
- مقاومة التأثيرات البيئية ، باستثناء درجات الحرارة السلبية ؛
- رد فعل جيد للتلامس مع أي شيء مناسب غير حاد.
يتم تثبيت هذه الشاشات على محطات التجديد وتحويل الأموال وأجهزة الصراف الآلي وغيرها من الأجهزة المعزولة عن البيئة. يتم تعويض ضعف حماية الشاشة من التلف من خلال وجود طبقة طلاء واقية.
كيف تعمل شاشات اللمس السعوية
هذا النوع من وظائف العرض يأخذ في الاعتبار قدرة الأشياء ذات السعة المتزايدة على التحول إلى موصلات للتيار الكهربائي المتناوب. الجهاز عبارة عن لوح زجاجي بطبقة مقاومة. تطبق الأقطاب الكهربائية الموضوعة في الزوايا جهدًا ضعيفًا على الطبقة الموصلة. أثناء التلامس ، يتم ملاحظة تسرب التيار إذا كان الجسم يحتوي على سعة كهربائية أكبر من الشاشة. يتم إصلاح التيار في أجزاء الزاوية ، والمعلومات منالمؤشرات تذهب إلى وحدة التحكم للمعالجة ، والتي تحسب منطقة اللمس.
النماذج الأولى تستخدم التيار المباشر. أدى هذا إلى تبسيط التصميم ، ومع ذلك ، فقد فشل إذا لم يكن المستخدم على اتصال بالأرض. من حيث الموثوقية ، تتجاوز هذه الأجهزة نظيراتها المقاومة بحوالي 60 مرة (مصممة لـ 200 مليون نقرة). مستوى الشفافية - 0 ، 9 ، درجة حرارة التشغيل الدنيا - تصل إلى -15 درجة مئوية
سلبيات:
- قلة رد الفعل تجاه اليد التي ترتدي القفاز ومعظم الأجسام الغريبة ؛
- طلاء مع موصل يقع في الطبقة العليا ، مما يسبب التعرض للضغط الميكانيكي ؛
- إنها مناسبة للمحطات الداخلية.
إصدارات الإسقاط السعوية
يعتمد مبدأ تشغيل شاشة اللمس للهواتف الذكية لبعض التكوينات على هذا النوع. يتم تطبيق شبكة قطب كهربائي على السطح الداخلي للجهاز ، والتي ، عند ملامستها لجسم الإنسان ، تشكل سعة مكثف. بعد لمس الشاشة بإصبع ، تقوم المستشعرات والميكروكونترولر بمعالجة المعلومات ، ويتم إرسال الحسابات إلى المعالج الرئيسي.
الميزات:
- تحتوي هذه التصميمات على جميع إمكانيات أجهزة الاستشعار السعوية ؛
- يمكن تجهيزها بطبقة طلاء يصل سمكها إلى 18 ملم ، مما يوفر حماية إضافية ضد الصدمات الميكانيكية ؛
- تتم إزالة الملوثات الموجودة على الأجزاء الموصلة التي يصعب الوصول إليها باستخدام طريقة البرنامج.
التكوينات المحددة مثبتة على العديد من الأجهزة الشخصية والمحطات الطرفية التي تعمل في الهواء الطلق تحت الغطاء. من الجدير بالذكر أن شركة آبل تفضل أيضًا الشاشات التكاثفية المتوقعة.
تعديلات المصفوفة
هذه إصدارات مبسطة من تقنية المقاومة. تم تجهيز الغشاء بعدد من الموصلات الرأسية ، الركيزة - مع نظائرها الأفقية. مبدأ تشغيل شاشة اللمس: عند لمسها ، يتم حساب النقطة التي حدث عندها اتصال الموصلات ، يتم إرسال المعلومات المستلمة إلى المعالج. وهذا بدوره يحدد إشارة التحكم ، وبعد ذلك يتفاعل الجهاز بطريقة معينة ، على سبيل المثال ، يقوم بإجراء معين لزر معين.
الميزات:
- بسبب العدد المحدود من الموصلات ، هناك معدل دقة منخفض ؛
- السعر هو الأدنى بين جميع أجهزة الاستشعار ؛
- يتم تنفيذ وظيفة اللمس المتعدد عن طريق استقصاء نقطة العرض بنقطة.
يستخدم النموذج المشار إليه حصريًا في الأجهزة المتقادمة ، ولا يتم استخدامه عمليًا في العصر الحديث بسبب ظهور حلول مبتكرة.
الإشارات الصوتية السطحية
كيف تم تجهيز شاشة اللمس للهواتف القديمة بتقنية مماثلة. الشاشة عبارة عن لوحة زجاجية يتم فيها دمج أجهزة الاستقبال (قطعتان) ويتم وضع المحولات الكهرضغطية في زوايا متقابلة.
من المولد ، يتم توفير إشارة كهربائية ترددية للمحولات ، من حيث سلسلة منتنتشر البقول بواسطة عاكسات. يتم التقاط الموجات بواسطة أجهزة الاستشعار ، وإعادتها إلى PET ، حيث يتم تحويلها مرة أخرى إلى تيار كهربائي. علاوة على ذلك ، تذهب المعلومات إلى وحدة التحكم ، حيث يتم تحليلها.
عند لمس الشاشة تتغير خصائص الموجة مع امتصاص جزء من الطاقة في مكان معين. بناءً على هذه المعلومات ، يتم حساب نقطة وقوة الاتصال. الشاشات في هذه الفئة متوفرة بسماكة 3 أو 6 ملم ، مما يسمح لك بتحمل ضربة خفيفة من يدك دون عواقب.
عيوب:
- مخالفة العمل في ظروف الاهتزاز والرج ؛
- عدم الاستقرار لأي تلوث
- تداخل بسبب الإشارات الصوتية لتكوين معين ؛
- دقة منخفضة تجعلها غير قابلة للاستخدام في الرسم
أنواع أخرى
الجهاز ومبدأ تشغيل الشاشات التي تعمل باللمس ، والتي يتم استخدامها في أغلب الأحيان ، تمت مناقشتها أعلاه. فيما يلي قائمة بعروض التكوينات التي لا تحظى بشعبية:
- شاشات بصرية - تدعم اللمس المتعدد ، بما في ذلك آثار الأقدام الكبيرة.
- نماذج الأشعة تحت الحمراء - مغطاة بأزواج من الصمامات الثنائية الباعثة للضوء ، تتفاعل مع اللمس من خلال متحكم.
- خيارات الحث - مجهزة بملف خاص وشبكة من الموصلات الحساسة ، تستخدم على الأجهزة اللوحية باهظة الثمن.
كما ترى ، هناك عدة خيارات لشاشات اللمس. الخيار متروك دائمًا للمستهلك.
