حسگر لمسی چیست

مقدمه:

حسگر لمسی نوعی از تجهیزات است که لمس فیزیکی یا در دست گرفتن یک دستگاه و/یا شی را ضبط و ثبت می‌کند و دستگاه یا شی را قادر می‌سازد تا لمس فناوری را تشخیص دهد. می‌توان آن را با استفاده از فناوری سنجش خازنی یا مقاومتی پیاده سازی کرد حسگر لمسی یک حسگر الکترونیکی است که برای تشخیص و ضبط لمس فیزیکی استفاده می‌شود.

سنجش خازنی فناوری مبتنی بر کوپلینگ خازنی است که می‌تواند هر چیزی را که رسانا یا دارای تفاوت دی الکتریک با هوا باشد را تشخیص و اندازه گیری کند. صفحه های لمسی خازنی بر اساس تکانه های الکتریکی در بدن انسان، به طور معمول نوک انگشت، مکان لمسی خاص را تشخیص داده و حس می‌کنند. این باعث می‌شود تا صفحه های لمسی خازنی نیازی به اعمال نیروی واقعی به سطح صفحه نمایش نداشته باشند.

دستگاه‌های ورودی حسگرهای لمسی امکانات متعددی را برای تکنیک‌های تعامل جدید ارائه می‌دهند و به طور قابل اعتمادی جایگزین دکمه‌ها و سوئیچ‌های مکانیکی می‌شوند تا سایش و پارگی مکانیکی را از بین ببرد. این‌ها را می‌توان در لغزنده‌های ساده، چرخ‌های چرخشی یا پدهای لمسی برای رابط‌های کاربری بصری پیکربندی کرد. در این مقاله از اسکای تک می خواهیم شما را با حسگر لمسی آشنا کنیم همراهمان باشید .

توضیحات بالا در مورد نحوه کار یک حسگر لمسی و کاربردهای آن در مورد سنسورهای عمومی اعمال می‌شود، جایی که هنوز انواع مختلفی از حسگرهای لمسی وجود دارند که به طور منحصر به فرد کار می کنند و برای برنامه های خاص کاربرد بیشتری دارند.

بر اساس عملکرد سنسورها دو نوع حسگر لمسی وجود دارد – حسگر لمسی خازنی (Capacitive touch sensor) و حسگر لمسی مقاومتی (Resistive touch sensor) که در ادامه هر کدام را توضیح می دهم.

حسگر لمسی خازنی:

حسگر لمسی خازنی که معمولاً با میکروچیپ at42qt1010 مرتبط است، لمس را بر اساس اختلال الکتریکی ناشی از تغییر در ظرفیت اندازه گیری می‌کند. این شامل یک فیلم الکترود در بالای صفحه شیشه ای است که به طور رسانا با یک الگوی مدار چاپی در اطراف ناحیه دید بیرونی پوشیده شده است.

ویژگی ها :

حسگر لمسی خازنی به دلیل قابلیت های ورودی قابل اعتماد و بصری به طور گسترده در دستگاه های الکترونیکی مختلف و صفحه نمایش های لمسی استفاده می‌شوند. در اینجا برخی از ویژگی های کلیدی این حسگر آورده شده است:

1. حساسیت لمسی: حسگر لمسی خازنی بسیار حساس است و می‌تواند حتی کوچک‌ترین لمس یا نزدیکی یک جسم رسانا مانند انگشت را تشخیص دهد ، و همچنین  تشخیص لمس دقیق را ارائه می‌دهد.
2. پشتیبانی از چند لمس: حسگرهای لمسی خازنی می‌تواند چندین نقطه لمسی را به طور همزمان پشتیبانی کنند و حرکات چند لمسی مانند نزدیک کردن به زوم، کشیدن انگشت و چرخش را فعال می‌کنند. این ویژگی تعامل کاربر را افزایش می‌دهد و کنترل بصری بیشتری را امکان پذیر می‌کند.
3. دوام: حسگرهای لمسی خازنی بادوام و مقاوم در برابر سایش و پارگی هستند. از آنجایی که آن‌ها قطعات مکانیکی مانند دکمه ندارند، کمتر در معرض آسیب فیزیکی هستند و می‌توانند در طول زمان استفاده مکرر را تحمل کنند.
4. شفافیت: حسگر لمسی خازنی را می‌توان به گونه ای طراحی کرد که شفاف باشد و به آن‌ها اجازه دهد تا در شیشه، پلاستیک یا مواد دیگر ادغام شوند. این ویژگی برای برنامه هایی مانند گوشی های هوشمند، تبلت ها و نمایشگرهای لمسی ضروری است.
5. پاسخ سریع: حسگر های لمسی خازنی زمان پاسخ سریع را ارائه می‌دهند و بازخورد بلادرنگ را به ورودی کاربر ارائه می‌دهند. این پاسخگویی تجربه کاربر را افزایش می‌دهد و باعث می‌شود تعاملات روان و آنی احساس شود.
6. چند کاربردی: حسگر لمسی خازنی را می‌توان در طیف وسیعی از کاربردها از جمله گوشی های هوشمند، تبلت ها، لپ تاپ ها، دستگاه های خودپرداز، نمایشگرهای خودرو، لوازم خانگی، پنل های کنترل صنعتی و غیره استفاده کرد. آن‌ها یک راه حل ورودی همه کاره برای دستگاه ها و سیستم های مختلف ارائه می‌دهند.
7. ایمنی نویز: حسگر لمسی خازنی در مقایسه با سایر فناوری‌های حسگر لمسی، مانند لمس مقاومتی، کمتر مستعد تداخل نویز هستند. آن‌ها از تکنیک های فیلتر پیشرفته برای حذف نویز و اطمینان از تشخیص دقیق لمسی استفاده می‌کنند.
8. حرکات و ویژگی‌های پیشرفته: این حسگر می‌تواند از ویژگی‌های پیشرفته‌ای مانند تشخیص حرکت، رد کف دست، بازخورد لمسی و حس نزدیکی پشتیبانی کند. این قابلیت‌ها تعامل کاربر را افزایش می‌دهد و تجربه کاربری بصری‌تر و همه جانبه‌‌تری را ممکن می‌سازد.

