شاشة تعمل باللمس لتطبيقات السيراميك الكهرضغطية

شاشة اللمس (تُعرف أيضًا باسم 'شاشة اللمس'، 'لوحة اللمس') عبارة عن جهاز عرض كريستال سائل حثي يمكنه استقبال إشارات الإدخال مثل جهات الاتصال. عند لمس زر رسومي على الشاشة، يمكن لنظام ردود الفعل اللمسية تشغيل العديد من الأجهزة المتصلة وفقًا لبرنامج مبرمج مسبقًا، والذي يمكن استخدامه لاستبدال لوحات الأزرار الميكانيكية، واستخدام شاشات عرض الكريستال السائل لإنشاء تأثيرات صوتية وفيديو ديناميكية.

تعطي شاشة اللمس مظهرًا جديدًا للوسائط المتعددة وهي جهاز تفاعلي متعدد الوسائط جديد وجذاب للغاية. يتم استخدامه بشكل أساسي للاستعلام عن المعلومات العامة، ومكتب القيادة، والتحكم الصناعي، والقيادة العسكرية، وألعاب الفيديو، والأغنية والنظام، وتعليم الوسائط المتعددة، والبيع المسبق للعقارات، وما إلى ذلك.

تتميز شاشات اللمس عن المبادئ التقنية قرص سيراميك بيزو ويمكن تقسيمها إلى خمسة أنواع أساسية: شاشات اللمس بتقنية استشعار الضغط المتجه، وشاشات اللمس بتقنية المقاومة، وشاشات اللمس بتقنية السعة، وشاشات اللمس بتقنية الأشعة تحت الحمراء، وشاشات اللمس بتقنية الموجات الصوتية السطحية. من بينها، تم سحب شاشة اللمس بتقنية استشعار الضغط المتجه من المرحلة التاريخية؛
تقنية المقاومة لتحديد موضع شاشة اللمس دقيقة، لكن سعرها مرتفع جدًا، وهي خائفة من الخدش والتلف؛

تصميم شاشة تعمل باللمس بتقنية سعوية معقول، ولكن من الصعب حل مشكلة تشويه الصورة بشكل أساسي؛ تقنية الأشعة تحت الحمراء لشاشة اللمس رخيصة، لكن إطارها هش، ومن السهل إنتاج تداخل ضوئي، ومشوه في الظروف المنحنية؛

تعمل شاشة اللمس ذات الموجات الصوتية السطحية على حل العيوب المختلفة لشاشات اللمس السابقة، وليس من السهل أن تتلف. انها مناسبة لمختلف المناسبات. العيب هو أنه إذا كانت قطرات الماء والغبار على سطح الشاشة تجعل شاشة اللمس باهتة أو حتى لا تعمل. فيما يلي عرض موجز للأنواع المذكورة أعلاه من شاشات اللمس:

شاشة لمس مقاومة

تستخدم شاشة اللمس هذه استشعار الضغط للتحكم. الجزء الرئيسي من شاشة اللمس المقاومة عبارة عن شاشة رقيقة مقاومة تتطابق بشكل وثيق مع سطح العرض. هذا فيلم مركب متعدد الطبقات. تستخدم طبقة من الزجاج أو لوح مسطح من البلاستيك الصلب كطبقة أساسية، ويتم تغليف السطح بطبقة من معدن الأكسيد الشفاف (طبقة موصلة شفافة (مقاومة)، وهي مغطاة بسطح خارجي مقوى بطبقة بلاستيكية ناعمة ومقاومة للخدش، كما أن سطحها الداخلي مطلي أيضًا بطبقة طلاء، وهناك العديد من النقاط الصغيرة الشفافة (أقل من 1/1000 بوصة) بينها تفصل بين الطبقتين الموصلتين عن بعضهما البعض. مفتاح شاشة اللمس المقاومة هو تكنولوجيا المواد. مواد الطلاء الموصلة الشفافة المستخدمة هي ITO، أكسيد الإنديوم، نفاذية الضوء 80%، ثم تنخفض عندما تكون أرق، وترتفع إلى 80% عندما يكون السمك 300 أنجستروم.

حدود الشاشات المقاومة

العيب الشائع لشاشات اللمس المقاومة هو أنه نظرًا لأن الطبقة الخارجية للفيلم المركب مصنوعة من مادة بلاستيكية، فإن الأشخاص الذين لا يعرفون جيدًا أو يستخدمون لمسة حادة قد يخدشون شاشة اللمس بأكملها ويسببون الخردة. ومع ذلك، ضمن الحدود، فإن الخدش لن يؤدي إلا إلى إيذاء الطبقة الموصلة الخارجية. إن خدش الطبقة الموصلة الخارجية لا علاقة له بشاشة اللمس المقاومة بخمسة أسلاك، وهو قاتل لشاشة اللمس المقاومة بأربعة أسلاك.

