سنسور لمسی یا حسگر تاچ چیست و چه کاربردی دارد؟

یکی از ابزاری که در پژواک الکترونیک در انواع متفاوتی یافت می شود ، سنسور ها هستند . سنسور وسیله‌ای الکتریکی است که با آن شدت نور، فشار، دما و … محاسبه می‌شود. اصول کار هر سنسور با توجه به ساختار و نوع اندازه‌گیری متفاوت است.‌ اما در حالت کلی تمام آن‌ها یک پارامتر فیزیکی را به سیگنال الکتریکی تبدبل می‌کنند‌. سنسورها از نظر فیزیکی، تکنولوژی، اندازه‌گیری و عملکرد در انواع مختلفی موجود بوده که با یکدیگر متفاوت هستند. یکی از انواع این سنسورها نوع لمسی است که ویژگی‌ها و کاربرد خاص خود را دارد.

سنسور لمسی چیست؟

سنسور لمسی نوعی حسگر الکترونیکی است که کاربرد آن در ضبط و تشخیص لمس فیزیکی است. این حسگر لمسی ساده و کم هزینه بوده و برای سوییچ‌های مکانیکی قدیمی جایگزین مناسبی است. این حسگر از تجهیزاتی است که در دست گرفت شی یا لمس فیزیکی را ضبط و ثبت کرده و دستگاه یا شی را به تشخیص لمس فناوری قادر می‌کند. نام دیگر این سنسور ردیاب لمسی است که افراد فعال در این حوزه همیشه به دنبال یک سنسور با کیفیت و قیمت خوب هستند.

انواع سنسور لمسی

سنسور لمسی براساس نوع عملکرد به دو دسته خازنی و مقاومتی تقسیم می‌شود که در زیر آن‌ها را بررسی می‌کنیم:

سنسور خازنی

کار این حسگر با اندازه‌گیری ظرفیت خازنی بوده و می‌توان آن را در دستگاه‌های قابل حمل دید. این حسگر دارای ویژگی‌های مختلفی نظیر هزینه کم، جذابیت، استحکام و دوام بالا است. کاربرد گسترده آن در پخش کننده‌های mp۳ و تلفن‌های همراه است. اما در خودرو، لوازم خانگی و صنایع نیز از آن استفاده می‌شود.‌ قطعات این حسگر متحرک نبوده و به همین دلیل از دوام بالایی برخوردار است. این سنسورها قوی بوده و برای ورود گرد و غبار و رطوبت هیچ منفذی ندارند. با دو هادی که به وسیله یک عایق از هم جدا شدند، می‌‍توان ساده‌ترین شکل خازن را درست کرد. در این نوع حسگرها یکی از صفحات الکترود بوده و صفحه دوم دو جسم دارد که یکی محیط الکترود بوده و خازن پارازیتی CO را تشکیل می‌دهد. جسم دیگر رسانا است و همانند انگشت انسان بوده و خازن لمسی CT را تشکیل می‌دهد.‌ این الکترود وصل به مدار اندازه‌گیری بوده و به صورت دوره‌ای ظرفیت خازن را اندازه می‌گیرد. در صورت نزدیک شدن یک جسم رسانا به الکترود حسگر ظرفیت خروجی بیشتر خواهد شد.‌ مدار آن را تشخیص داده و به سیگنال تریگر تبدیل می‌کند. برای استفاده از آن نیازی به فشار نبوده و همزمان از چند لمس پشتیبانی می‌کند.‌

سنسور مقاومتی

این حسگر بدون وابستگی به هیچ خاصیت الکتریکی عملکرد خود را انجام داده و فشار وارد شده را اندازه‌گیری می‌کنند. مدت زمان استفاده از این سنسورها بیشتر از نوع خازنی است، چون مدارهای کنترلی ساده‌ای هستند. این سنسور هیچ وابستگی به خاصیت الکتریکی خازن نداشته و به همین دلیل می‌توانند در خود مواد غیر سانا چدن قلم را جای دهند. این نوع سنسور لمسی فشار روی سطح را حس کرده و اندازه می‌گیرد. از مزیت‌های این سنسور می‌توان به قابلیت استفاده با دستکش و قلم اشاره کرد.‌ برای استفاده در محیط‌های خشن مناسب بوده و پیچیدگی کمتری دارد. مصرف برق آن کم است و مقرون به صرفه است.

نحوه عملکرد سنسور لمسی

عملکرد سنسور لمسی شبیه سوییچ است. وقتی این قطعات در معرض فشار، لمس و وارد شدن نیرو قرار گیرند، فعال شده و همانند یک کلید بسته کار می‌کنند. وقتی تماس یا فشار حذف شود، عملکرد آن به عنوان یک کلید باز انجام می‌شود. سنسور لمسی خازنی دارای دو هادی موازی است که بین آن‌ها یک عایق وجود دارد. این دو هادی عملکردی همانند یک خازن با مقدار ظرفیت CO دارند. وقتی این صفحات با انگشتان ما تماس یابند، انگشت حکم یک جسم رسانا را داشته و ظرفیت خازن افزایش نامشخصی خواهد داشت. ظرفیت سنسور به طور مداوم توسط یک مدار اندازه‌گیری می‌شود و وقتی در ظرفیت خازن تغییری را تشخیص دهد، یک سیگنال تولید می‌کند.‌ سنسورهای مقاومتی فشاری که بر روی سطح وارد می‌شود، را محاسبه می‌کنند. این سنسورها متشکل از دو لایه رسانا هستند که برای الکتریسیته رسانای خوبی بوده و با فاصله کمی از هم جدا شده و با اکسید قلع ایندیم پوشیده شده‌اند. در تمام سطح شاهد اعمال یک فشار ثابت هستید. وقتی فشار به لایه بالایی برسد، سبب ایجاد افت ولتاژ می‌شود که مدار کنترل کننده آن را تشخیص می‌دهد. در این هنگام یک سیگنال تولید می‌شود که لمس را تشخیص خواهد داد.

کاربردهای سنسور لمسی

میتوان سنسور لمسی خازنی را با سرمایه و هزینه کمی تولید کرد که به همین دلیل در کاربردهای گسترده‌ای از آن استفاده شود. از این حسگر در آی‌پد، تلفن‌های همراه، خودرو و برنامه‌های مختلف صنعتی استفاده می‌شود. اصلی‌ترین کاربرد آن در اندازه‌گیری‌ دما، فشار، فاصله و … است. از سنسورهای مقاومتی نیز در تاچ پدهای مقاومتی و صفحه کلید آلات موسیقی استفاده می‌شود؛ زیرا این حسگرها با تماس یا لمس کوچک تحت تاثیر قرار نگرفته و باید نیروی بیشتری به آن‌ها وارد شود. به عنوان رایج‌ترین کاربرد سنسور لمسی می‌توان استفاده از آن در شیرهای آب اشاره کرد. با یک لمس می‌توان جریان آب را کنترل کرد؛ همچنین در رزبری پای و یا اتوماسیون خانگی با استفاده از پروژه‌های آردویتو نیز از این حسگرها استفاده می‌شود.

سخن پایانی

سنسور لمسی حسگر الکترونیکی است که لمس فیزیکی را تشخیص داده و در دو نوع موجود است.‌ هر کدام از انواع آن دارای ویژگی‌هایی بوده و کاربردهایی دارند؛ همچنین در موارد فوق با عملکرد این حسگر آشنا شدید. کاربردهای آن را نیز بررسی کرده و متوجه شدید، برای هر کاربرد از کدام نوع سنسور استفاده می‌شود.