الكثير منا يستعمل الهواتف الذكية او اللوحيات التى تعمل بشاشات اللمس كالايفون و الايباد و اجهزة سامسونج و لكن هل راودك السؤال يوما عن كيفية عمل هذه الشاشات و كيف يعرف الهاتف وشاشته المكان الذي قمت بالضغط عليه لتنفيذ الامر المطلوب,
سنسرد هنا وبشكل مبسط مبدا عمل هذه الشاشات اللمسية في عمومها ولنتعرف بداية على مكوناتها.
مكونات شاشة اللمس
تتكون شاشات اللمس من اربعة طبقات هي:
– طبقة علوية من البوليستر، مغلفة بطبقة من الطلاء الموصل المعدني ليس له لون (شفاف) من اسفل
– مادة لاصقة للتثبيت.
– طبقة من الزجاج مغلفة بطبقة من الطلاء الموصل المعدني ليس له لون (شفاف) من اعلى
– طبقة لاصقة على الزجاج الخلفي لزيادة الحجم.
وعندما يلمس المستخدم سطح الشاشة يسجل النظام التغير في التيار الكهربائي الذي يتدفق عبر الشاشة، من خلال الاجزاء التالية:
– لوحة الإحساس باللمس (Touch Screen Sensor Panel) والتي تولد مجالاً كهربائياً في المكان الذي يتم الضغط عليه بالإصبع او بالقلم.
– بطاقة التوجيه/التحكم (Touch Screen Controller) وهو التي تقوم بتوجيه إشارات اللمس إلى المعالج بالجهاز (Processor) ليقوم بترجمتها في صورة مخرجات تظهر على الشاشة كنتيجة نهائية.
– برنامج التشغيل (Software Driver) المسئول عن تهيئة الشاشة وتشغليها.
انواع شاشات اللمس
توجد اربعة انواع من التكنولوجيات المستخدمة في شاشات اللمس
Resistive touch screen
عمل شاشات المقاومة:
وهى شاشة المقاومة، حيث يعتمد عملها على تغيير المقاومة الكهربائية للمكان الذي تم لمسه في الشاشة عند ضغط الإصبع عليها مما يتسبب في مرور تيار كهربائي يعبر هذه النقطة الملموسة. تتكون الشاشة هنا من طبقة من الإكريليك او الزجاج والتي تكون مغطاة بطبقتين واحدة موصلة للكهرباء (Conductive layer) واخرى مقاومة (Resistive layer) ويكون بينهما فاصل غير مرئي، وعند الضغط على الشاشة تتحد الطبقتين سوياً الطبقة الموصلة للكهرباء والطبقة المقاومة مما يؤدى إلى سريان التيار الكهربائي الذي يرسل الإشارات للمعالج بعد تحويل الموجه لها (Screen Controller) من إشارات تماثلية إلى تلك الرقمية حيث يقوم المعالج بترجمة هذه البيانات لتظهر على الشاشة.
ميزات الشاشات المقاومة وعيوبها
ومثل هذه الشاشات يتم الكتابة عليها بواسطة قلم مخصص لها يُسمى بقلم اللمس (Stylus)، لكنها لا تدعم ميزة اللمس المتعدد (Multi-touch) وتقنية اللمس المتعدد هو التطبيق الذي يتيح استخدام اكثر من إصبع في آن احد، كما ان هذه التقنية يتم امتصاص 25% من الضوء المنبعث من الشاشة عند الضغط عليها مما يؤدى إلى عدم وضوح الصورة لانخفاض حدة الضوء، شاشات لمس المقاومة اكثر دقة من الشاشات المكثفة واستجابتها اقل لانها تحتاج إلى الضغط القوى على شاشتها .. لكنها الاقل في الثمن.
Capacitive touch screen
عمل شاشات السعة الكهربائية
شاشة السعة الكهربائية، وهذا النوع الثاني هو النوع الاكثر تقدماً من النوع الاول والذي لايزال يستخدم في اغلب الهواتف التي بين ايدينا, يعتمد هذا النوع من الشاشات على فرق الكمون (تستفيد هذه الشاشة من تغير السعة الكهربائية الذي يحدث من تشوش المجال الكهروستاتيكي عند لمس الإنسان للشاشة) بين سطح الشاشة وطرف الإصبع المستخدم في عملية الضغط عليها لتوليد التيار الكهربائي وبالاستفادة من الشحنات الكهربائية الموجودة في جسم الإنسان. وعن تركيب الشاشة تستخدم فيها طبقة رقيقة من القصدير المؤكسد التي توضع على شريحة من الزجاج، كما توجد في اركان الشاشة الاربعة اقطاباً كهربائية (Electrodes) تتصل بدوائر كهربائية متذبذبة (Oscillator Circuits)، فعندما يقوم الإنسان بالضغط بإصبعه على الشاشة تقوم طبقة القصدير بامتصاص الشحنة الخارجة من إصبع الإنسان لكي تقوم الاقطاب الكهربائية بنقلها إلى الدوائر الكهربائية المتذبذبة، ثم يقوم الموجه بدوره المعتاد بنقل الإشارات إلى المعالج الذي يترجم البيانات التي تصدر على شاشة في النهاية كمخرجات.
