آشنایی مختصری با فناوری نوین صفحه لمسی "تاچ اسکرین" Touch Screens

یکی از دغدغه های طراحان سیستمهای رایانه‌ای برای محصولاتشان داشتن یک رابط خوب با کاربران است به عبارت دیگر طراح باید سیستمی طراحی کند که علاوه بر داشتن عملکرد خوب، کاربر پسند نیز باشد و نیاز به صرف وقت و هزینه های زیاد برای آموزش کاربران آن سیستم نباشد و در نهایت نحوه ارتباطش با کاربران ساده و سریع باشد.از این رو فناوری "تاچ اسکرین" یا صفحه لمسی اهمیت پیدا کرده و برای برخی کاربردها به طور گسترده استفاده می شود.فناوری های ساخت صفحه لمسی و همچنین کاربرد آنها موضوع بحث این مقاله است.در این مقاله سعی شده تا انواع مختلف صفحه لمسی مانند Resistive و Infrared و Capacitive و[SAW[2 را توصیف کرده و به بررسی نحوه ی کار آنها بپردازیم.

آشنایی مختصری  با فناوری  نوین صفحه لمسی  "تاچ اسکرین"   Touch Screens

مقدمه:

شاید تا به حال مانیتورهایی مجهز به صفحه نمایش لمسی را دیده باشید اینگونه صفحه نمایش ها دارای مزیتها و معایبی هستند که البته در منظورهای مختلف استفاده از آنها به نفع ماست به عنوان مثال در دستگاه های[ATM[3 یا عابر بانک نیاز شدیدی به این فناوری احساس می شود.کار با این دستگاهها بدین صورت است که کاربر بسته به اینکه صفحه لمسی با چه فناوری ساخته شده نقطه ی مورد نظر که نمایش یک کلید یا لینک می باشد را توسط قلم مخصوص یا انگشت لمس کرده و فرمان لازم یا درخواست خود را وارد سیستم می کند.همانطور که می دانید از مانیتور همیشه به عنوان یک دستگاه خروجی یاد می شد حال با افزودن Touch Screen به آن، می تواند جای موشواره[4] یا صفحه کلید را گرفته و به عنوان یک دستگاه وروردی/خروجی به کار رود.

مزایای صفحه لمسی

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

الف : فضای کمی اشغال می کنند

ب : قسمتهای متحرک کمتری دارند

ج  می توان از آنها به عنوان یک دستگاه ثابت و جمع و جور در یک نقطه استفاده کرد.

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 که مانیتور در کارخانه تولید می شود به طور سازمانی صفحه لمسی را در آن جای می دهند.اینگونه صفحه لمسی ها مخصوص کارهای سنگین خلق شده و مستقیما روی تیوپ [CRT[5 سوار می شوند.

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

 کاربردهای صفحه لمسی

 کیوسکهای اطلاعاتی از جمله نمایشگر راهنمای توریستی در فرودگاهها و ترمینالهای مسافرتی می توانند اطلاعات مربوط به هواشناسی و پروازها را به کاربران یا مردم عادی ارائه دهند، راهنمای عمارتهای بزرگ که ممکن است در گوشه و کنار عمارت نصب شده باشند مانند حرمسراها و اماکن زیارتی سیاحتی وسیع که استفاده از آن توسط مبتدی ترین کاربران میسر باشد، همینطور در موزه های بزرگ می توان برای اطلاع رسانی راجع به اجسام موجود در موزه استفاده کرد و .... که به کارگیری این ابزار اطلاع رسانی بستگی به ابتکار مسئولین می تواند در جای خود نقش بسیار موثری داشته باشد.

مکانهای فروش فوری یا POS[6] ، مثلا باجه های بلیط فروشی ، بوفه های فروش مواد خوراکی ، فروش نشریات و روزنامه ها و ....

