بسیاری از مردم، به ویژه افراد میانسال و جوان، فعالانه از تلفن های هوشمند، تبلت ها و سایر ابزارهای نمایشگر هوشمند استفاده می کنند. با این حال، تعداد کمی از آنها به اصل عملکرد صفحه نمایش لمسی و انواع آنها فکر می کردند. بیایید سعی کنیم این را با جزئیات بیشتری درک کنیم.
داستان اختراع
برای اولین بار در جهان، نمونه اولیه دستگاه لمسی توسط سام هرست، معلمی از ایالات متحده آمریکا مورد استفاده قرار گرفت. او در سال 1970 ایده خواندن داده ها از تعداد زیادی ضبط کننده نمودار نواری را توسعه داد. اتوماسیون این فرآیند به نوعی سکوی پرشی برای ساخت نمایشگرهای لمسی موسوم به Elotouch شده است. توسعه گروهی از همکاران هرست در سال 1971 منتشر شد که شامل یک فناوری چهار سیم مقاومتی برای تعیین نقاط تماس بود.
سیستم PLATO IV به عنوان اولین حسگر رایانه در نظر گرفته می شود. همچنین در ایالات متحده آمریکا در نتیجه مطالعات ویژه مربوط به کامپیوتری کردن آموزش منتشر شد. این شامل یک پانل بلوک (256 قطعه) بود که مطابق با آن عمل می کرداصل استفاده از شبکه ای از جریان های مادون قرمز.
شرح
صفحه نمایش لمسی یک عنصر الکترونیکی است که با لمس سطح مانیتور اطلاعات دیجیتال را به تصویر می کشد. انواع مختلف این سازه ها به چند لحظه یا یک عامل خاص (تغییر در ظرفیت و مقاومت، اختلاف حرارتی، اشاره گر ویژه) واکنش نشان می دهند.
طبق اصل عملکرد، صفحه های لمسی به شرح زیر تقسیم می شوند:
- نسخه های مقاومتی.
- مدل های ماتریسی.
- گزینه های خازنی.
- اصلاحات سطحی-آکوستیک.
- سنسورهای نوری و انواع آنها.
بیایید مدل‌های نمایشگر رایج این دسته، دامنه، ویژگی‌ها و مزایا را در نظر بگیریم.
چگونه صفحه نمایش های لمسی مقاومتی کار می کنند
این ساده ترین نوع مانیتور است. به تغییر نیروی مقاومت در ناحیه لمس یک جسم خاص و سطح نمایشگر واکنش نشان می دهد. رایج ترین و ابتدایی ترین فناوری شامل دو عنصر اصلی در طراحی آن است:
- پانل بستر از پلی استر یا پلیمر مشابه که ضخامت آن از چند ده مولکول بیشتر نمی شود. بخش شفاف برای هدایت ذرات فعلی عمل می کند.
- غشای پلاستیکی نازک رساننده نور.
هر دو لایه با یک پوشش مقاومتی ویژه پوشانده شده اند. بین آنها عایق های توپی شکل میکروسکوپی قرار دارند.
در طول عملیات، غشاء در تماس با آن خم می شودبستری که در نتیجه مدار بسته می شود. کنترل کننده با مبدل آنالوگ به دیجیتال به عملیات واکنش نشان می دهد و مقدار مقاومت اولیه و جریان و همچنین مختصات نقطه تماس را محاسبه می کند. چنین دستگاه هایی به سرعت جنبه های منفی خود را نشان دادند، در نتیجه مهندسان با افزودن سیم پنجم طراحی را بهبود بخشیدند.
استفاده
با توجه به اصل ساده عملکرد صفحه نمایش لمسی پیکربندی مقاومتی، از آن در همه جا استفاده می شود. ویژگی های طراحی:
- کم هزینه؛
- مقاومت در برابر تأثیرات محیطی، به جز دمای منفی؛
- واکنش خوب به تماس با هر جسم مناسب غیر تیز.
اینگونه نمایشگرها بر روی پایانه های شارژ و انتقال پول، دستگاه های خودپرداز و سایر دستگاه هایی که از محیط جدا هستند نصب می شوند. محافظت ضعیف مانیتور در برابر آسیب با وجود یک پوشش محافظ جبران می شود.
چگونه صفحات لمسی خازنی کار می کنند
این نوع نمایشگر با در نظر گرفتن توانایی اجسام با ظرفیت افزایش یافته برای تبدیل به هادی جریان الکتریکی متناوب عمل می کند. این دستگاه یک پنل شیشه ای با پوشش مقاومتی است. الکترودهایی که در گوشه ها قرار می گیرند ولتاژ ضعیفی را به لایه رسانا اعمال می کنند. در حین تماس، اگر جسم دارای ظرفیت الکتریکی بیشتری نسبت به صفحه باشد، نشت جریان مشاهده می شود. جریان در قسمت های گوشه ثابت است، و اطلاعات ازنشانگرها برای پردازش به سمت کنترلر می روند که ناحیه لمسی را محاسبه می کند.
اولین مدل ها از جریان مستقیم استفاده می کردند. این طراحی را ساده کرد، اما اگر کاربر با زمین تماس نداشت، شکست خورد. از نظر قابلیت اطمینان، این دستگاه ها حدود 60 برابر (برای 200 میلیون کلیک طراحی شده) از همتایان مقاومتی فراتر می روند. سطح شفافیت - 0، 9، حداقل دمای عملیاتی - تا -15 درجه سانتیگراد.
