چگونگی کار صفحات لمسی

[spow 44,195]

چگونگی کار صفحات لمسی

 

شاید تا به حال مانیتورهایی مجهز به صفحه نمایش لمسی را دیده باشید اینگونه صفحه نمایش ها دارای مزیتها و معایبی هستند كه البته در منظورهای مختلف استفاده از آنها به نفع ماست به عنوان مثال در دستگاه هایATM یا عابر بانك نیاز شدیدی به این فناوری احساس می شود.كار با این دستگاهها بدین صورت است كه كاربر بسته به اینكه صفحه لمسی با چه فناوری ساخته شده نقطه ی مورد نظر كه نمایش یك كلید یا لینك می باشد را توسط قلم مخصوص یا انگشت لمس كرده و فرمان لازم یا درخواست خود را وارد سیستم می كند.همانطور كه می دانید از مانیتور همیشه به عنوان یك دستگاه خروجی یاد می شد حال با افزودن Touch Screen به آن، می تواند جای موشواره یا صفحه كلید را گرفته و به عنوان یك دستگاه وروردی/خروجی به كار رود.

 

مزایای صفحه لمسی

رایانه های مجهز به صفحه لمسی دارای سه مزیت زیر هستند:

فضای كمی اشغال می كنند

قسمتهای متحرك كمتری دارند

می توان از آنها به عنوان یك دستگاه ثابت و جمع و جور در یك نقطه استفاده كرد.

 

 

انواع صفحه لمسی از لحاظ طریقه نصب

صفحه لمسی ها به دو شیوه در مانیتور ها استفاده می شوند:

 

Built-in

Add-on

 

در روش Built-in هنگامی كه مانیتور در كارخانه تولید می شود به طور سازمانی صفحه لمسی را در آن جای می دهند.اینگونه صفحه لمسی ها مخصوص كارهای سنگین خلق شده و مستقیما روی تیوپ CRT سوار می شوند.

در روش Add-on صفحه لمسی را می توان بعدا روی مانیتور ها اضافه كرد.اینگونه صفحه لمسی ها قابهایی شفاف هستند كه كنترلر آنها در داخل قاب جاسازی شده و روی صفحه ی مانیتور نصب می شوند.

 

 

كاربردهای صفحه لمسی

كیوسكهای اطلاعاتی از جمله نمایشگر راهنمای توریستی در فرودگاهها و ترمینالهای مسافرتی می توانند اطلاعات مربوط به هواشناسی و پروازها را به كاربران یا مردم عادی ارائه دهند، راهنمای عمارتهای بزرگ كه ممكن است در گوشه و كنار عمارت نصب شده باشند مانند حرمسراها و اماكن زیارتی سیاحتی وسیع كه استفاده از آن توسط مبتدی ترین كاربران میسر باشد، همینطور در موزه های بزرگ می توان برای اطلاع رسانی راجع به اجسام موجود در موزه استفاده كرد و .... كه به كارگیری این ابزار اطلاع رسانی بستگی به ابتكار مسئولین می تواند در جای خود نقش بسیار موثری داشته باشد.

مكانهای فروش فوری یا POS] ، مثلا باجه های بلیط فروشی ، بوفه های فروش مواد خوراكی ، فروش نشریات و روزنامه ها و ....

سیستمهای كنترلی اتوماتیك و PLC ها، در كارخانه های تولیدی بزرگ برای كنترل دستگاههای عظیم ، نمایشگر وضعیت دستگاهها حین كار و امكان دخالت دستی در كار دستگاه و ...

اهداف آموزشی ، به خاطر راحتی استفاده از آن می تواند در یادگیری كاربر موثر باشد به خاطر اینكه كاربر نیاز به داشتن اطلاعات مربوط به استفاده از رایانه را ندارد و تمركز بیشتری روی موضاعات مخصوص به خود دارد و ...

به واسطه راحت بودن كار با آنها برای افراد عادی اخیرا تلاشهای زیادی در جهت استفاده از این فناوری در سیستمهای رای گیری شده است مانند انتخابات سراسری.

 

اجزاء صفحه لمسی

 

اغلب صفحه لمسی ها از سه جزء زیر تشكیل می شوند:

1) صفحه حساس به لمس كه با توجه به فناوری آن اطلاعات مربوط به مكان لمس شده را به كنترلر می فرستد.

2) كنترلر صفحه لمسی كه با دریافت سیگنالهای مخصوص از صفحه لمسی آنها را به علائمی معنا دار برای پردازنده تبدیل كرده و از طریق پورت USB‌ یا COM به رایانه منتقل می كند كه این علائم معمولا اطلاعات مكان لمس شده روی صفحه می باشد.

