18.01.2011

ماهو الفرق شاشات سعوية,مستعمل في ايفونوغيرها من الأجهزة المحمولة الحديثة، من أنواع أخرى من شاشات اللمس؟ وهل هذا هو المستقبل؟

لقد كنت مقتنعا مرارا وتكرارا بأن المستخدمين العاديين لا يدركون تماما وجود أنواع مختلفة من شاشات اللمس، وتفاجأوا حقا عندما علموا أن عدم استجابة شاشة جهاز الاتصال الذي تم شراؤه حديثا للدس المعتاد بقلم رصاص ليس على الإطلاق علامة على وجود خلل. إنها مجرد شاشة مختلفة، مبنية على تقنية مختلفة. حتى أن بعض البائعين يرتبكون في القراءات، وينسبون عرض نوع واحد إلى خصائص الأنواع الأخرى. لذا، سنقوم أولاً بإجراء برنامج تعليمي موجز، وبعد ذلك ستتمكن من التمييز بين أنواع الشاشات المختلفة حرفيًا عن طريق اللمس. وبعد ذلك سنتحدث عن أي منهم هو المستقبل.

تستخدم الأجهزة المحمولة الحديثة - الهواتف الذكية وأجهزة الاتصال والمشغلات - نوعين من شاشات اللمس: مقاومو بالسعة. علاوة على ذلك، فإن أكثر من 90% من جميع شاشات اللمس اليوم هي من النوع المقاوم، على الرغم من وجود اتجاه واضح بالفعل نحو زيادة حصة الشاشات السعوية.

للتوقف عن الخلط، تذكر فقط:الشاشات المقاومة حساسة للضغط، في حين أن الشاشات السعوية حساسة للمس. يرجع هذا الاختلاف إلى تصميم شاشات العرض، ومن المستحيل من حيث المبدأ تدريب شاشة سعوية على التعرف على مكابس القلم الرصاص، على سبيل المثال.

الشاشة المقاومة عبارة عن شاشة عرض بلورية سائلة زجاجية يتم تطبيق غشاء مرن عليها. يتم تطبيق تركيبة مقاومة على جوانب الاتصال، ويتم تقسيم المسافة بين الطائرات بواسطة عازل. يتم توصيل الأقطاب الكهربائية (أربعة أو ثمانية أو خمسة أو ستة وسبعة) بحواف اللوحات. من السهل تخمين أنه عند الضغط عليه، تتلامس الشاشة والغشاء عند نقطة الضغط، ويتم حساب إحداثياتهما عن طريق تطبيق التيار بشكل تسلسلي على الصفائح العلوية والسفلية وقياس الجهد عند نقطة تلامس لوحات. ولهذا السبب يمكنك الضغط على مثل هذه الشاشة بأي شيء صلب - من ظفر وقلم إلى قلم رصاص أو عود ثقاب، وسوف يعمل.

نظرًا لتصميمها، فإن الشاشات المقاومة، وخاصة الطبقة الموصلة الخاصة بها، تخضع للتآكل التدريجي، ولهذا السبب هناك حاجة إلى معايرة دورية للشاشة. أبسط وأرخص الشاشات ذات الأقطاب الأربعة يمكنها تحمل 3 ملايين نقرة فقط على نقطة واحدة. عدة مرات أكثر موثوقية - ما يصل إلى 35 مليون نقرة - هي خمسة أسلاك، حيث توجد أربعة أقطاب كهربائية على لوحة الشاشة، والخامس على غشاء مطلي بتركيبة موصلة ويعمل فقط كنوع من "المسبار". بالإضافة إلى ذلك، تستمر الشاشات ذات الأسلاك الخمسة وتعديلاتها 6 و7 أسلاك في العمل حتى في حالة تلف جزء من الغشاء.

تشمل عيوب الشاشات المقاومة أيضًا انتقال الضوء المنخفض - لا يزيد عن 70-85٪، الأمر الذي يتطلب زيادة سطوع الإضاءة الخلفية. لكن إنتاج هذه الشاشات رخيص للغاية، وهو ما يفسر توزيعها على نطاق واسع.

عادةً ما تكون شاشة اللمس السعوية عبارة عن لوحة زجاجية يتم تطبيق طبقة من مادة مقاومة شفافة عليها. يتم تثبيت الأقطاب الكهربائية في زوايا اللوحة، مما يوفر جهدًا متناوبًا منخفض الجهد للطبقة الموصلة. وبما أن جسم الإنسان قادر على توصيل التيار الكهربائي ولديه بعض السعة، فعند لمس الشاشة يظهر تسرب في النظام. يتم تحديد موقع هذا التسرب، أي نقطة الاتصال، بواسطة وحدة تحكم بسيطة تعتمد على البيانات الواردة من الأقطاب الكهربائية الموجودة في زوايا اللوحة.