شاشة تعمل باللمس بالسعة

إنه يعمل باستخدام الحث الحالي لجسم الإنسان. شاشة اللمس بالسعة عبارة عن شاشة زجاجية مركبة من أربع طبقات. السطح الداخلي والطبقة البينية للشاشة الزجاجية مغلفة بطبقة من ITO. الطبقة الخارجية عبارة عن طبقة رقيقة من طبقة واقية من زجاج السيليكا. يتم استخدام طلاء ITO للطبقة البينية كسطح عمل. أربعة أقطاب كهربائية، الطبقة الداخلية من ITO هي طبقة حماية لضمان بيئة عمل جيدة. عندما يلمس الإصبع الطبقة المعدنية، بسبب المجال الكهربائي لجسم الإنسان، يشكل المستخدم وسطح شاشة اللمس مكثف اقتران. بالنسبة للتيار عالي التردد، يكون المكثف موصلًا مباشرًا، لذلك يسحب الإصبع تيارًا صغيرًا من نقطة الاتصال. ويتدفق هذا التيار من الأقطاب الكهربائية الموجودة على الزوايا الأربع لشاشة اللمس، ويتناسب التيار المتدفق عبر الأقطاب الكهربائية الأربعة مع المسافة من الإصبع إلى الزوايا الأربع. تقوم وحدة التحكم بحساب موضع نقطة اللمس من خلال الحساب الدقيق لنسب التيار الأربعة. 

عيوب شاشات اللمس بالسعة

تتمتع شاشات اللمس السعوية بنفاذية ضوء ووضوح أفضل من الشاشات المقاومة بأربعة أسلاك. بالطبع، لا يمكن مقارنتها بشاشات الموجات الصوتية السطحية والشاشات المقاومة بخمسة أسلاك. الشاشات السعوية لها انعكاسات خطيرة. بالإضافة إلى ذلك، تتميز شاشة اللمس المركبة المكونة من أربع طبقات والمزودة بتقنية سعوية بنفاذية غير منتظمة للضوء عند أطوال موجية مختلفة، وهناك مشكلة تشويه اللون. بسبب انعكاس الضوء بين الطبقات، تصبح شخصيات الصورة غير واضحة.

شاشة تعمل باللمس بالأشعة تحت الحمراء

في المفاهيم المبكرة، كانت شاشات اللمس بالأشعة تحت الحمراء لها قيود فنية مثل الدقة المنخفضة، وطرق اللمس المحدودة، وعرضة للتدخل البيئي والعطل، بمجرد تلاشيها من السوق. بعد ذلك، حل الجيل الثاني من شاشات الأشعة تحت الحمراء مشكلة التداخل المضاد للضوء جزئيًا. كما قام الجيلان الثالث والرابع بتحسين أداء الدقة والثبات لمحول الطاقة القرصي الضغطي، لكنهم لم يحققوا قفزة نوعية في المؤشرات الرئيسية أو الأداء الشامل. ومع ذلك، فإن أي شخص يعرف تكنولوجيا شاشات اللمس يعلم أن شاشات اللمس التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء لا تتأثر بالتيار والجهد والكهرباء الساكنة، وهي مناسبة للظروف البيئية القاسية. تكنولوجيا الأشعة تحت الحمراء هي اتجاه التطوير النهائي لمنتجات شاشات اللمس. شاشات اللمس التي تستخدم التقنيات الصوتية وغيرها من المواد لها عوائق لا يمكن التغلب عليها، مثل تلف جهاز استشعار واحد وتقادمه، والخوف من تلوث واجهة اللمس، والاستخدام المدمر، والصيانة المعقدة. طالما أن شاشة اللمس بالأشعة تحت الحمراء تحقق بالفعل استقرارًا عاليًا ودقة عالية، فإنها بالتأكيد ستحل محل المنتجات التقنية الأخرى وتصبح الاتجاه السائد في سوق شاشات اللمس.

