لنكن صادقين الهواتف الذكية هي أفضل شيء منذ اختراع العجلة، حيث أصبحنا نستخدم الهواتف الذكية في كل شيء تقريبًا و من المحتمل أنك تقرأ هذا المقال على هاتفك الذكي الآن أو لديك واحد قريب منك، ولكن هل تساءلت يومًا كيف تعمل أجزاء هاتفك بالضبط مثل الشاشة، على سبيل المثال، حيث في الأيام الأولى للهواتف المحمولة كانت الشاشة ولوحة المفاتيح عبارة عن جزأين منفصلين من الهاتف، الان يمكنك الآن استخدام الشاشة كلوحة مفاتيح باستخدام الإدخال باللمس.
مبدأ عمل نظام اللمس في الهواتف
الفكرة وراء شاشات اللمس بسيطة للغاية، حيث أن الهواتف الذكية لها تيارات كهربائية تمر عبر شاشاتها، وعندما تضع إصبعك أو قلمك على الشاشة، فإنه يغير تدفق التيار، حيث يقيس نظام الهاتف الذكي التغييرات في التيار الكهربائي، ويستخدم تلك المعلومات لاكتشاف الموقع الدقيق للمس ويستجيب للإدخال، ومع ذلك تستخدم الأجهزة الإلكترونية المختلفة طرقًا مختلفة لاكتشاف إدخال الشخص على شاشة تعمل باللمس، الطريقتان الأكثر شيوعًا الموجودة في الهواتف الذكية هما شاشات اللمس المقاومة وشاشات اللمس السعوية (تعمل بالمواسعات).
تعتمد شاشات اللمس المقاومة على الضغط الذي يتم تطبيقه على الشاشة من أجل تحديد نقطة اللمس، من ناحية أخرى لا تعتمد شاشات اللمس السعوية على الضغط، بل يستجيبون فقط لمدخلات من جسم يحمل شحنة كهربائية، وإصبعك واحد منهم، حيث كانت شاشات اللمس المقاومة شائعة في الأيام الأولى لشاشات اللمس في الهاتف المحمول، ولكن من المرجح اليوم أن هاتفك الذكي يستخدم شاشة تعمل باللمس عن طريق مواسع.
كيف تعمل شاشة اللمس المقاومة
تعتمد شاشات اللمس المقاومة الخاصة بالهواتف الذكية على طبقة تعمل باللمس، والتي تتكون أساسًا من طبقة علوية مرنة وطبقة سفلية صلبة، حيث يتم طلاء الجزء الداخلي من هاتين الطبقتين بطبقة موصلة من أكسيد معدني شفاف، وهي مسؤولة عن تشغيل تيار كهربائي عبر كلتا الطبقتين.
حيث يتم فصل طبقة الدائرة المقاومة العلوية المرنة وطبقة الدائرة المقاومة السفلية الصلبة بواسطة نتوءات عازلة غير ظاهرة، حيث يتم توصيل النظام بالكامل بوحدة تحكم تستجيب للمس، وهي مسؤولة عن تحديد موقع إدخال اللمس، حيث يمر تيار كهربائي عبر الطبقة العلوية المرنة والطبقة السفلية الصلبة أثناء تشغيل الهاتف، وعندما يلمس إصبعك أو قلمك الطبقة العلوية المرنة، يتم تطبيق الضغط على الطبقة وتنحني حتى تتلامس مع طبقة الدائرة المقاومة السفلية، وبالتالي إنشاء دائرة كهربائية عند نقطة التلامس.
تسجل وحدة التحكم في الشاشة التي تعمل باللمس التغيير في التيار بين طبقات الدائرة العلوية والسفلية ثم تقوم بتحويلها إلى إحداثيات رقمية X و Y (محور سيني وصادي) للمنطقة النشطة، من هناك ينفذ معالج الهاتف التعليمات المرتبطة بتلك المنطقة المحددة على الشاشة.
مزايا شاشات اللمس المقاومة
أكبر مزايا شاشات اللمس المقاومة هي متانتها وتكلفتها المنخفضة نسبيًا، وهذا يجعلها مثالية لأي جهاز إدخال دون زيادة التكاليف بشكل كبير.
عيوب شاشات اللمس المقاومة
أكبر عيب لشاشات اللمس المقاومة هو أنها لا تستطيع التعامل إلا مع الإدخال بلمسة واحدة في كل مرة، هذا يعني أنه لا يمكنك القيام بأشياء مثل التكبير بإصبعين، وهو أمر متوقع إلى حد كبير في أجهزة الجوال اليوم.
كيف تعمل شاشة اللمس السعوية
تشير المواسعة إلى قدرة شيء ما على حمل شحنة كهربائية، على سبيل المثال، جسمك لديه مواسعة، حيث عندما تحرك قدميك على سجادة، يخزن جسمك الطاقة الكهربائية المتولدة من السجادة مما يعرف بالكهرباء السكونية، مما يؤدي إلى صدمة كهربائية بسيطة غير مؤذية عند لمس جسم معدني، تعتمد شاشات اللمس السعوية على هذا المبدأ لكي تعمل بشكل جيد.
في نظام شاشة اللمس السعوية، لوحة الشاشة التي تعمل باللمس مصنوعة من الزجاج، ومغطاة بطبقة من مادة موصلة شفافة، في معظم الحالات، تكون هذه المادة عبارة عن أكسيد قصدير الإنديوم، وهي مسؤولة عن تخزين الشحنة الكهربائية.
تأتي شاشات اللمس السعوية في نوعين مختلفين (سطحي وإسقاطي) حيث تحتوي الشاشة التي تعمل باللمس بالسعة السطحية على مستشعرات في كل ركن من أركان الشاشة، والتي تستخدمها لقياس التغيرات في الشحنة الكهربائية، من ناحية أخرى، تستخدم شاشة اللمس الإسقاطية شبكة من الصفوف والأعمدة مع شريحة منفصلة للاستشعار.
مع كلا النوعين من شاشات اللمس السعوية، عندما تلمس الشاشة، ينتقل التيار الكهربائي إلى إصبعك لأن جسم الإنسان هو أيضًا موصل للكهرباء، يقلل هذا النقل كمية الشحنة الكهربائية في طبقة السعة، حيث يستنفذ جزئاً منها، وبمجرد أن يحدد النظام موقع الإدخال باللمس، سيتم معالجة التعليمات ذات الصلة وتنفيذها بواسطة المعالج.
مزايا شاشات اللمس السعوية
من المزايا التي تتمتع بها شاشات اللمس السعوية، خاصة على الشاشات المقاومة، أنها تنقل ما يقرب من 92٪ من الضوء الذي يأتي من الشاشة، بينما تنقل أنظمة شاشات اللمس المقاومة حوالي 75٪ فقط، يؤثر هذا بشكل كبير على جودة الصورة للشاشة.
ربما تكون أكبر ميزة لشاشات اللمس السعوية هي أنها تستطيع تسجيل مدخلات لمس متعددة، هذا يجعل الخاصيات ممكنة مثل تكبير الصور، أيضًا تستجيب شاشات اللمس السعوية بسرعة كبيرة.
عيوب شاشات اللمس السعوية
أكبر عيب في النظام السعوي هو أنه لا يستجيب لمدخلات من أجسام غير موصلة، لذا إذا كنت ترتدي قفازات أو تستخدم قلمًا بلاستيكيًا، فلن تتمكن من استخدام شاشة اللمس.