معایب:
- عدم واکنش به دستکش و اغلب اجسام خارجی؛
- پوشش با هادی در لایه بالایی قرار دارد که باعث حساسیت به تنش مکانیکی می شود؛
- آنها برای پایانه های داخلی مناسب هستند.
نسخه های پروجکشن خازنی
اصل عملکرد صفحه نمایش لمسی گوشی های هوشمند برخی از پیکربندی ها بر اساس این نوع است. یک شبکه الکترود بر روی سطح داخلی دستگاه اعمال می شود که در تماس با بدن انسان، یک خازن خازن ایجاد می کند. پس از لمس صفحه نمایش با انگشت، سنسورها و میکروکنترلر اطلاعات را پردازش می کنند، محاسبات به پردازنده اصلی ارسال می شود.
ویژگی ها:
- این طرح ها تمام قابلیت های سنسورهای خازنی را دارند؛
- آنها را می توان به یک پوشش فیلم تا ضخامت 18 میلی متر مجهز کرد که محافظت بیشتری در برابر ضربه های مکانیکی ایجاد می کند؛
- آلودگی‌های قسمت‌های رسانا که دسترسی به آنها سخت است با استفاده از روش نرم‌افزاری حذف می‌شوند.
پیکربندی‌های مشخص شده روی بسیاری از دستگاه‌های شخصی و پایانه‌هایی که در فضای باز تحت پوشش کار می‌کنند، نصب می‌شوند. شایان ذکر است که اپل همچنین از مانیتورهای خازنی پیش بینی شده حمایت می کند.
اصلاحات ماتریس
اینها نسخه های ساده شده فناوری مقاومتی هستند. غشاء با تعدادی هادی عمودی مجهز شده است، بستر - با آنالوگ های افقی. اصل عملکرد صفحه لمسی: هنگام لمس، نقطه ای که در آن تماس هادی ها رخ داده محاسبه می شود، اطلاعات دریافت شده به پردازنده ارسال می شود. این به نوبه خود سیگنال کنترل را تعیین می کند و پس از آن دستگاه به روش مشخصی واکنش نشان می دهد، به عنوان مثال، یک عمل اختصاص داده شده به یک دکمه خاص را انجام می دهد.
ویژگی ها:
- به دلیل تعداد محدود رسانا، میزان دقت پایینی وجود دارد؛
- قیمت کمترین در بین همه سنسورها است؛
- عملکرد چند لمسی با نظرسنجی نقطه به نقطه نمایشگر اجرا می شود.
مدل نشان داده شده به طور انحصاری در دستگاه های منسوخ استفاده می شود، به دلیل ظهور راه حل های نوآورانه عملاً در دوران مدرن استفاده نمی شود.
سیگنال های صوتی سطحی
چگونه صفحه نمایش لمسی تلفن های اولیه به فناوری مشابه مجهز شد. صفحه نمایش یک صفحه شیشه ای است که گیرنده ها (دو تکه) در آن تعبیه شده اند و ترانسفورماتورهای پیزوالکتریک در گوشه های مخالف قرار گرفته اند.
از ژنراتور، یک سیگنال الکتریکی فرکانس به مبدل ها عرضه می شود، از آنجا یک سری ازپالس ها از طریق بازتابنده ها منتشر می شوند. امواج توسط حسگرها گرفته می شوند و به PET بازگردانده می شوند و در آنجا دوباره به جریان الکتریکی تبدیل می شوند. علاوه بر این، اطلاعات به کنترل کننده می رود که در آن تجزیه و تحلیل می شود.
هنگامی که صفحه را لمس می کنید، ویژگی های موج با جذب بخشی از انرژی در یک مکان خاص تغییر می کند. بر اساس این اطلاعات، نقطه و نیروی تماس محاسبه می شود. نمایشگرهای این دسته با ضخامت فیلم 3 یا 6 میلی‌متر موجود هستند که به شما امکان می‌دهد در برابر ضربه خفیف دست خود بدون عواقب مقاومت کنید.
عیوب:
- تخطی کار در شرایط لرزش و لرزش؛
- ناپایداری در برابر هرگونه آلودگی؛
- تداخل ناشی از سیگنال های صوتی با پیکربندی خاص؛
- دقت کم آنها را برای طراحی غیرقابل استفاده می کند.
گونه های دیگر
دستگاه و اصل عملکرد صفحه نمایش های لمسی که بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند، در بالا مورد بحث قرار گرفته است. در زیر لیستی از نمایش‌های پیکربندی‌های غیرمحبوب آمده است:
- مانیتورهای نوری - پشتیبانی از چند لمسی، از جمله ردپای بزرگ.
- مدل های مادون قرمز - پوشیده شده با جفت LED فوتودیود، به لمس از طریق یک میکروکنترلر واکنش نشان می دهند.
- گزینه های القایی - مجهز به یک سیم پیچ خاص و شبکه ای از هادی های حساس که در تبلت های گران قیمت استفاده می شود.
همانطور که می بینید، چندین گزینه برای صفحه نمایش لمسی وجود دارد. انتخاب همیشه به عهده مصرف کننده است.
