شارك
الرئيسية
3 دقائق 
تلمس شاشة مسطحة أمامك بأطراف أصابعك فتتحكم حالاً بسفينة فضاء بأكملها. هذا ما كان يبدو رؤية حالمة للمستقبل في أفلام الخيال العلمي منذ نحو عقدين من الزمن. اليوم، أصبح أمراً واقعياً تقريباً، قد لا يمتلك كل شخص سفينة فضائية، لكن معظمنا يمتلك جهازاً يمكن تشغيله والتحكم به عن طريق اللمس.
تحل الأسطح الحساسة للمس مكان الفأرة ولوحة المفاتيح، إذ تكمن وراء جميع العمليات التي تبدو بسيطة لك كمستخدم تقنية متطورة تجمع بين الأجهزة والبرامج. فكيف تعمل شاشات اللمس؟ ولماذا لا يعمل بعضها بالقلم أو بوجود القفازات؟
كيف تختلف شاشة اللمس عن لوحة المفاتيح؟
لفهم كيفية عمل شاشات اللمس من المهم فهم آلية عمل لوحة المفاتيح التقليدية، فهما تعملان بشكل متشابه ولكن غير مرئي.
يتكون كل مفتاح في لوحة المفاتيح التقليدية من طبقتين من البلاستيك الموصل للكهرباء، يفصل بينهما غشاء بلاستيكي عازل بثقب واحد. لدى الضغط على المفتاح يتم دفع الطبقة الموصلة العلوية نحو الطبقة الثانية، فتتلامسان من خلال الثقب، وبذلك تكتمل الدارة الكهربائية ويتدفق التيار بين الطبقات. وفقاً للتيار الكهربائي الناتج، يحدد الجهاز المفتاح الذي تم ضغطه. مع إزالة الضغط يرتد المفتاح إلى وضعه بتأثير قطع من المطاط النابض تحت كل مفتاح، ما يؤدي لكسر الدارة.
اقرأ أيضاً: كيف تحسن سرعة كتابتك على لوحة مفاتيح الحاسوب؟
كيف تعمل شاشات اللمس؟
في شاشات اللمس قد لا يكون بالإمكان استخدام المفاتيح ذات الطبقات البلاستيكية لأنها تحجب الرؤية، لكن يمكن اتباع المبدأ ذاته لاستشعار اللمس بشكل غير مرئي، وذلك باستخدام ثلاثة مكونات هي: مستشعر اللمس ووحدة التحكم والبرنامج.
وفقاً لنوع المستشعر، توجد عدة أنواع من شاشات اللمس والتي تعمل بطرائق مختلفة.
اقرأ أيضاً: كيف تعمل شبكة الهاتف المحمول؟
شاشات اللمس المقاومة
هي النوع الأكثر انتشاراً في الأجهزة الذكية، ويمكن استخدامها بالأصابع أو بالقلم. تعمل شاشات المقاومة مثل لوحة مفاتيح شفافة موضوعة على الشاشة. تتكون من طبقتين موصلتين، علوية من البلاستر وسفلية من الزجاج، بحيث تُغطى الطبقة الزجاجية أو البلاستيكية الصلبة بطبقة معدنية مقاومة وموصلة للكهرباء، ويتم الفصل بينهما بوجود عازل.
عند الضغط على الشاشة يتلامس البوليستر مع الزجاج وتكتمل الدارة فيتغير التيار الكهربائي، ثم تُرسل الإشارة إلى وحدة التحكم للمعالجة.
تتميز الشاشات المقاومة بضعف سطوعها بسبب طبقاتها السميكة ذات اللون الأزرق والأصفر، ما يجعل الألوان تبدو داكنة أكثر من الشاشات الأخرى، لكنها أكثر متانة وأقل تكلفة. غالباً ما تُستخدم في أجهزة الصراف الآلي ومحطات نقاط البيع.
الشاشات السعويّة
تُستخدم في الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية. تتكون الشاشات السعوية من عدة طبقات زجاجية مطلية بمادة موصلة مثل أوكسيد قصدير الإنديوم أو النحاس، ومفصولة بطبقة عازلة تعمل كالمكثف. عندما تلمس بإصبعك الشاشة فإنك تغيّر المجال الكهربائي بمقدار معين، أي تغير كمية الشحنات الكهروستاتيكية عند نقطة التلامس بمقدار معين يختلف من نقطة لأخرى. على عكس أنواع شاشات اللمس الأخرى فلا يمكن استخدام قلم بلاستيكي للمس لأنه مصنوع من مادة عازلة لا تؤثر على المجال الكهربائي. تتميز عموماً بمظهر أكثر إشراقاً ووضوحاً، لكنها أكثر حساسية من شاشات اللمس الأخرى.
شاشات الأشعة تحت الحمراء
تعمل شاشات اللمس بالأشعة تحت الحمراء مثل أجهزة إنذار الدخلاء، إذ تتكون من نمط شبكي من مصابيح ليد (LED) تعطي أشعة تحت حمراء، وخلايا ضوئية للكشف عن الأشعة مرتبة بشكل متقابل على الشاشة. عندما تلمس الشاشة في نقطة ما فإنك تقطع شعاعين أو أكثر، تتحسس الخلايا الضوئية هذا الانقطاع وترسل الإشارة إلى شريحة أو وحدة التحكم لتحدد مكان اللمس. ونظراً لأن الإشارة تنتج عن قطع الأشعة، فيمكن أن يعمل قلم اللمس أيضاً مثل الأصابع.
اقرأ أيضاً: كيف تعمل الخلايا الشمسية؟
شاشات الأمواج الصوتية السطحية
تستخدم هذه الشاشات الأمواج الصوتية عوضاً عن الضوء، حيث تتولد عند الحواف موجات صوتية عالية التردد لا يمكن للإنسان سماعها، تنعكس ذهاباً وإياباً على سطح الشاشة. لدى ملامستك للشاشة بإصبعك أو بالقلم فإنك تقطع الأمواج الصوتية وتمتص بعض طاقتها. تقيس وحدة التحكم الإشارة الصوتية لتحدد مكان اللمس.
شاشة اللمس للتصوير في المجال القريب
يتميز هذا النوع من الشاشات عن الأنواع السابقة بأنه يسمح للعديد من المستخدمين بالتفاعل في نفس الوقت. تشابه شاشات التصوير في المجال القريب الشاشات السعوية، فهي تعتمد على التغيّر في المجال الكهروستاتيكي، ومع ذلك فإنها تستخدم مكوناً مختلفاً حيث يتم تطبيق شحنة كهروستاتيكية على الزوايا، فينشأ مجال موحد عبر واجهة العرض. لدى النقر على الشاشة ستغيّر المجال الكهروستاتيكي في منطقة التلامس، ثم تحددها شريحة محددة أو وحدة التحكم في الجهاز.
إذاً، سواء كان جهازاً لوحياً أو هاتفاً ذكياً أو أكشاك اللمس، فإن الفكرة الأساسية لعمل شاشات اللمس هي تغيير الحالة التي يراقبها الجهاز.