کلیدهای لمسی و انواع فن‌آوری‌های لمسی به‌کار رفته در آن



بیشتر کلیدهایی که امروزه در تجهیزات الکترونیکی به‌کار می‌روند، از نوع کلیدهای مکانیکی هستند و حتی کامپیوترهای دیجینال نیز یک از آن‌ها را دارا می‌باشند. با این وجود، کلیدهای مکانیکی معایبی نبز دارند که از آن جمله می‌توان به آسیب‌دیدگی آسان توسط گرد و خاک، رطوبت و ضربه‌های مکانیکی نام برد. بنابراین در دو دهه اخیر و پس از آن، کلیدهای لمسی محبوبیت بیشتری یافته‌اند زیرا این کلیدها در برابر گرد و خاک و نیز رطوبت محیط، مقاوم بوده و تکانه‌های مکانیکی در اغلب موارد به آن‌ها آسیبی نمی‌رساند. یک کلید لمسی گونه‌ای از کلیدها می‌باشد که با لمس نمودن فعال می‌شود. این فن‌آوری در بسیاری از لامپ‌ها یا کلیدهای دیواری و نیز ترمینال‌های کامپیوتری مورد استفاده قرار می‌گیرد. در واقع، یک صفحه لمسی از آرایه‌ای از کلیدهای لمسی بر روی یک نمایش‌گر تشکیل شده است. یک کلید لمسی ساده‌ترین نوع از حسگرهای لمسی هستند. نحوه عملکرد حسگرهای لمسی در شکل زیر نشان داده شده است.

کلیدهای لمسی و انواع فن‌آوری‌های لمسی به‌کار رفته در آن

انواع مختلفی از کلیدهای لمسی وجود دارد که از آن جمله می‌توان به کلیدهای لمسی خازنی، کلیدهای لمسی مقاومتی و کلیدهای لمسی پیزو اشاره نمود، اگرچه دو نوع اول بیشتر به‌عنوان کلید لمسی شناخته می‌شود. سایر گونه‌های کلید لمسی بیشتر در آشکارسازی تغییرات دمای بدن انسان یا الگوی دریافت سیگنال رادیویی به هنگام لمس کلید استفاده می‌شود.


انواع گونه‌های کلید لمسی


در ادامه به معرفی انواع فن‌آوری‌های به‌کار رفته در کلیدهای لمسی پرداخته شده است.


(1) کلید لمسی خازنی


یک کلید لمسی خازنی برای کار کردن به یک الکترود نیاز دارد. الکترود می‌تواند در پشت یک صفحه نارسانا مانند چوب، شیشه یا پلاستیک قرار گیرد. این نوع کلید از خاصیت خازنی بدن انسان بهره می‌گیرد. این خاصیت در بدن انسان ویژگی‌های الکتریکی زیادی را با خود به‌همراه می‌آورد. ظرفیت خازنی، قابلیت یک جسم در نگه‌داری شارژ الکتریکی است. یک کلید لمسی خازنی به‌هنگام لمس شدن دارای ظرفیت خازنی مشخصی است به این معنا که تعداد الکترون‌های مشخصی درون آن ذخیره شده‌اند، اگرچه به‌اندازه کافی با الکتریکی برای سوییچ شدن در آن وجود ندارد. هنگامی که یک فرد، کلید را لمس می‌کند بخشی از بار الکتریکی خیره شده در بدن وی به کلید منتقل می‌شود. یک مدار الکتریکی افزایش ظرفیت خازنی را تشخیص داده و به تبع آن حالت قبلی خود را تغییر می‌دهد و به این ترتیب، یک وسیله را روشن یا خاموش می‌کند. این‌گونه کلیدها در حال حاضر در قالب مدارهای مجتمع به‌صورت تجاری وجود دارند و علاوه بر این، در لامپ‌‌های لمسی و ترمینال‌های کامپیوتری کاربرد دارند.


کلیدهای لمسی و انواع فن‌آوری‌های لمسی به‌کار رفته در آن

(2) کلید لمسی مقاومتی


یک کلید لمسی مقاومتی برای کاکرد به دو الکترود نیاز دارد که به‌صورت فیزیکی با یک رسانای الکتریکی در ارتباط هستند. این کلیدها با کم نمودن یا به‌عبارتی تشخبص میزان مقاومت بین دو قطعه فلز کار می‌کنند. بنابراین، این‌گونه کلیدها از نظر ساخت در مقایسه با کلیدهای خازنی ساده‌تر هستند، با این وجود دارای محبوبیت کمتی نسبت به کلیدهای لمسی خازنی هستند. قرار دادن یک یا دو انگشت در بین صفحات فلزی منجر به تغییر حالت کلید می‌گردد و آن را به حالت روشن با مدار بسته می‌برد. برداشتن انگشت‌(ها) از روی قطعات فلزی منجر به خاموش شدن وسیله می‌گردد. کلیدهای لمسی مقاومتی را می‌توان به‌سادگی و با استفاده از دو مقاومت تزویج‌‌شده در پیکربندی دارلینگتون پیاده‌سازی نمود که در آن یکی از صفحات فلزی (الکترودها) به پایه بیس اولین ترانزیستور متصل شده است.


کلیدهای لمسی و انواع فن‌آوری‌های لمسی به‌کار رفته در آن

همچنین، می‌توان از یک ترانزیستور MOSFET افزایشی نوع N نیز برای این منظور استفاده نمود. پایه گیت این تراتزیستور را می‌توان به یکی از الکترودها متصل نمود و الکترود دیگر را از طریق یک مقاومت به ولتاژ مثبت وصل نمود. این نوع کلید لمسی به‌نام کلید کانال N یا کلید مود افزایشی شناخته می‌شود.


کلیدهای لمسی و انواع فن‌آوری‌های لمسی به‌کار رفته در آن

(3) کلید لمسی پیزو


کلیدهای لمسی پیزو بر پایه خمش مکانیکی پیزوسرامیک هستند و معمولاً به‌طور مستقیم در پشت یک سطح ساخته می‌‌شوند. این راهکار امکان واسط نمودن فرآیند لمس با هر نوع ماده‌ای را فراهم می‌کند. ویژگی دیگر پیزو، امکان کارکرد آن به‌عنوان یک محرک (Actuator) است. محصولات تجاری به‌گونه‌ای از فن‌آوری پیزو استفاده می‌کنند که در آن‌ها لمس به اندازه N 5/1 نیز کافی می‌باشد حتی زمانی که از مواد سخت مانند آهن ضدزنگ استفاده می‌شود.


کلیدهای لمسی و انواع فن‌آوری‌های لمسی به‌کار رفته در آن