لا توجد أغشية مرنة على الشاشة، مما يضمن موثوقية عالية ويسمح لك بتقليل سطوع الإضاءة الخلفية. لسوء الحظ، لا يمكنك وخزهم بقلم أو ظفر، حيث لن يتم التعرف على الأمر ببساطة. فقط بإصبعك. مثل هذه الشاشة أيضا لا تحب درجات الحرارة السلبية: في أحسن الأحوال، تنخفض دقة تحديد الإحداثيات؛

لسوء الحظ، على أبسط شاشة سعوية، والتي تم تثبيتها الآن في أرخص هواتف "اللمس"، من المستحيل تنظيم واجهة متعددة اللمس "متعددة الأصابع" - أربعة أقطاب كهربائية في الزوايا قادرة على تسجيل نقرة واحدة فقط على وقت. شاشات العرض السعوية المسقطة خالية من هذا العيب، حيث يتم تطبيق شبكة كاملة من الموصلات (أو صفوف من الأقطاب الكهربائية) على الجزء الخلفي من الشاشة، والتي يتم توفير تيار ضعيف لها، ويتم تحديد نقطة الاتصال بنقاط ذات زيادة السعة. بالمناسبة، هذه الشاشات قادرة على الاستجابة حتى لنهج اليد (وبالتالي لليد التي ترتدي القفاز) - كل هذا يتوقف على إعدادات الحساسية.

يعتقد العديد من الخبراء، ليس بدون سبب، أن الشاشات المقاومة أصبحت شيئًا من الماضي، والشاشات السعوية هي المستقبل. في الواقع، مجرد الانتقال من نظام الإدخال الميكانيكي الكهربائي إلى نظام كهربائي بحت هو بالتأكيد تقدم. لقد زادت الموثوقية والدقة في تحديد الإحداثيات، واختفت الحاجة إلى المعايرة، وظهرت واجهة "متعددة الأصابع".

لقد حفز الابتعاد عن شاشات العرض المقاومة على تطوير واجهات مستخدم سلسة حقًا ومُحسّنة للتحكم بالإصبع. في أجهزة الاتصال الحديثة، لم تعد هناك حاجة إلى توجيه جزء صغير من عناصر الواجهة المجهرية الموروثة من أنظمة التشغيل "الكبيرة". يرجى ملاحظة أن أحدث إصدار من Windows Phone 7 لا يشبه على الإطلاق بقية عائلة "نوافذ الهاتف المحمول" للأجيال السابقة، حيث لم يكن هناك ما يمكن الاستغناء عنه بدون قلم صغير.

سيلاحظ المتشككون أنه لم يعد بإمكانك الرسم على شاشة سعوية باستخدام قلم بلاستيكي عادي أو أي شيء عشوائي، أو كتابة مذكرة يدويًا. للقيام بذلك، سيتعين عليك شراء قلم خاص بسعة كهربائية. حتى أن شركة HTC حصلت على براءة اختراع لهذا القلم السعوي وتطلب حوالي 30 دولارًا مقابله. ولكن كم مرة نرسم على هواتفنا أو نستخدم الكتابة اليدوية؟ كما يقولون في بعض الدوائر، أقل قليلاً من أي وقت مضى. لكن الأجهزة اللوحية التي تعمل باللمس للرسم تستخدم تقنيات مختلفة تمامًا، ولا تذهب إلى أي مكان.

السبب الوحيد الذي يجعل الشاشات المقاومة لا تزال تحتل نصيب الأسد من السوق هو أنها رخيصة للغاية. بالإضافة إلى ذلك، على مدى عدة سنوات، تمكن جميع كبار البائعين من إنتاج مثل هذا العدد من الهواتف المتنوعة للغاية وغير الرخيصة على الإطلاق مع شاشات مقاومة، والتي ستكون مثل الموت بالنسبة لهم لكتابتها على الفور في فئة عفا عليها الزمن. على أية حال، سيكون هناك المزيد والمزيد من الأجهزة ذات الشاشات السعوية، وعدد أقل وأقل من الأجهزة ذات الشاشات المقاومة. في غضون سنوات قليلة، لن نتذكر حتى أننا قمنا ذات مرة بوضع شرائح رفيعة خاصة في شاشة الهواتف الذكية.

أو الهاتف الذكي، يقرأ الشخص الكثير من المراجعات والمراجعات، بينما يضيع ببساطة في وفرة المصطلحات الجديدة وغير المفهومة. على سبيل المثال، قد يكون لدى هذا المستخدم سؤال: شاشة مقاومة - ما هي؟ ليست هناك حاجة لإثبات أن الجزء الرئيسي من الجهاز اللوحي هو الشاشة. ولهذا السبب يستحق فهم هذا المفهوم الصعب.

- ما هذا؟

يخفي هذا المصطلح العرض الذي يتم إنتاجه باستخدام التقنية التي تحمل الاسم نفسه. بفضل هذا، من الممكن ضمان خصائصه الخاصة بالمقارنة مع النوع الشائع الثاني - شاشة سعوية. يجدر بنا أن نفهم بمزيد من التفصيل ما هي هذه التكنولوجيا، وكذلك ما تعنيه لمستخدم معين. ولتبسيط الأمر، بشكل عام، بفضل هذه الميزات، من الممكن تحويل قلم أو ظفر إلى شيء مثل فأرة الكمبيوتر. يشتمل المستشعر على طبقتين: زجاج وغشاء بلاستيكي خاص. توجد طبقة عازلة بينهما. يؤدي انحراف الغشاء إلى الزجاج، أي ملامسة هاتين الطبقتين، إلى تغيير في مستوى المقاومة، الذي يسجله الجهاز نفسه، والذي يتم من خلاله تحديد نقطة تأثير القلم.

