تقنية شاشات اللمس هي تقنية الإيماءات المباشرة القائمة على التلاعب، أي القدرة على التعامل مع العالم الرقمي داخل الشاشة. والشاشة التي تعمل باللمس، هي شاشة عرض إلكترونية قادرة على اكتشاف وتحديد موقع اللمس على مساحة العرض الخاصة بها.

هذه التكنولوجيا تُستخدم على نطاقٍ واسع في أجهزة الكمبيوتر، والأجهزة التفاعلية للمستخدم، والهواتف الذكية وغيرها، لتحل محل معظم وظائف الماوس ولوحة المفاتيح.

تقنية الشاشات التي تعمل باللمس موجودة منذ عدة سنوات، كما أن شاشات اللمس ليست كلها متشابهة فالبعض يمكنها التعرف بواسطة اللمس بالإصبع العاري، ومنها تلك التي تعمل بشكلٍ جيد مع استخدام القفازات أو القلم. إذًا هناك بالفعل عدة أنواع من شاشات اللمس، ولكل منها خصائصها وقيودها. فيما يلي نظرة على الأنواع الأكثر شيوعًا.1

أنواع شاشات اللمس

  • شاشة اللمس المقاومة

هي واحدة من أكثر شاشات اللمس المستخدمة شيوعًا، تعتمد على تراكب اللمس الذي تم بناؤه بواسطة طبقة علوية مرنة وطبقة سفلية صلبة، ومقسمة على نقاط عزل فاصل. يتم طلاء السطح الداخلي بمادة شفافة (ITO) التي تلامس الكهرباء عند تطبيق الضغط. ثم يتم تحويل هذه الفولتية إلى إحداثيات X و Y، والتي يتم إرسالها إلى وحدة التحكم. تتميز الشاشات المقاومة بالمتانة وسهولة الدمج، إلا أنها لا توفر سوى 75٪ من الوضوح.

شاشات اللمس

  • شاشة اللمس بالسعة

تستخدم  هذه الشاشات بشكل شائع للأغراض الصناعية، وهي عبارة عن غطاء زجاجي مطلي بمادة موصلة تخزن الشحنات الكهربائية مثل أكسيد الإنديوم. يتم طلاء جانب واحد فقط من العازل بطبقة موصلة.

عندما يلمس الإصبع البشري الشاشة، يحدث توصيل الشحنات الكهربائية فوق الطبقة غير المطلية مما يؤدي إلى تكوين مكثف ديناميكي. ثم تكتشف وحدة التحكم موضع اللمس عن طريق قياس التغير في السعة في الزوايا الأربع للشاشة.

شاشات اللمس

يتميز هذا النوع من شاشات اللمس بالوضوح والمتانة، إلا أنه لا يمكنه الاستجابة إلا بلمسة إصبع أو قفازات خاصة ما لم تكن مشحونة بالسعة.

  • شاشة اللمس (SAW) العاملة بالموجة الصوتية السطحيةشاشات اللمس

تعتمد تقنية شاشة اللمس SAW على محولي طاقة وعاكس على سطح الزجاج. يتم توزيع الموجات عبر الشاشة من خلال الارتداد عن ترتيب العاكس واستلامها بواسطة محولات الطاقة. يتم اكتشاف اللمس عند امتصاص الأمواج. بالمقارنة مع شاشات اللمس الأخرى، توفر SAW  وضوحًا ودقةً ومتانةً فائقةً، مع إمكانية التفاعل مع القلم أو القفازات.

  • شاشة اللمس العاملة بالأشعة تحت الحمراء

شاشات اللمس

لا تتضمن تقنية شاشة اللمس بالأشعة تحت الحمراء تركيبًا كسابقاتها، حيث يتكون الإطار المحيط بالشاشة من مصابيح  LED من جانب وكاشفات الترانزستور الضوئي من الجانب الآخر. يتم تحديد اللمس وموقعه عند نقطة انقطاع حزم  LED .

يشيع استخدام هذه الشاشات في المواقع الخارجية، وهي شاشات متينة يمكنها اكتشاف أي مدخلات.

