صفحه نمایش Resistive Touch Screen یا تاچ مقاومتی
این نوع از صفحات لمسی شامل دو لایه از مواد رسانا هستند که با فضای بسیار کمی از یکدیگر قرار گرفته‌اند و این فاصله به عنوان یک بخش مقاومتی در این صفحات عمل می‌کند. بدین صورت که با تماس انگشت کاربر در هر کدام از قسمت‌های این نوع از نمایشگرها دو لایه‌ی رسانا به یکدیگر نزدیک شده و برخورد می‌کند و محل دقیق لمس کاربر مشخص می‌گردد. ناگفته نماند که این عملکرد با استفاده از یک “قلم نوری ” هم امکان پذیر می‌باشد. اطلاعات دقیق مربوط به محل تماس انگشت کاربر پس از ارسال به پردازنده و تجزیه و تحلیل آن به برد اصلی منتقل شده و محل مورد نظر در صفحه انتخاب می‌گردد. از مزیت‌های این نوع از صفحات لمسی می‌توان به قیمت ارزان آن اشاره نموده در حالی که نمایشگر لمسی که دارای تاچ مقاومتی است دقت عمل پایین و حساسیت کمتری نسبت به لمس کاربر خواهد داشت.
صفحه نمایش Capacitive Touch Screen یا تاچ خازنی
در صفحات لمسی خازنی از یک لایه‌ی شیشه‌ای پوشش داده شده با یک‌هادی شفاف مانند “اکسید قلع ایندیوم ” استفاده شده است که هنگامی که انگشت انسان بر روی صفحه نمایش نوع “لمسی خازنی ” قرار داده می‌شود در میدان الکترواستاتیکی نمایشگر وقفه‌ای بوجود می‌آید که این وقفه و قطع ارتباط به عنوان یک سیگنال و پیام توسط مدارهای مربوطه قابل تحلیل و اندازه گیری می‌باشد و اطلاعات مربوط به محلی که لمس شده است به پردازنده آن ارسال می‌شود و دستورالعمل انتخاب گزینه مورد نظر در صفحه نمایش صادر می‌گردد.
به‌طورکلی عملکرد نمایشگرهای دارای فناوری “تاچ خازنی ” نسبت به نمایشگرهایی که از فناوری “تاچ مقاومتی ” استفاده می‌نمایند به مراتب بهتر خواهد بود. دقت عمل این صفحات لمسی بالاتر بوده و حساسیت به لمس مناسب و مصرف انرژی آنها نیز پایین تر است. در عوض قیمت نمایشگر لمسی خازنی در مقایسه با نمایشگر لمسی مقاومتی بالاتر می‌باشد.
امروزه نمایشگر لمسی مقاومتی و یا خازنی در هر جایی و بر روی هر گجتی دیده می‌شوند. اما فرق صفحه نمایش لمسی خازنی با مقاومتی چیست و اکنون کدام یک پرکاربردتر است؟
در زمان خرید یک گجت مجهز به صفحه نمایش لمسی، کمتر کاربر به خازنی یا مقاومتی بودن آن توجه کرده و حتی در لیست مشخصات فنی دستگاه نیز این موضوع اغلب ذکر نمی‌شود. این در حالی است هم نمایشگر لمسی خازنی و هم مقاومتی به صورت گسترده در صنعت لوازم الکترونیکی کاربرد دارند.
با کمی دقت خواهید توانست به تفاوت نمایشگر لمسی خازنی و مقاومتی پی ببرید. صفحه نمایش لمسی از نوع خازنی به کار رفته در تبلتها و گوشیهای هوشمند گران قیمت، به لمس حساسیت بالایی داشته و با کوچکترین اشاره‌ای به فرمان کاربر بازخورد نشان می‌دهد. این در حالی است حین کار با یک صفحه نمایش لمسی مقاومتی می‌بایست فشار بیشتری اعمال کرد و یا از یک قلم بهره برد. دلیل واکنش متفاوت این دو نوع صفحه نمایش نسبت به دستورات لمسی، به تکنولوژی به کار رفته درونشان مربوط می‌شود.