إذا نظرنا في ما هي الشاشة المقاومة، فمن المفيد تحديد كيفية التعبير عن كل هذا في الممارسة العملية، لأنه من الناحية النظرية قد يبدو غريبا للغاية. ولهذا السبب يجدر النظر في ميزات هذه التكنولوجيا بالمقارنة مع التكنولوجيا السعوية من أجل فهم مزاياها وعيوبها. من بين المزايا الأساسية لهذه الشاشات تكلفتها المنخفضة. هذه التكنولوجيا بسيطة للغاية وتم اختبارها جيدًا، وبفضلها يمكن إنشاء نماذج منخفضة التكلفة للهواتف والأجهزة اللوحية وأجهزة القراءة الإلكترونية بناءً عليها. هذا الجهاز موثوق للغاية، لأن الزجاج المستخدم قوي جدًا. إذا تم تجهيز الأداة بمستشعر جيل جديد - شاشة بخمسة أسلاك، فستكون موثوقة بشكل خاص، لأنها ليست خائفة حتى من الفواصل أو التخفيضات الفردية في الغشاء الخارجي.

إذا نظرنا إلى نوع الشاشة المقاوم، تجدر الإشارة إلى أن له أيضًا عيوبًا معينة. من المقبول عمومًا أن الأجهزة التي تستخدم مثل هذه الشاشات تنقل صورًا أقل تباينًا وأكثر سطوعًا. لا تسمح هذه الأجهزة باللمس المتعدد، أي استخدام بعض الحركات المعقدة، على سبيل المثال، نشر أصابعك للتكبير - لن تسمح الشاشة المقاومة بذلك.

ما هو هذا، أنت تفهم بشكل عام. الآن ينبغي القول أن المستخدم الذي يختار هذه الأداة أو تلك لديه بالفعل فكرة جيدة عما يحتاجه بالضبط، لأنه يستطيع لمس الشاشة بيديه، وهنا لا يحتاج إلى إتقان أي مفاهيم مجردة مثل قوة المعالج أو إصدار نظام التشغيل.

من المهم ملاحظة أنه لا ينبغي استبعاد هذا النوع من الأجهزة لمجرد أن سعره أقل. في هذه الحالة، الأرخص لا يعني الأسوأ، بل يعني فقط أنك لن تحتاج إلى دفع مبالغ زائدة مقابل الميزات التي لا تحتاجها شخصيًا. الآن أنت تفهم ما تعنيه الشاشة المقاومة.

لا تستطيع شاشات الأجهزة الحديثة عرض الصور فحسب، بل تسمح لك أيضًا بالتفاعل مع الجهاز من خلال أجهزة الاستشعار.

في البداية، تم استخدام شاشات اللمس في بعض أجهزة كمبيوتر الجيب، واليوم تُستخدم شاشات اللمس على نطاق واسع في الأجهزة المحمولة والمشغلات وكاميرات الصور والفيديو وأكشاك المعلومات وما إلى ذلك. علاوة على ذلك، يمكن لكل جهاز من الأجهزة المدرجة استخدام نوع أو آخر من شاشات اللمس. حاليًا، تم تطوير عدة أنواع من لوحات اللمس، وبالتالي فإن لكل منها مزاياه وعيوبه. في هذه المقالة سوف نلقي نظرة على أنواع شاشات اللمس الموجودة، ومزاياها وعيوبها، وأي نوع من شاشات اللمس أفضل.

هناك أربعة أنواع رئيسية من شاشات اللمس: مقاوم، سعوي، مع الكشف عن الموجات الصوتية السطحية والأشعة تحت الحمراء . في الأجهزة المحمولة، يوجد اثنان فقط الأكثر انتشارًا: مقاوم وسعوي . الفرق الرئيسي بينهما هو حقيقة أن الشاشات المقاومة تتعرف على الضغط، بينما تتعرف الشاشات السعوية على اللمس.

شاشات اللمس المقاومة

هذه التكنولوجيا هي الأكثر انتشارا بين الأجهزة المحمولة، وهو ما يفسر بساطة التكنولوجيا وانخفاض تكاليف الإنتاج. الشاشة المقاومة هي شاشة LCD يتم فيها تركيب لوحين شفافين، مفصولتين بطبقة عازلة. تتميز اللوحة العلوية بالمرونة، حيث يضغط عليها المستخدم، بينما يتم تثبيت اللوحة السفلية بشكل صارم على الشاشة. يتم تطبيق الموصلات على الأسطح التي تواجه بعضها البعض.

شاشة تعمل باللمس مقاوم

يقوم المتحكم الدقيق بتزويد الجهد على التوالي إلى الأقطاب الكهربائية الموجودة في الصفائح العلوية والسفلية. عند الضغط على الشاشة، تنثني الطبقة العليا المرنة ويلامس سطحها الموصل الداخلي الطبقة الموصلة السفلية، وبالتالي تتغير مقاومة النظام بأكمله. يتم تسجيل التغير في المقاومة بواسطة المتحكم الدقيق وبالتالي يتم تحديد إحداثيات نقطة اللمس.

تشمل مزايا الشاشات المقاومة البساطة والتكلفة المنخفضة والحساسية الجيدة والقدرة على الضغط على الشاشة إما بالإصبع أو بأي شيء. من بين العيوب، من الضروري ملاحظة ضعف نقل الضوء (نتيجة لذلك، سيتعين عليك استخدام إضاءة خلفية أكثر سطوعًا)، ودعم ضعيف للنقرات المتعددة (اللمس المتعدد)، ولا يمكنهم تحديد قوة الضغط، فضلاً عن السرعة إلى حد ما التآكل الميكانيكي، على الرغم من أن هذا العيب ليس مهمًا جدًا بالمقارنة مع عمر الهاتف، حيث أن الهاتف عادةً ما يفشل بشكل أسرع من شاشة اللمس.