  • شاشات لمس تعتمد على التصوير البصري

شاشات اللمس

تحظى تقنية شاشة اللمس هذه بشعبية بسبب تنوعها وقابليتها للتطوير، واعتمادها أجهزة استشعار بصرية للتعرف على اللمس، واعتماد التصوير البصري على مصابيح الأشعة تحت الحمراء.

يوجد مستشعران للتصوير بالأشعة تحت الحمراء في الأعلى يتضاعفان كأجهزة إرسال وأشرطة عاكسة للرجعية من الجوانب الثلاثة. تنعكس المصابيح المنبعثة مرة أخرى إلى مستشعرات التصوير، التي تصبح مسدودة في نقطة اللمس وتُنشئ ظلًا لتحديد موقع اللمس.

  • شاشات لمس تعتمد على النبض الصوتي APR

شاشات اللمس

تتكون شاشة اللمس APR من غطاء زجاجي وأربعة محولات طاقة متصلة بالوسط الخارجي. عند لمس الشاشة، يخلق الاحتكاك موجات صوتية، تكتشفها محولات الطاقة، والتي يتم تحويلها بعد ذلك إلى إشارة.

تتميز هذه الشاشات  بمقاومتها للماء وقابليتها للتطوير.2

مكونات وعمل شاشة اللمس

تحتوي شاشات اللمس بشكلٍ أساسي جهاز استشعار يعمل باللمس، وجهاز تحكم (مراقب)، وبرنامج تشغيل لمكوناتها الرئيسية، وبتفصيل أكتر:

  • استشعار يعمل باللمس

يحتوي المستشعر بشكلٍ عام تيارًا كهربائيًّا أو إشارة يمر بها، ويؤدي لمس الشاشة إلى حدوث تغيير في الإشارة. يُستخدم هذا التغيير لتحديد موقع لمسة الشاشة.

  • مراقب ومن مهامه
  1. توصيل وحدة التحكم بين مستشعر اللمس وجهاز الكمبيوتر.
  2. نقل المعلومات و ترجمتها من أجهزة الاستشعار إلى جهاز الكمبيوتر.

ومن بعدها تحدد وحدة التحكم نوع الاتصال المطلوب.

  • برنامج التشغيل

يسمح للكمبيوتر وشاشة اللمس أن يعملا معًا. حيث  يخبر نظام التشغيل بمعلومات كيفية حدوث اللمس التي تم إرسالها من وحدة التحكم.

بعض استخدامات شاشات اللمس في التحكم عن بعد في الأجهزة المنزلية 

من الممكن التحكم في الأجهزة الكهربائية في المنزل باستخدام تقنية شاشة اللمس، حيث يعمل النظام بأكمله من خلال إرسال أوامر الإدخال من لوحة الشاشة التي تعمل باللمس عبر اتصال RF الذي يتم استقباله في نهاية جهاز الاستقبال والتحكم في تبديل الأحمال.

في نهاية جهاز الإرسال، يتم توصيل لوحة شاشة تعمل باللمس بـ Microcontroller من خلال موصل الشاشة. عند لمس منطقة على اللوحة، يتم إرسال إحداثيات x و y لتلك المنطقة إلى Microcontroller الذي ينشئ رمزًا ثنائيًا من الإدخال.

يتم إعطاء هذه البيانات الثنائية 4 بت إلى دبابيس البيانات ذات التشفير H12E التي تطور الإخراج التسلسلي. يتم إرسال هذا الإخراج التسلسلي باستخدام وحدة RF والهوائي.

في طرف المستقبل، تستقبل وحدة الترددات اللاسلكية البيانات التسلسلية المشفرة وتزيل تشكيلها وتعطى هذه البيانات التسلسلية إلى مفكك التشفير H12D، الذي يقوم بتحويل هذه البيانات التسلسلية إلى بيانات موازية تتعلق بالبيانات الأصلية المرسلة من متحكم عند نهاية الإرسال.

يستقبل المتحكم الدقيق الموجود في نهاية جهاز الاستقبال هذه البيانات وبالتالي يرسل إشارة منطقية منخفضة إلى جهاز optoisolator المقابل، والذي يعمل بدوره على تشغيل جهاز التحكم TRIAC الخاص بالتيار المتردد .

المراجع