نمایشگر لمسی
نحوه کار نمایشگر لمسی مقاومتی
در صنعت لوازم الکترونیکی، از بین دو نوع صفحه نمایش لمسی موجود، نمایشگرهای مقاومتی متداول‌ترین محسوب می‌شوند. دلیل این امر ارزان‌تر بودن فرآیند ساخت آنها و همچنین راحتی استفاده در محیط‌های مختلف است. تکنولوژی ساخت آن مبتنی بر مقاومت به فشار بوده و فشار بر روی خود صفحه نمایش اعمال می‌شود.
این نوع از صفحه نمایش لمسی از دو لایه بسیار نازک که توسط فاصله‌ای کم از یکدیگر جدا شده‌اند، ساخته می‌شود. لایه بالایی ماده‌ای از جنس پلی کربنات است، در حالی که لایه پایینی از یک نوع ماده سخت و محکم درست می‌شود. سازندگان معمولا از غشای PET به همراه شیشه در این لایه استفاده می‌کنند.
نمایشگر لمسی مقاومتی
بر روی لایه بالایی و پایینی نوعی مادههادی (رسانا) قرار داده شده و دو سوی آنها به سمت هم قرار می‌گیرد. در نهایت جداکننده‌هایی در فضایی خالی نازک بین دو لایه قرار می‌گیرند تا از لمس شدن آنها حین عدم استفاده از صفحه نمایش جلوگیری شود. در ادامه، موارد مشخص شده در عکس بالا را به طور مختصر معرفی می‌کنیم:
۱: لایه بالایی، ساخته شده از پلی کربنات انعطاف‌پذیر
۲ و ۳: لایه‌های نازک،هادی و ساخته شده از اکسید قلع ایندیم
۴: نقطه‌های جداکننده‌ی لایههایهادی
۵: لایه پایینی، ساخته شده از ماده‌ای سخت همچون شیشه
۶: سنسورهای تشخیص‌دهنده تغییر ولتاژ در زمان لمس شدن لایههایهادی
وقتی انگشت خود و یا یک قلم را بر روی نمایشگر لمسی مقاومتی فشار می‌دهید، به وسیله افزایش ولتاژ، در میزان مقاومت آن تغییر ایجاد می‌شود. سپس لایه سنسور این تغییر را تشخیص داده و پردازنده دستگاه (گوشی، تبلت یا هر گجتی دیگر)، مختصات آن تغییر را محاسبه می‌کند.
سه نوع نمایشگر لمسی مقاومتی
تکنولوژی به کار رفته در این نوع صفحه نمایش‌های لمسی مبتنی بر الکترودها است که یک لایه ولتاژ یکسان در سرتاسر ناحیه دارایهادی ایجاد می‌کنند. بسته به لایه‌های به کار رفته در نمایشگر، میزان حساسیت نسبت به لمس و همچنین مقاومت آن متفاوت خواهد بود.
۴ سیم آنالوگ
در ساختار چهار سیم آنالوگ، هر دو لایه بالایی و پایینی دارای دو الکترود با نام “Bushbars” هستند. این الکترودها به حالت عمودی نسبت به یکدیگر قرار گرفته‌اند.
نمایشگر لمسی مقاومتی
الکترودهای روی صفحه بالایی، مثبت و منفی محور Y هستند، در حالی که الکترودهای صفحه پایینی با مثبت و منفی محور X مشخص شده‌اند. با استفاده از این نوع پیاده‌سازی مختصات الکتریکی، دستگاه موبایل قادر است محلی که دو لایه به یکدیگر برخورد کرده‌اند را مشخص کند.