به طور کلی، حسگرهای لمسی خازنی قابلیت‌های ورودی لمسی قابل اعتماد، پاسخ‌گو و همه‌کاره را ارائه می‌کنند که آن‌ها را به انتخابی محبوب برای دستگاه‌های الکترونیکی مدرن و صفحه‌نمایش‌های لمسی تبدیل می‌کند.

نحوه کار حسگر لمسی خازنی:

کاربر لمس را روی پنل شیشه ای اعمال می‌کند ، پانل مدار چاپی در اطراف ناحیه دید بیرونی پانل شیشه ای یک بار الکتریکی در سراسر سطح ایجاد می کند منجر به کاهش ظرفیت می‌شود و به سیستم اجازه می دهد تا نقطه تماس را تعیین کند . همچنین می‌توان چندین نقطه تماس را شناسایی کرد که امکان انقباض و گسترش لمس را فراهم می‌کند

کاربرد :

1. دستگاه های قابل حمل مانند گوشی های هوشمند و تبلت ها (آیفون، آی پد و …)
2. کاربردهای خانگی مانند لامپ های لمسی
3. خودروها
4. صنعتی

مزایای :

1. نیازی به اعمال فشار ندارد زیرا روی خود شیشه ساخته شده است، بنابراین نیرو را برای نیازهای حسگر ناچیز می کند.
2. پشتیبانی از چند لمسی
3. پاسخگویی بالا

معایب :

1. در برابر سایش آسیب پذیر است
2. هنگامی که در محیط های خشن استفاده می‌شود نگرانی های مربوط به قابلیت اطمینان وجود دارد
3. با دستکش یا قلم کار نمی کند

حسگر لمسی مقاومتی:

حسگر لمسی مقاومتی، لمس را از طریق واکنش به فشار وارد شده به سطح آن‌ها اندازه گیری می‌کند. از دو لایه رسانا و یک جداکننده غیر رسانا تشکیل شده است. برخلاف حسگرهای لمسی خازنی، با چند لمس سازگار نیست.

حسگر لمسی مقاومتی چگونه کار می‌کند:

کاربر بر روی سطح فشار وارد می کند سپس لایه رسانای بیرونی به لایه داخلی فشار داده می‌شود و در نتیجه تغییرات ولتاژ ایجاد می‌شود ، سپس تغییرات ولتاژ با ولتاژ شروع مقایسه می‌شود و اجازه می دهد تا نقطه ای که در آن لمس صورت گرفته محاسبه شود.

کاربردهای :

1. آلات موسیقی، تاچ پد و غیره
2. پخش کننده های موسیقی قدیمی، کنسول های بازی و غیره.
3. تجهیزات اداری

مزایای:

1. مقرون به صرفه و بادوام برای استفاده در محیط های خشن
2. قابل استفاده با قلم و دستکش
3. پیچیدگی کمتر
4. مصرف برق کم

معایب :

1. عدم توانایی در فناوری چند لمسی بر خلاف حسگر لمسی خازنی
2. بسته به فشار، برای انجام حس نیاز به فشار بیشتری اعمال می‌شود

نتیجه گیری :

بر اساس آنچه در بالا به آن پرداختم، در جدول زیر مقایسه ی خلاصه شده بین دو نوع اصلی حسگر لمسی آمده است.