طلب: الهواتف المحمولة، وأجهزة المساعد الرقمي الشخصي، والهواتف الذكية، وأجهزة الاتصال، ومحطات نقاط البيع، وأجهزة الكمبيوتر اللوحية، والمعدات الطبية.

شاشات تعمل باللمس بالسعة

تنقسم شاشات اللمس بالسعة إلى نوعين: بالسعة السطحية والسعة المتوقعة . شاشات اللمس السطحية بالسعة وهي عبارة عن زجاج يتم وضع طبقة رقيقة موصلة وشفافة على سطحه، ويتم وضع طبقة واقية فوقه. توجد على طول حواف الزجاج أقطاب كهربائية مطبوعة تطبق جهدًا متناوبًا منخفض الجهد على الطبقة الموصلة.

شاشة تعمل باللمس بالسعة السطحية

عندما تلمس الشاشة، يتم توليد نبضة تيار عند نقطة الاتصال، يتناسب حجمها مع المسافة من كل ركن من أركان الشاشة إلى نقطة الاتصال، وبالتالي، من السهل جدًا على وحدة التحكم حساب إحداثيات نقطة الاتصال ومقارنة هذه التيارات. تشمل مزايا الشاشات السعوية السطحية ما يلي: انتقال جيد للضوء، ووقت استجابة قصير، وعمر طويل للمس. ومن العيوب: الأقطاب الكهربائية الموضوعة على الجوانب غير مناسبة للأجهزة المحمولة، فهي تتطلب درجة حرارة خارجية، ولا تدعم اللمس المتعدد، يمكنك لمسها بأصابعك أو بقلم خاص، ولا يمكنها تحديد الضغط قوة.

طلب: أكشاك المعلومات في المناطق الآمنة، في بعض أجهزة الصراف الآلي.

شاشات اللمس بالسعة المتوقعة وهي عبارة عن زجاج به خطوط أفقية رائدة من مادة موصلة وخطوط تعريف عمودية من مادة موصلة مطبقة عليه، مفصولة بطبقة عازلة.

المتوقعة شاشة تعمل باللمس بالسعة

تعمل هذه الشاشة على النحو التالي: يطبق المتحكم الدقيق الجهد بشكل تسلسلي على كل قطب من الأقطاب الكهربائية في المادة الموصلة ويقيس سعة نبض التيار الناتج. ومع اقتراب الإصبع من الشاشة، تتغير سعة الأقطاب الكهربائية الموجودة أسفل الإصبع، وبالتالي يحدد جهاز التحكم مكان اللمس، أي أن إحداثيات اللمس هي أقطاب كهربائية متقاطعة ذات سعة متزايدة.

تتمثل ميزة شاشات اللمس السعوية المسقطة في سرعة الاستجابة السريعة للمس، ودعم اللمس المتعدد، وتحديد الإحداثيات الأكثر دقة مقارنة بالشاشات المقاومة، واكتشاف الضغط. ولذلك، يتم استخدام هذه الشاشات بدرجة أكبر في أجهزة مثل iPhone وiPad. ومن الجدير بالذكر أيضًا الموثوقية الأكبر لهذه الشاشات، ونتيجة لذلك، عمر خدمة أطول. من بين العيوب أنه في مثل هذه الشاشات يمكنك فقط اللمس بأصابعك (الرسم أو الكتابة بأصابعك غير مريح للغاية) أو بقلم خاص.

طلب: محطات الدفع، وأجهزة الصراف الآلي، والأكشاك الإلكترونية في الشوارع، ولوحات اللمس لأجهزة الكمبيوتر المحمولة، وأجهزة iPhone، وiPad، وأجهزة الاتصال وما إلى ذلك.

شاشات اللمس SAW (الموجات الصوتية السطحية)

تكوين ومبدأ تشغيل هذا النوع من الشاشات هو كما يلي: يتم وضع عناصر كهرضغطية في زوايا الشاشة، والتي تقوم بتحويل الإشارة الكهربائية الموردة إليها إلى موجات فوق صوتية وتوجيه هذه الموجات على طول سطح الشاشة. يتم توزيع العاكسات على طول حواف أحد جوانب الشاشة، والتي تعمل على توزيع الموجات فوق الصوتية عبر الشاشة بأكملها. على الحواف المقابلة للشاشة من العاكسات توجد أجهزة استشعار تركز الموجات فوق الصوتية وتنقلها إلى محول الطاقة، والذي بدوره يحول الموجة فوق الصوتية مرة أخرى إلى إشارة كهربائية. وبالتالي، بالنسبة لوحدة التحكم، يتم تمثيل الشاشة كمصفوفة رقمية، كل قيمة منها تتوافق مع نقطة معينة على سطح الشاشة. عندما يلمس الإصبع الشاشة في أي نقطة، يتم امتصاص الموجات، ونتيجة لذلك، يتغير النمط العام لانتشار الموجات فوق الصوتية ونتيجة لذلك، ينتج محول الطاقة إشارة كهربائية أضعف، مقارنة بالمصفوفة الرقمية للشاشة. الشاشة المخزنة في الذاكرة، وبالتالي يتم حساب إحداثيات لمس الشاشة.