۵ سیم آنالوگ
در این ساختار چهار الکترود وجود داشته و هر کدام در گوشه‌ای از لایه پایینی قرار گرفته است. با استفاده از چهار سیم، این الکترودها به یکدیگر متصل شده‌اند. پنجمین مورد سیم حسگر نام داشته و در لایه بالایی جاسازی شده است.
نمایشگر لمسی مقاومتی
در زمان لمس نمایشگر، سیم حسگر، ولتاژ را به منظور تعیین شدن مختصات برای پردازنده دستگاه ارسال می‌کند. با وجود استفاده از اجزای کمتر و بهره بردن از طراحی ساده‌تر، ساختار ۵ سیم آنالوگ نمایشگر لمسی مقاومتی پایداری و دوام بیشتر در مقایسه با دیگر طراحی‌ها دارد.
۸ سیم آنالوگ
در نوعی دیگر از طراحی نمایشگر لمسی مقاومتی که بیشترین میزان حساسیت به لمس را دارد، از هشت سیم آنالوگ استفاده می‌شود. نحوه لایه‌‌بندی آن شبیه به ۴ سیم آنالوگ است، اما هر نوار الکترود از دو سیم متشکل می‌شود. وجود افزونگی یکی از مشکلات این نحوه پیاده‌سازی است.
نمایشگر لمسی خازنی
اما همین افزونگی در ساختار، میزان دوام را افزایش داده است، چرا که در صورت از بین رفتن مقاومت یکی از سیم‌ها به مرور زمان، دیگری سیگنال‌های لازم را به پردازنده دستگاه ارسال می‌کند.
معایب نمایشگر لمسی مقاومتی
در این نوع نمایشگرها، قرار است بسته به نوع پیاده‌سازی، محل لمس یک نقطه مشخص تشخیص داده شود، به همین دلیل در نخستین نسل‌ها، امکان صدور فرمان‌های چند لمسی همچون بزرگنمایی یک عکس از طریق کشیدن دو طرف آن وجود نداشت.
نمایشگر لمسی مقاومتی
با این حال گوشی‌سازان در نسل‌های جدیدتر نمایشگر لمسی مقاومتی با استفاده از الگوریتم‌ها و ترفندهای مختلف، امکان لمس دو منطقه مختلف صفحه نمایش به صورت همزمان را فراهم کردند، اما همچنان امکان صدور فرمان‌های چند لمسی وجود نداشته و حداکثر نقاط قابل لمس به صورت همزمان دو مورد هستند. در ادامه به برخی دیگر از محدودیت‌های نمایشگر لمسی مقاومتی اشاره می‌کنیم:
حساسیت کمتر نسبت به لمس آرام
عدم امکان کار با آن در برخی مواقع استفاده از دستکش
کاهش شفافیت نمایشگر به خاطر استفاده از لایه بالایی ضخیم در برخی پیاده‌سازی‌ها
استعداد بیشتر مواد به کار رفته در نمایشگر لمسی مقاومتی به انواع آسیب مخصوصا خط و خش
نمایشگر لمسی مقاومتی
در بیشتر مواقع، تعمیر نمایشگر لمسی مقاومتی بسیار دشوار بوده و یا اصلا امکان‌پذیر نیست. در گوشیهای هوشمند امروزی بیشتر شاهد استفاده از صفحه نمایش خازنی هستیم.
نحوه کار نمایشگر لمسی خازنی
صفحه نمایش خازنی تقریبا ده سال پیش از اولین نمونه نمایشگر لمسی مقاومتی ساخته شده بود، اما امروز دقت و سرعت به مراتب بیشتری در پاسخ‌دهی به دستورات لمسی داشته و با کوچکترین اشاره، فرمان کاربر را دریافت می‌کند. اما نحوه کار این نوع صفحه نمایش لمسی چگونه است؟
برخلاف نمایشگر لمسی مقاومتی که بر اساس فشار مکانیکی وارد شده توسط انگشت و یا قلم کار می‌کند، فرآیند کار این نوع نمایشگر مبتنی بر یک ویژگی ذاتی انسان است؛ بدن انسان به طور طبیعی خود یک‌هادی (رسانا) محسوب می‌شود!