ميزات شاشات الشحنة المكثفة وعيوبها:
وتوجد لهذه التقنية الاكثر تقدماً مزايا وعيوب، من بينها انها لا تفقد سوى 10% من ضوء الشاشة عند استخدامها باللمس، لكنها تدعم تنقية اللمس المتعدد وليس اللمس بالاقلام .. فهي على عكس النوع الاول، اقل دقة من شاشات المقاومة لكنها اكثر استجابة بمجر اللمس على شاشتها.
Surface acoustic wave screen/SAW
عمل شاشات الموجات الصوتية السطحية
تستخدم هذه الشاشات تكنولوجيا الموجات الصوتية السطحية المعروفة بـ (SAW)، حيث تمر عبر لوحة شاشة اللمس، وعند لمس اللوحة يتم امتصاص جزء من الموجة. ويسجل هذا التغيير في الموجات فوق الصوتية وضع اللمسة حيث يتولد مجال كهربائي في صورة إشارات عندما يقوم الإنسان بالضغط على الشاشة بإصبعه تُرسل إلى وحدة التحكم للعمل عليها، ثم إلى المعالج الذي يقوم بترجمة هذه البيانات لتظهر في صورة معلومات مقروءة على الشاشة.
ميزات شاشات الموجات الصوتية وعيوبها
شاشة الموجات الصوتية السطحية، هي الاكثر تقدماًً من النوعين السابقين بل وتجمع بين ميزاتهما فيمكن استخدام القلم او إصبع اليد في عملية اللمس، كما يمكن رؤية الشاشة بوضوح تحت اشعة الشمس .. لكنها الاغلى في الثمن، كما تتاثر قدرة الشاشة على العمل باية عوامل خارجية مثل الملوثات التي توجد على سطحها.
Infrared touch screen
عمل شاشات الاشعة تحت الحمراء
شاشة الاشعة تحت الحمراء، ويعتمد عمل هذه الشاشة على تكنولوجيا إعاقة الحزم الضوئية (Light-beam Interruption Technology) حيث يتم الاستعانة فيها بلوحة من الاسلاك غير المرئية مزودة بخلايا كهروضوئية (Opto-electronics) توجد خلف شبكة واضحة من الاشعة تحت الحمراء (IR-transparent bezel) ومزودة بصمامات ضوئية من ناحية وبصمامات حساسة للالوان من ناحية اخرى (Photosensors) بحيث يتكون بذلك شبكة ضوئية (Optical Grid) بكامل مساحة الشاشة تتاثر باي لمسة عليها، ويتكون مجال كهربي ايضاً يقوم بنفس الدور مع المعالج ومن ثم يتم نقل البيانات من وإلى الشاشة.
ميزات شاشات الاشعة تحت الحمراء وعيوبها
وهى من اكثر الشاشات تحملاً للصدمات والارتطام اي انها لا تتاثر بسهولة.
المزايا والعيوب
مزايا تكنولوجيا اللمس
– الشاشة الكبيرة هي ميزة لتصفح “مواقع الشبكة البينية” ولرؤية الصور والافلام بشكل واضح.
– تحتوى شاشات اللمس على مفاتيح قليلة للاستخدام، والتي تقل معها احتمالات التعرض للتلف بعد مرور الاشهر او حتى السنوات من الاستخدام والتشغيل .. فهي لا تحتاج إلى الصيانة.
– الملحقات و الادوات المصاحبة شاشة اللمس دائماً ما تكون تعليمات تشغليها بسيطة للغاية، ولا يجد معها المستخدم اية صعوبة.
عيوب تكنولوجيا اللمس
– تحتاج تكنولوجيا اللمس إلى شاشات كبيرة حتى يستطيع المستخدم رؤية نطاق المعروض باكمله على الشاشة، وهذا يعنى كبر حجم الجهاز المستخدم .. وصعوبة حمله.
– الشاشة الكبيرة تعنى حياة اقصر للبطارية.
– الشاشات التي تعتمد على تكنولوجيا اللمس لا يمكن قراءتها بالشكل الواضح في اشعة الشمس المباشرة.
– الاجهزة التي تعتمد في تقنيها على شاشة اللمس عادة لا تتضمن على مفاتيح إضافية تحل محل وظيفة اللمس بالإصبع، وهذا يعنى انه مع حدوث اي خدش بالشاشة تتوقف الشاشة باكملها عن العمل ولن في تستجيب لاية اوامر تُعطى لها.
– اتساخ الشاشة بسهولة بالغة.
– اجهزة شاشة اللمس تحتاج إلى طاقة كبيرة ، مما ينجم عنه بطيء الاجهزة سريعاً لنفاذ الشحن مع قصر حياة البطارية.
– هنا البعض من الاجهزة التي تعتمد على تكنولوجيا اللمس لا يتم استخدام إصبع الإبهام في تطبيقاتها، وتحتاج إلى قلم (Stylus) مما يؤدى إلى انشغال كلا اليدين.
– الدقة تغيب عن الاجهزة التي تعمل شاشاتها باللمس.