رأى شاشة تعمل باللمس

تشمل المزايا شفافية عالية، حيث أن الشاشة لا تحتوي على أسطح موصلة، والمتانة (ما يصل إلى 50 مليون لمسة)، وشاشات اللمس السطحية تسمح لك بتحديد ليس فقط إحداثيات الضغط، ولكن أيضا قوة الضغط.

من بين العيوب، يمكننا أن نلاحظ انخفاض دقة تحديد الإحداثيات مقارنة بالسعة، أي أنه لن يكون من الممكن الاعتماد على مثل هذه الشاشات. العيب الكبير هو حدوث أعطال عند التعرض للضوضاء الصوتية أو الاهتزازات أو عندما تكون الشاشة متسخة، أي. أي أوساخ على الشاشة ستمنع تشغيلها. كما أن هذه الشاشات تعمل بشكل صحيح فقط مع الأجسام التي تمتص الموجات الصوتية.

طلب: توجد شاشات SAW التي تعمل باللمس بشكل أساسي في أكشاك المعلومات الآمنة والمؤسسات التعليمية وأجهزة الألعاب وما إلى ذلك.

شاشات تعمل باللمس بالأشعة تحت الحمراء

مبدأ تصميم وتشغيل شاشات اللمس بالأشعة تحت الحمراء بسيط للغاية. توجد على طول الجانبين المتجاورين من شاشة اللمس مصابيح LED تنبعث منها الأشعة تحت الحمراء. وعلى الجانب الآخر من الشاشة توجد ترانزستورات ضوئية تستقبل الأشعة تحت الحمراء. وبذلك تكون الشاشة بأكملها مغطاة بشبكة غير مرئية من الأشعة تحت الحمراء المتقاطعة، وإذا لمست الشاشة بإصبعك، تتداخل الأشعة ولا تصطدم بالترانزستورات الضوئية، والتي يتم تسجيلها على الفور بواسطة جهاز التحكم، وبالتالي إحداثيات الشاشة يتم تحديد اللمس.

شاشة تعمل باللمس بالأشعة تحت الحمراء

طلب: تستخدم شاشات اللمس بالأشعة تحت الحمراء بشكل رئيسي في أكشاك المعلومات وآلات البيع والمعدات الطبية وما إلى ذلك.

من بين المزايا يمكننا ملاحظة الشفافية العالية للشاشة والمتانة والبساطة وقابلية الصيانة للدائرة. من بين العيوب: أنهم يخافون من الأوساخ (وبالتالي يتم استخدامها فقط في الداخل)، ولا يمكنهم تحديد قوة الضغط، ودقة متوسطة في تحديد الإحداثيات.

ملاحظة. لذلك، نظرنا إلى الأنواع الرئيسية لتقنيات الاستشعار الأكثر شيوعا (على الرغم من وجود تقنيات أقل شيوعا، مثل البصرية، ومقياس الضغط، والحث، وما إلى ذلك). ومن بين كل هذه التقنيات، تعد التقنيات المقاومة والسعوية هي الأكثر انتشارًا في الأجهزة المحمولة دقة عاليةتحديد نقطة الاتصال. من بينها، تتمتع شاشات اللمس السعوية المسقطة بأفضل الخصائص.

تم إعداد النص بناءً على مواد من مصادر مفتوحة بواسطة علماء المنهجيات التكنولوجية Karabin A.S, L.V. جافريك، إس. يوساتشيف

جهاز إدخال المعلومات، وهو عبارة عن شاشة تستجيب للمس. هناك العديد من الأنواع المختلفة لشاشات اللمس التي تعمل وفقًا لمبادئ فيزيائية مختلفة. لكننا سننظر فقط في تلك الموجودة في الهواتف المحمولة وغيرها من المعدات المحمولة.

كيف تعمل شاشات اللمس المقاومة

شاشات اللمس المقاومة تأتي في نوعين، أربعة أسلاك وخمسة أسلاك. دعونا نفكر في مبدأ التشغيل لكل نوع على حدة.

شاشة مقاومة بأربعة أسلاك

مبدأ تشغيل شاشة اللمس المقاومة بأربعة أسلاك

تتكون شاشة اللمس المقاومة من لوحة زجاجية وغشاء بلاستيكي مرن. يتم تطبيق طلاء مقاوم على كل من اللوحة والغشاء. تمتلئ المساحة بين الزجاج والغشاء بالعوازل الدقيقة، والتي يتم توزيعها بالتساوي على المنطقة النشطة من الشاشة وتعزل الأسطح الموصلة بشكل موثوق. عند الضغط على الشاشة، يتم إغلاق اللوحة والغشاء، ويتم إغلاق وحدة التحكم محول تناظري رقمييسجل التغير في المقاومة ويحولها إلى إحداثيات اللمس (X و Y). بشكل عام، خوارزمية القراءة هي كما يلي:

1. يتم تطبيق جهد +5 فولت على القطب العلوي، ويتم تأريض القطب السفلي. يتم قصر الدائرة الكهربائية على اليسار واليمين ويتم فحص الجهد الكهربي عليهما. يتوافق هذا الجهد مع الإحداثي Y للشاشة.
2. وبالمثل، يتم توفير +5 فولت والأرض إلى الأقطاب الكهربائية اليسرى واليمنى، ويتم قراءة إحداثي X من الأعلى والأسفل.