شاشة تعمل باللمس بالموجات الصوتية السطحية

1.الموجة الصوتية السطحية

الموجة الصوتية السطحية، نوع من الموجات فوق الصوتية، وهي موجة طاقة ميكانيكية تنتشر بشكل سطحي على سطح وسط (مثل مادة صلبة مثل الزجاج أو المعدن). من خلال القاعدة المثلثة على شكل إسفين (المصممة بدقة وفقًا للطول الموجي للموجة السطحية)، يمكن تحقيق انبعاث طاقة الموجات الصوتية السطحية الاتجاهية ذات الزاوية الصغيرة. أداء الموجات الصوتية السطحية مستقر وسهل التحليل وله خصائص تردد حادة جدًا في عملية نقل موجة القص. في عام 2013، تطور تطبيق الاختبارات غير المدمرة والتصوير والتردد بسرعة. لقد كانت التكنولوجيا مثل المواد الموصلة وتكنولوجيا الكشف ناضجة تمامًا. يمكن أن يكون جزء شاشة اللمس من شاشة اللمس ذات الموجة الصوتية السطحية عبارة عن لوحة زجاجية مسطحة أو كروية أو أسطوانية، يتم تثبيتها أمام شاشة عرض CRT أو LED أو LCD أو البلازما. يتم تثبيت الزاوية اليسرى العليا والزاوية اليمنى السفلية من الشاشة الزجاجية على التوالي بمحولات إرسال بالموجات فوق الصوتية الرأسية والأفقية، ويتم تثبيت الزاوية اليمنى العليا بمحولي استقبال بالموجات فوق الصوتية المقابلة. محولات الإرسال والاستقبال بالموجات فوق الصوتية هنا مصنوعة من السيراميك الكهرضغطي. تم نقش المحيطات الأربعة للشاشة الزجاجية بخطوط انعكاسية دقيقة للغاية بزاوية 45 درجة من المتناثرة إلى المتباعدة بكثافة.

2. مبدأ العمل لشاشة اللمس ذات الموجة الصوتية السطحية

يتم استخدام صفائح السيراميك الكهرضغطية الموضوعة على الزوايا أو الجوانب الأربعة لشاشة اللمس كنقاط دعم ونقاط استشعار لشاشة اللمس. عندما تلمس قوة خارجية شاشة اللمس، تتولد قوة عند نقطة الاتصال، وتختلف مواضع نقاط الاتصال، مما يؤدي إلى نسب جهد مختلفة تولدها قطع السيراميك الكهروإجهادية الأربعة. يتم تحديد مبدأ الشحن السطحي أو توليد الجهد لمحولات الطاقة الخزفية الكهرضغطية بناءً على التأثير الكهرضغطي للمادة الخزفية الكهرضغطية. من خلال قياس الجهد الناتج عن قطع السيراميك الانضغاطية الأربعة، يمكن حساب الموضع المحدد لنقطة الاتصال، ويمكن معرفة حجم القوة في نفس الوقت. من خلال تغيير الحواف الصاعدة والهابطة لشكل موجة الجهد المتكونة على السيراميك الضغطي، يمكن الحصول على سرعة تغير القوة أو تسارع مستشعر القوة. ومن خلال تحديد موضع وكثافة نقطة الاتصال، يتم تحقيق غرض اللمس في النهاية. علاوة على ذلك، فإن تأثير هذا النوع الجديد من اللمس يختلف عن اللمس التقليدي. فهو لا يمكنه استشعار موضع نقطة اللمس بدقة فحسب، بل يمكنه أيضًا استشعار حجم القوة وتسارعها. يزداد البعد اللمسي. 

3. ميزات شاشة تعمل باللمس بالموجات الصوتية السطحية

4. 

دقة عالية ونفاذية ضوء جيدة. متانة عالية، ومقاومة جيدة للخدش (مقارنة بطبقة المقاومة السطحية، والمكثف، وما إلى ذلك). مستجيب. لا يتأثر بالعوامل البيئية مثل درجة الحرارة والرطوبة، دقة عالية، عمر طويل (50 مليون مرة تحت الصيانة الجيدة)؛ نفاذية الضوء العالية (92%)، يمكنها الحفاظ على جودة صورة واضحة وشفافة؛ لا يوجد انجراف، تحتاج فقط إلى تثبيت معايرة لمرة واحدة؛ وهناك استجابة من المحور الثالث (أي محور الضغط)، ويستخدم أكثر في الأماكن العامة. يجب صيانة شاشات الموجات الصوتية السطحية بشكل متكرر، لأن الغبار أو الزيت أو حتى سوائل المشروبات تلوث سطح الشاشة، مما سيمنع أخدود توجيه الموجة على سطح شاشة اللمس، مما يجعل الموجات لا تنتقل بشكل صحيح، أو تجعل شكل الموجة يتغير ووحدة التحكم غير قادرة على التعرف عليه، مما يؤثر على الاستخدام العادي لشاشة اللمس، يحتاج المستخدمون إلى إيلاء اهتمام صارم للنظافة البيئية.