سیستمهای کنترلی اتوماتیک و [PLC[7 ها، در کارخانه های تولیدی بزرگ برای کنترل دستگاههای عظیم ، نمایشگر وضعیت دستگاهها حین کار و امکان دخالت دستی در کار دستگاه و ...

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

به واسطه راحت بودن کار با آنها برای افراد عادی اخیرا تلاشهای زیادی در جهت استفاده از این فناوری در سیستمهای رای گیری[8] شده است مانند انتخابات سراسری.

  اجزاء صفحه لمسی

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

 1)صفحه حساس به لمس که با توجه به فناوری آن اطلاعات مربوط به مکان لمس شده را به کنترلر می فرستد.

 2کنترلر صفحه لمسی که با دریافت سیگنالهای مخصوص از صفحه لمسی آنها را به علائمی معنا دار برای پردازنده تبدیل کرده و از طریق پورت USB یا COM به رایانه منتقل می کند که این علائم معمولا اطلاعات مکان لمس شده روی صفحه می باشد.

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

فناوری های موجود صفحه لمسی

بسته به کاربرد و محل کار سیستمهای مجهز به صفحه لمسی فناوریهای مختلفی وجود دارد که به ترتیب به ساختار آنها می پردازیم:

  Resistive Touch Screens

همینطور که از نام این نوع صفحه لمسی پیداست از مقاومت برای تولید مقادیر ولتاژ متفاوت در نقاط مختلف صفحه لمسی استفاده کرده و بدین طریق مکان لمس شده را به کنترلر اعلام می کند.

این گونه از صفحه لمسی ها به هر نوع فشاری حساس هستند و پاسخ مورد نظر را در خروجی تولید می کنند یعنی از هر وسیله ای اعم از قلم و انگشت می توان برای کار با آنها استفاده کرد و از این لحاظ محدودیتی برای کاربران بوجود نمی آورند.آنها معمولا دارای مواد پایه ی شیشه یا آکرلیک که با لایه هایی از مواد هادی و مقاومتی پوشیده شده اند ،هستند این لایه های نازک توسط نقاط غیرقابل مشاهده ای از هم جدا شده اند وقتی که 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 اینکه لمسی اتفاق بیفتد فشار حاصل از لمس باعث تماس بین دو لایه هادی و مقاومتی خواهد شد و باعث ایجاد تغییر در جریان الکتریکی می شود این تغییر توسط کنترلر صفحه لمسی کشف شده و با اندکی پردازش روی اطلاعات حاصل از لمس ، آنها را تبدیل به یک مختصات افقی و عمودی می کند و به عنوان یک رویداد لمس آن را ثبت می کند.

نوع مقاومتی صفحه لمسی فناوری ساخت ساده ای دارند ولی وضوح تصویری که به کاربران ارائه می دهند نسبت به دیگر انواع کمتر است.همچنین به خاطر پایا و پر عمر بودن آنها بیشتر به منظور کارهای سنگین در مکانهای نامساعد استفاده می شوند.

طرز کار یک صفحه لمسی در شکل زیر همراه با توضیحات مرحله به مرحله آمده است:

1- پرده ی نازکی از پولی استر

2-لایه مقاومتی فوقانی

3-پوشش هادی و شفاف فلزی

4- لایه مقاومتی پایینی

5-نقاط جدا کننده

6- زیرلایه ای از جنس شیشه یا آکرلیک

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

8- کنترلر صفحه لمسی که اختلاف پتانسیل بین دو لایه مقاومتی محل اتصال را گرفته و به مقادیر دیجیتالی X و Y تبدیل می کند.

انواع صفحه لمسی های مقاومتی

انواع صفحه لمسی های مقاومتی را اجمالاًمرور می کنیم:

4-Wire Resistive Technology

اینگونه از صفحه لمسی های مقاومتی بیشتر در خانه،مدرسه،مراکز فروش اتوماتیک و محیطهای متنوع دیگر استفاده می شوند ولی وضوح تصویر خوبی ندارند و برای نمایشگرهای با سایز کمتر 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.