شاشة مقاومة بخمسة أسلاك

تعتبر الشاشة ذات الخمسة أسلاك أكثر موثوقية نظرًا لحقيقة أن الطبقة المقاومة الموجودة على الغشاء يتم استبدالها بطبقة موصلة (تستمر الشاشة ذات 5 أسلاك في العمل حتى مع وجود غشاء مقطوع). يحتوي الزجاج الخلفي على طبقة مقاومة بأربعة أقطاب كهربائية في الزوايا.

مبدأ تشغيل شاشة اللمس المقاومة بخمسة أسلاك

في البداية، يتم تأريض جميع الأقطاب الكهربائية الأربعة، ويتم "سحب" الغشاء بواسطة المقاوم إلى +5V. تتم مراقبة مستوى الجهد على الغشاء باستمرار محول تناظري رقمي. عندما لا يلمس أي شيء شاشة اللمس، يكون الجهد الكهربي 5 فولت.

بمجرد الضغط على الشاشة، يكتشف المعالج الدقيق التغير في جهد الغشاء ويبدأ في حساب إحداثيات اللمس كما يلي:

1. يتم تطبيق جهد +5V على القطبين الأيمنين، بينما يتم تأريض القطبين الأيسرين. يتوافق الجهد الكهربي الموجود على الشاشة مع الإحداثي X.
2. تتم قراءة الإحداثي Y عن طريق توصيل كلا القطبين الكهربائيين العلويين بـ +5 فولت وتأريض كلا القطبين السفليين.

كيف تعمل شاشات اللمس بالسعة

تستفيد الشاشة السعوية (أو السعوية السطحية) من حقيقة أن جسمًا ذو سعة كبيرة يوصل تيارًا متناوبًا.

مبدأ تشغيل شاشة تعمل باللمس بالسعة

شاشة اللمس السعوية عبارة عن لوحة زجاجية مطلية بمادة مقاومة شفافة (عادةً عبارة عن سبيكة من أكسيد الإنديوم وأكسيد القصدير). تطبق الأقطاب الكهربائية الموجودة في زوايا الشاشة جهدًا متناوبًا صغيرًا (نفس الشيء بالنسبة لجميع الزوايا) على الطبقة الموصلة. عندما تلمس الشاشة بإصبعك أو أي جسم موصل آخر، يتسرب التيار. علاوة على ذلك، كلما اقترب الإصبع من القطب، انخفضت مقاومة الشاشة، مما يعني زيادة التيار. يتم تسجيل التيار في جميع الزوايا الأربع بواسطة أجهزة الاستشعار ونقله إلى وحدة التحكم، التي تحسب إحداثيات نقطة اللمس.

في النماذج السابقة من الشاشات السعوية، تم استخدام التيار المباشر - مما أدى إلى تبسيط التصميم، ولكن إذا كان لدى المستخدم اتصال ضعيف بالأرض، فقد أدى ذلك إلى حدوث أعطال.

تتميز شاشات اللمس السعوية بأنها موثوقة، حيث تستقبل حوالي 200 مليون نقرة (حوالي 6 سنوات ونصف من النقرات في كل ثانية)، ولا تسرب السوائل، وتتحمل الملوثات غير الموصلة للكهرباء بشكل جيد للغاية. الشفافية بنسبة 90%. ومع ذلك، فإن الطبقة الموصلة لا تزال ضعيفة. لذلك، يتم استخدام الشاشات السعوية على نطاق واسع في الأجهزة المثبتة في المناطق المحمية. إنهم لا يستجيبون لليد القفاز.

مبدأ تشغيل شاشات اللمس بالسعة المسقطة

يتم تطبيق شبكة من الأقطاب الكهربائية داخل الشاشة. يشكل القطب مع جسم الإنسان مكثفًا. تقيس الإلكترونيات سعة هذا المكثف (توفر نبضة حالية وتقيس الجهد).

مبدأ تشغيل شاشة اللمس بالسعة المتوقعة

تصل شفافية هذه الشاشات إلى 90٪، ونطاق درجة الحرارة واسع للغاية. متينة للغاية (عنق الزجاجة هو الإلكترونيات المعقدة التي تعالج النقرات). يمكن لـ POE استخدام زجاج يصل سمكه إلى 18 مم، مما يؤدي إلى مقاومة شديدة للتخريب. فهي لا تتفاعل مع الملوثات غير الموصلة، ويمكن قمعها بسهولة باستخدام طرق برمجية. ولذلك، يتم استخدام شاشات اللمس بالسعة المسقطة في آلات البيع المثبتة في الشارع. تتفاعل العديد من النماذج مع اليد القفاز. في النماذج الحديثة، حقق المصممون دقة عالية جدًا - ومع ذلك، فإن الإصدارات المقاومة للتخريب أقل دقة.

حتى أن PEEs يتفاعل مع اقتراب اليد - حيث يتم تعيين حد الاستجابة بواسطة البرنامج. يُميّز بين الضغط باليد والضغط بالقلم الموصل. تدعم بعض الطرز اللمس المتعدد. ولذلك، يتم استخدام هذه التقنية في لوحات اللمس وشاشات اللمس المتعددة.

تجدر الإشارة إلى أنه نظرًا للاختلافات في المصطلحات، غالبًا ما يتم الخلط بين الشاشات ذات السعة السطحية والمسقطة. وفقًا للتصنيف المستخدم في هذه المقالة، يتم عرض شاشة iPhone بالسعة.