نمایشگر لمسی خازنی از مادهایهادی و شفاف ساخته شده و توسط ماده‌ای شیشه‌ای احاطه می‌شود. این ماده شیشه‌ای همان قسمتی است که ما حین کار با دستگاه آن را لمس می‌کنیم. این نوع صفحه نمایش نیز پیاده‌سازی‌های متفاوتی دارد.
نمایشگر لمسی مقاومتی
خازنی سطح
در این روش، چهار الکترود وجود داشته و هر کدام در گوشه‌ای از نمایشگر لمسی واقع شده است. آنها سطح ولتاژ را در سرتاسر لایههادی حفظ می‌کنند. وقتی انگشت شما، که خود رسانا است، هر قسمتی از نمایشگر را لمس می‌کند، شار جریان بین این چهار الکترود و همچنین انگشتتان برقرار خواهد شد. سنسورهای قرار داده شده زیر نمایشگر، تغییر در ولتاژ و همچنین محل بروز تغییر را تشخیص می‌دهند.
خازنی PCAP
در دستگاه‌های دارای این نوع نمایشگر لمسی خازنی، الکترودهای شفاف در کنار شیشه محافظ، درون ساختاری ماتریسی قرار می‌گیرند. یک خط از الکترودها (عمودی)، یک سطح ثابت جریان را در زمان عدم استفاده از صفحه نمایش نگه می‌دارد. خطی دیگر (افقی)، زمانی که انگشت کاربر نمایشگر را لمس کرده و شار جریان در آن ناحیه برقرار می‌شود، فعال‌سازی خواهد شد.
نمایشگر لمسی خازنی
ساختار ماتریسی، در جایی که دو خط الکترود با یکدیگر تقاطع دارند، یک میدان الکتروستاتیکى ایجاد می‌کند. نتیجه این نوع پیاده‌سازی، حاصل شدن نمایشگری با حساسیت بسیار بالا نسبت به لمس است. در گوشیهای هوشمندی که حتی پیش از برقراری ارتباط فیزیکی بین انگشت و نمایشگر، وجود آن در اطراف صفحه نمایش حس می‌شود، این ساختار پیاده‌سازی شده است. حین استفاده از نمایشگر لمسی این چنینی، وجود دستکشی نازک در دست مشکل‌ساز نخواهد شد.
نمایشگر لمسی مقاومتی در برابر خازنی
مزایای نمایشگر لمسی مقاومتی موارد زیر هستند:
هزینه ساخت پایین
رزولوشن سنسور بیشتر (لمس دکمه‌های ریز روی نمایشگر راحت‌تر است)
کاهش احتمال لمس تصادفی نمایشگر
تشخیص لمس هر نوع شی و امکان استفاده از هر چیزی به عنوان قلم نمایشگر
مقاومت بالا در برابر آب و گرما
به عنوان برخی از مزیت‌های نمایشگرهای لمسی خازنی می‌توان موارد زیر را نام برد:
دوام بیشتر
نمایش تصاویر شارپ‌تر با کنتراست بهتر
امکان صدور فرمان‌های چند لمسی
بالا بودن قابلیت اطمینان (حتی در زمان ترک خوردن نمایشگر نیز امکان استفاده از آن وجود دارد)
حساسیت بالا نسبت به کوچکترین لمس
گوشیهای هوشمند مجهز به نمایشگرهای لمسی قدیمی‌تر همانند نوکیا ۵۸۰۰، به نمایشگر لمسی مقاومتی مجهز بودند. اگر تجربه استفاده از این نوع صفحه نمایش را داشته‌اید، برتری نمایشگر لمسی مقاومتی به خازنی و یا بالعکس