3) یك درایور نرم افزاری برای برقراری ارتباط بین كنترلر و سیستم عامل برای تبدیل علائم دریافتی به رویدادهای موشواره

 

فناوری های موجود صفحه لمسی

بسته به كاربرد و محل كار سیستمهای مجهز به صفحه لمسی فناوریهای مختلفی وجود دارد كه به ترتیب به ساختار آنها می پردازیم:

 

 

 

Resistive Touch Screens

 

همینطور كه از نام این نوع صفحه لمسی پیداست از مقاومت برای تولید مقادیر ولتاژ متفاوت در نقاط مختلف صفحه لمسی استفاده كرده و بدین طریق مكان لمس شده را به كنترلر اعلام می كند.

این گونه از صفحه لمسی ها به هر نوع فشاری حساس هستند و پاسخ مورد نظر را در خروجی تولید می كنند یعنی از هر وسیله ای اعم از قلم و انگشت می توان برای كار با آنها استفاده كرد و از این لحاظ محدودیتی برای كاربران بوجود نمی آورند.آنها معمولا دارای مواد پایه ی شیشه یا آكرلیك كه با لایه هایی از مواد هادی و مقاومتی پوشیده شده اند ،هستند این لایه های نازك توسط نقاط غیرقابل مشاهده ای از هم جدا شده اند وقتی كه صفحه لمسی در حالت عادی و روشن است هیچ گونه تماسی بین دو لایه ی هادی و مقاومتی وجود نداشته و هیچ جریانی بین آن دو رد و بدل نمی شود به محض اینكه لمسی اتفاق بیفتد فشار حاصل از لمس باعث تماس بین دو لایه هادی و مقاومتی خواهد شد و باعث ایجاد تغییر در جریان الكتریكی می شود این تغییر توسط كنترلر صفحه لمسی كشف شده و با اندكی پردازش روی اطلاعات حاصل از لمس ، آنها را تبدیل به یك مختصات افقی و عمودی می كند و به عنوان یك رویداد لمس آن را ثبت می كند.

نوع مقاومتی صفحه لمسی فناوری ساخت ساده ای دارند ولی وضوح تصویری كه به كاربران ارائه می دهند نسبت به دیگر انواع كمتر است.همچنین به خاطر پایا و پر عمر بودن آنها بیشتر به منظور كارهای سنگین در مكانهای نامساعد استفاده می شوند.

 

 

طرز كار یك صفحه لمسی در زیر همراه با توضیحات مرحله به مرحله آمده است:

 

 

1- پرده ی نازكی از پولی استر

2- لایه مقاومتی فوقانی

3- پوشش هادی و شفاف فلزی

4- لایه مقاومتی پایینی

5- نقاط جدا كننده

6- زیرلایه ای از جنس شیشه یا آكرلیك

7- عمل لمس موجب اتصال دو لایه مقاومتی فوقانی و پایینی می شود

8- كنترلر صفحه لمسی كه اختلاف پتانسیل بین دو لایه مقاومتی محل اتصال را گرفته و به مقادیر دیجیتالی X‌ و Y تبدیل می كند.

 

انواع صفحه لمسی های مقاومتی را اجمالاًمرور می كنیم:

 

 

 

 

4-Wire Resistive Technology

 

اینگونه از صفحه لمسی های مقاومتی بیشتر در خانه،مدرسه،مراكز فروش اتوماتیك و محیطهای متنوع دیگر استفاده می شوند ولی وضوح تصویر خوبی ندارند و برای نمایشگرهای با سایز كمتر از 10.4 اینچ استفاده می شوند.

 

5-Wire Resistive Technology

 

پایداری این نوع از نوع 4-Wire بیشتر است ولی وضوح تصویر خوبی ندارد.

 

8-Wire Resistive Technology

 

برای نمایشگرهای بیشتر از 10 اینچ استفاده می شوند و سرعت و دقت بیشتری نسبت به انواع 4-wire و 5-wire آن دارند.

مزایا:

بالا بودن دقت در تعیین نقطه لمس شده

بسیار حساس به فشار از سوی هر گونه شیء خارجی

كارایی خود را به واسطه وجود عناصری چون آب،گرد و غبار،نور و كثیفی از دست نمی دهد

ارزان قیمت و قابل دسترس

معایب:

وضوح تصویر 75 درصدی

آسیب پذیری لایه های مقاومتی در مقابل اشیاء تیز و نوك دار

 

Infrared

 

این نوع از صفحه لمسی ها توسط فناوری انقطاع پرتوی نور پایه ریزی شده اند.به جای استفاده از لایه های مختلف،از یك قاب حاوی یك برد مداری استفاده می شود كه بر روی آن اپتو الكترونیك و IR10]] سوار شده در حقیقت این قاب یك جدول سراسری نوری است در یك طرف دیودهای ساطع كننده ی نور و در طرف دیگر تعدادی سنسورهای دریافت كننده نور قرار گرفته است.