خاتمة

كل نوع من شاشات اللمس له مميزاته وعيوبه، من أجل الوضوح، دعونا نلقي نظرة على الجدول.

	مقاوم 4 أسلاك	مقاوم 5 أسلاك	بالسعة	بالسعة المتوقعة
وظائف
اليد في القفازات	نعم	نعم	لا	نعم
جسم موصل صلب	نعم	نعم	نعم	نعم
جسم صلب غير موصل	نعم	نعم	لا	لا
متعدد اللمس	لا	نعم	نعم	نعم
قياس الضغط	لا	لا	لا	نعم
الشفافية النهائية،٪	75	85	90	90
دقة	عالي	عالي	عالي	عالي
مصداقية
مدى الحياة، مليون نقرة	10	35	200	∞
الحماية من الأوساخ والسوائل	نعم	نعم	نعم	نعم
مقاومة التخريب	لا	لا	لا	نعم

تمت كتابة المقال بناءً على مواد من الموقع

في الوقت الحاضر لن تفاجئ أحداً بشاشة تعمل باللمس. علاوة على ذلك، من الغريب بالفعل رؤية الأجهزة بدون مستشعر، خاصة عندما يتعلق الأمر بالأدوات المحمولة. ويرجع ذلك إلى الرغبة في زيادة مساحة سطح العمل. ولكن كم مرة نفكر في نوع الشاشة المستخدمة في جهاز معين؟ هل حدث من قبل أننا، بعد شراء جهاز لوحي أو هاتف ذكي جديد، نحاول التحكم فيه باستخدام القلم الرقمي المعتاد، ولكن لسوء الحظ، الجهاز ببساطة لا يستجيب للمس. على ما يبدو، تم تصنيع الشاشة باستخدام تقنية مختلفة، وهي تقنية سعوية، والتي بدأت تدريجياً في إزاحة سابقتها، وهي شاشة العرض المقاومة.

يمكنك العثور على عدد كبير من شاشات اللمس التي تختلف ليس فقط في ميزات التصميم، ولكن أيضًا في مبدأ عملها. اليوم، هناك الأنواع التالية من شاشات اللمس: شاشات مقاومة، سعوية، سعوية الإسقاط، مصفوفة، شاشة تعمل باللمس بالموجات الصوتية السطحية، الأشعة تحت الحمراء، قياس الضغط، حثي.

يوجد حاليًا نوعان رئيسيان من شاشات اللمس المستخدمة في التكنولوجيا الإلكترونية: المقاومة والسعة. وسنتحدث عنها بمزيد من التفصيل، ونحاول أيضًا تسليط الضوء على نقاط القوة والضعف لكل منها.

أولاً، دعونا نلقي نظرة على مبدأ تشغيل شاشة اللمس المقاومة. يتكون من لوح زجاجي وغشاء بلاستيكي مرن يتم تطبيق طبقة مقاومة عليه. تمتلئ المساحة بين الزجاج والغشاء بالعوازل الدقيقة، والتي بدورها تعزل الأسطح الموصلة بشكل موثوق، وتوزع بالتساوي على المنطقة النشطة من الشاشة. عند الضغط على الشاشة، يتم إغلاق اللوحة والغشاء، وتقوم وحدة التحكم، باستخدام محول تمثيلي إلى رقمي، بتسجيل التغيير في المقاومة، وتحويلها إلى إحداثيات تعمل باللمس. ولهذا السبب يمكن الضغط على هذه الشاشة بأي جسم صلب، يمكن أن يكون ظفرًا أو قلمًا خاصًا أو حتى قلم رصاص عادي. ونتيجة لهذا الهيكل، تتآكل الشاشات المقاومة تدريجيًا، ولهذا السبب هناك حاجة إلى معايرة دورية للشاشة بحيث تتم معالجة إحداثيات نقطة اللمس بشكل صحيح عند الضغط على الشاشة.

توجد شاشات ذات أربعة أو ثمانية أو خمسة أو ستة أو سبعة أقطاب كهربائية. أبسطها في التصنيع، وبالتالي أرخصها، هي تلك ذات الأربعة أقطاب. يمكنهم تحمل 3 ملايين نقرة فقط عند نقطة واحدة. ستكون الأسلاك الخمسة أكثر موثوقية بالفعل - ما يصل إلى 35 مليون نقرة، توجد أربعة أقطاب كهربائية على اللوحة، والخامس موجود على غشاء مغطى بتركيبة موصلة. تجدر الإشارة إلى أن الإصدارات ذات الخمسة أسلاك والإصدارات اللاحقة من الشاشات ذات الستة والسبعة أسلاك تستمر في العمل حتى في حالة تلف جزء من الغشاء.

مزايا

تشمل مزايا الشاشة المقاومة انخفاض تكلفة إنتاجها، وبالتالي انخفاض تكلفة الجهاز الذي تستخدم فيه. بالإضافة إلى ذلك، تجدر الإشارة إلى أن استجابة المستشعر هنا لا تعتمد على حالة سطح الشاشة؛ فحتى لو كانت متسخة، تظل شاشة اللمس حساسة تمامًا. يجب عليك أيضًا تسليط الضوء على دقة الوصول إلى النقطة المطلوبة، لأن يتم استخدام شبكة كثيفة من العناصر المقاومة.

عيوب

ومن عيوب الشاشات المقاومة، نسلط الضوء على انخفاض انتقال الضوء، بما لا يزيد عن 70% أو 85%، لذلك يلزم زيادة سطوع الإضاءة الخلفية. كما أنها منخفضة الحساسية، أي. مجرد اللمس بإصبعك لا يكفي، فالضغط مطلوب، لذلك لا يمكنك الاستغناء عن قلم رقمي أو أظافر طويلة. وهذا النوع في أغلب الأحوال لا يدعم اللمس المتعدد، أي أن الشاشة لا تفهم إلا لمسة واحدة. عند التفاعل مع الشاشة، تحتاج إلى بذل بعض الجهد لنقل أي أمر، وإذا تجاوزت ذلك، فلا يمكنك خدشه فحسب، بل قد يؤدي أيضًا إلى إتلاف الشاشة. كما ذكر أعلاه، من أجل حسن سير العمل، من الضروري معايرة الشاشة بشكل دوري.

الشاشة التي تعمل باللمس بالسعة

الشاشة السعوية عبارة عن لوح زجاجي مطلي بمادة مقاومة شفافة، وعادة ما تكون عبارة عن سبيكة من أكسيد الإنديوم وأكسيد القصدير. يتم تثبيت الأقطاب الكهربائية في زوايا اللوحة، لتزويد الطبقة الموصلة بجهد متناوب منخفض الجهد؛ وتقوم بمراقبة تدفق الشحنات في الشاشة ونقل البيانات إلى وحدة التحكم، وبالتالي تحديد إحداثيات نقطة اللمس. قبل اللمس، تحتوي الشاشة على بعض الشحنات الكهربائية؛ عند لمسها بالإصبع تظهر نقطة على الطبقة الموصلة تكون إمكاناتها أقل من إمكانات القطب، حيث أن جسم الإنسان لديه القدرة على توصيل التيار الكهربائي ولديه قدرة معينة. لا توجد أغشية مرنة على الشاشة، مما يضمن موثوقية عالية ويسمح لك بتقليل سطوع الإضاءة الخلفية. هذا النوع من الشاشات قادر على تحديد إحداثيات نقطتي لمس أو أكثر في وقت واحد، مما يعني دعم اللمس المتعدد.

أصبحت شاشات الإسقاط السعوية نوعًا فرعيًا من الشاشات السعوية. إنهم يعملون على مبدأ مماثل. والفرق هو أن العناصر الأساسية فيها لا تقع على الجزء الخارجي من الشاشة، بل على الجزء الداخلي، مما يجعل المستشعر أكثر حماية. يستخدم هذا النوع من العرض بشكل أساسي في الأجهزة المحمولة الحديثة.

يجب أن يتم التفاعل مع الشاشة السعوية فقط باستخدام جسم موصل، أو إصبع عارٍ، أو قلم خاص ذو سعة كهربائية. يصل عدد النقرات قبل فشل عناصر الاستشعار إلى أكثر من 200 مليون مرة.

مزايا

إحدى مزايا الشاشات السعوية هي أنه حتى في ضوء الشمس الساطع، تظل الرؤية جيدة جدًا، وهو ما لا يمكن قوله عن الشاشة المقاومة، لأنها تعكس الكثير من الضوء المحيط. ومن المزايا الأخرى القدرة على التعرف بسرعة ودقة على اللمس دون استخدام ملحقات إضافية. الميزة التي لا شك فيها للشاشات من هذا النوع هي عمر الخدمة الأطول للمستشعر مقارنة بالنوع السابق. كما ظهرت أيضًا واجهة "متعددة الأصابع" أو اللمس المتعدد، على الرغم من عدم تنفيذ جميع الأجهزة المزودة بشاشة من هذا النوع بشكل كامل.

عيوب

تشمل الجوانب السلبية لاستخدام شاشة تعمل باللمس بالسعة تكلفة أعلى بسبب تعقيد الإنتاج. لا يمكن التفاعل مع الشاشة إلا عن طريق لمس مادة موصلة. لهذا السبب، يتم شراء أقلام أو قفازات سعوية خاصة للعمل معها؛ ويصبح هذا مهمًا بشكل خاص في الطقس البارد، وهذا بند آخر للنفقات.

لتلخيص ذلك، دعونا نتذكر أن الشاشات المقاومة حساسة للضغط، في حين أن الشاشات السعوية حساسة للمس. إن دقة شاشات العرض السعوية قابلة للمقارنة مع شاشات العرض المقاومة، ولكن النوع السعوي أكثر موثوقية بسبب عدم وجود غشاء مرن، كما أن وجود طبقات أقل يجعلها أكثر شفافية.

هناك رأي مفاده أن الشاشات المقاومة قد تجاوزت فائدتها بالفعل، وأن المستقبل ينتمي إلى الشاشات السعوية. في الواقع، فإن الانتقال من المدخلات الكهربائية الميكانيكية إلى الكهربائية يعني الكثير بالفعل، حيث زادت دقة تحديد الإحداثيات، وظهر اللمس المتعدد.

ومع ذلك، لا يزال هناك اليوم عدد كبير من الأجهزة ذات الشاشات المقاومة في سوق الإلكترونيات، ولكن بدأ استبدالها ببطء بأدوات ذات أجهزة استشعار سعوية. وبملاحظة هذا الاتجاه، يمكن للمرء أن يفترض أن الأول سيختفي تمامًا قريبًا.