 

 

زمانی كه رویداد لمس اتفاق می افتد در محل لمس شده سنسورهای دریافت كننده ،دیگر نوری دریافت نمی كنند یا به عبارتی یك وقفه در دریافت نور ایجاد شده كه از همین تغییر در سنسورهای دریافت كننده ،در جهت كشف مختصات مكان لمس شده استفاده می شود.

 

صفحه لمسی های نوری از جهت طول عمر و پایداری در برابر ناملایمتهای محیط خارج مقاوم هستند همچنین سنسورهای آنها فقط در صورت آسیب فیزیكی از كار می افتند و در طولانی مدت فرسوده نمی شوند.

 

 

 

 

 

Surface Acoustic Wave (SAW

 

این فناوری یكی از پیشرفته ترین گونه ها در صفحه لمسی هاست و بیشتر شبیه به انواع نوری هستند ولی به جای پرتوهای نوری از امواج صوتی استفاده می كنند.دو موج صوتی كه یكی از سمت چپ و دیگری از بالای صفحه نمایش سرچشمه می گیرند روی صفحه نمایش حركت می كنند و در طرف مقابل ،هر موج توسط سنسورهای گیرنده دریافت می شود.زمانی كه صفحه لمسی توسط انگشت لمس می شود در نقطه لمس شده،امواج جذب می شوند و باعث ایجاد تاخیر در ،دریافت موج توسط گیرنده می شود كه مدت زمان تاخیر بوجود آمده، نشان دهنده ی عمق فشار وارد شده می باشد از این رو این گونه از صفحه لمسی ها برخلاف انواع دیگر قادر به تشخیص میزان فشار وارده یا به عبارتی عمق لمس شده Z-axis هستند هرچه فشار بیشتری با انگشت وارد شود موج بیشتر جذب مایعات انگشت شده و تاخیر در رسیدن موج بیشتر می شود.

 

 

جنس این صفحه لمسی ها شیشه ای است و بهمین خاطر هیچ وقت فرسوده نخواهد شد و طول عمر زیاد و وضوح تصویر خوبی خواهد داشت.

این فناوری بیشتر برای رایانههای آموزشی و كیوسكهای اطلاعاتی در محیطهای شلوغ استفاده می شود.

 

مزایا:

بالا بودن دقت در تعیین نقطه لمس شده

بالا بودن وضوح تصویر

جنس شیشه ای و عدم نیاز به لایه های مختلف برای محافظت

 

معایب:

حتما باید توسط انگشت یا قلمهای نرم یا خودكار بدون جوهر لمس شود

ممكن است به واسطه وجود گرد و غبار،آب و كثیفی آسیب ببیند

 

Capacitive

 

این نوع صفحه لمسی ها از یك پنل شیشه ای حاوی یك عنصر خازنی كه ذخیره كننده بار الكتریكی است تشكیل شده است.

برخلاف سایر صفحه لمسی ها در این فناوری شیء لمس كننده باید هادی جریان الكتریكی باشد مانند سر انگشت بدون پوشش یا یك قلم هادی الكتریسیته.

زمانی كه صفحه نمایش با یك شیء هادی مناسب لمس شود جریان الكتریكی از سوی گوشه های صفحه لمسی به سمت نقطه تماس، جاری می شود این رویداد باعث می شود تا مدارهای نواسانسازی كه در گوشه های صفحه لمسی قرارگرفته اند فركانس خود را با توجه به نقطه تماس تغییر بدهند این تغییر فركانس ،اندازه گیری شده و به تعیین مختصات نقطه لمس شده كمك می كند.

این گونه از صفحه لمسی ها بسیار مقاوم هستند و وضوح تصویر عالی دارند به همین خاطر در پهنه وسیعی از كاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرند.

 

 

مزایا:

بالا بودن دقت در تعیین نقطه لمس شده

بالا بودن وضوح تصویر

مقاوم در برابر رطوبت،چربی و كثیفی

 

نتیجه:

علاوه بر كاربردهایی كه قبلا توضیح داده شد در آینده سیستم رای گیری یا انتخابات، هم به كاربردهای صفحه لمسی اضافه خواهد شد.در تصویر 3 نمونه ای از یك سیستم رای گیری را مشاهده خواهید كرد.

نكات سودمندی كه باعث شده تا انتخابات هم از سیستم های صفحه لمسی بی بهره نماند از این قرار است:

- راحتی استفاده از اینگونه سیستمهای لمسی ،از این جهت كه رای دهندگان شامل تمام اقشار جامعه با توانایی های مختلف هستند.

- اشتباهات در ثبت آراء به حداقل می رسد

- عمل شمارش به سرعت پایان می یابد

- فرمهای رای گیری را می توان به چند زبان برای رای دهندگان نمایش داد

- دسترسی آسان و سریع به آراء ماخوذه