วันพุธที่ 1 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2555

การออกแบบและวิเคราะห์ทรานซิสเตอร์

บทความนี่กะว่าจะเขียนการออกแบบและวิเคราะห์ทรานซิสเตอร์ นะคับ ไม่รู้ว่าจะมีคนมาอ่านหรือหาความรู้ใหม ก็เลยเกิ่นๆๆไว้ก่อนนะคับ  ถ้ามีคนคอมเมนเยาะจะนำมาลงให้นะคับ

เรามารู้จักจอสัมผัสกันเถาะ

      บทความนี้รวบรวมเรื่องที่เกี่ยวกับจอสัมผัสที่หลายๆๆ คนอยากรู้มันเป็นแบบไหนและทำงานอย่างไร 
เป็นข้อมูลทางเทคนิคเล็กน้อยนะคลับ รวบรวมมาเพื่อคนอยากรู้  ผิดพลาดประกาดใดก็เนาะนำด้วยนะคับ (ลองเขียนดูนะคับ)


จอสัมผัส (touchscreen)
       จอสัมผัส (touchscreen) เป็นรูปแบบหนึ่งของอุปกรณ์แสดงผลและนำเข้าข้อมูลที่ผสมร่วมกัน เพื่อลดขนาดพื้นที่การใช้งาน โดยโปรแกรมจะแสดงผลภาพกราฟิกบนจอภาพ และผู้ใช้สามารถใช้นิ้วมือสัมผัสบนจอภาพ เพื่อเลือกรายการต่างๆ ทั้งที่อยู่ในลักษณะของรูปภาพ หรือข้อความก็ได้ เพื่อสั่งงาน จอสัมผัสนิยมนำมาใช้ในลักษณะของงานที่ช่วยเหลือผู้ที่มีปัญหาการใช้อุปกรณ์นำเข้าแบบจับต้อง เช่น แป้นพิมพ์, เมาส์ เป็นต้น
จอสัมผัสรู้ได้อย่างไรว่า เรากดตำแหน่งใดบนหน้าจอ
หน้าจอสัมผัสจะสามารถรู้ตำแหน่งที่เราสัมผัสได้นั้นจะต้องอาศัยระบบพื้นฐานซึ่งมี 3 ประเภท คือ
 ตัวต้านทาน (resistive)
ระบบตัวต้านทานประกอบด้วย ช่องกระจกเคลือบด้วยตัวนำและตัวต้านทานโดยทั้งสองชั้นนี้ไม่ได้อยู่ติดกัน โดยมีตัวกั้นและชั้นตัวต้านทานที่ปรับค่าได้อยู่บนสุด ในขณะที่หน้าจอกำลังทำงานจะมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านทั้งสองชั้น เมื่อผู้ใช้สัมผัสหน้าจอ ทำให้ชั้นทั้งสองชั้นสัมผัสกันตรงตำแหน่งที่เราสัมผัส เกิดการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน และถูกบันทึกไว้และคำนวณหาตำแหน่งโดยทันที เมื่อรู้ว่าสัมผัสตรงส่วนใดแล้ว จะมีไดรเวอร์พิเศษที่ทำหน้าที่แปลการสัมผัสไปเป็นสัญญาณหรือรหัสส่งไปให้ระบบปฏิบัติการ
ตัวเก็บประจุ (capacitive)
ระบบตัวเก็บประจุ จะเป็นชั้นที่ไว้สำหรับเก็บประจุไฟฟ้าซึ่งจะวางอยู่บนช่องกระจกของหน้าจอ เมื่อผู้ใช้สัมผัสหน้าจอ ประจุไฟฟ้าบางส่วนจะถูกส่งไปยังตัวผู้ใช้ทำให้ประจุไฟฟ้าที่มีอยู่ในตัวเก็บประจุลดลง การลดลงนี้จะเป็นตัวบอกตำแหน่งของการสัมผัสซึ่งจะมีวงจรที่คอยตรวจสอบอยู่ที่มุมของหน้าจอทั้งสี่มุม ต่อจากนั้นคอมพิวเตอร์จะคำนวณ จากผลต่างของประจุไฟฟ้าในแต่ละมุม จนได้ตำแหน่งตรงที่ผู้ใช้สัมผัสแล้วจึงส่งไปให้ไดรเวอร์

คลื่นเสียงที่ผิวของหน้าจอ (surface acoustic wave)
ระบบคลื่นเสียง บนหน้าจอของระบบคลื่นเสียงที่ผิวหน้าจอจะมีตัวรับ และส่งสัญญาณอยู่ตลอดแนวตั้งและแนวนอน ของแผ่นกระจกของหน้าจอ และตัวตัวสะท้อน ซึ่งจะทำหน้าที่ ส่งสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ที่มาจากตัวส่งสัญญาณไปยังตัวอื่น ตัวรับสัญญาณจะเป็นตัวบอกถ้าคลื่นถูกรบกวนโดยการสัมผัสของผู้ใช้ และจะสามารถระบตำแหน่งที่สัมผัสได้ การใช้ระบบคลื่นทำให้หน้าจอสามารถแสดงภาพได้อย่างชัดเจนมากกว่าทั้งสองระบบข้างต้น

ในระบบอื่นๆ สิ่งที่จะแตกต่างกันไปก็คือตัวที่คอยตรวจสอบการสัมผัสของผู้ใช้ ถ้าเป็นระบบตัวต้านทานที่มีชั้นสองชั้นและระบุตำแหน่งจากการกระทบกันของชั้นนั้น ผู้ใช้สามารถใช้นิ้วหรือ อะไรก็ได้กดก็ได้ ในระบบตัวเก็บประจุ จะต้องเป็นอุปกรณ์ที่เป็นตัวนำไฟฟ้าได้ โดยทั่วไปก็ใช้นิ้วของผู้ใช้ เพื่อทำให้เกิดการไหลของประจุไฟเพื่อใช้ในการระบุตำแหน่ง ส่วนในระบบคลื่นเสียงที่ผิวหน้าจอจะทำงานคล้ายกับในระบบตัวต้านทานการสัมผัสผู้ใช้สามารถใช้อะไรสัมผัสก็ได้ ยกเว้นปลายปากกาหรือวัสดุที่เล็กและแข็ง

ในเรื่องราคา ระบบตัวต้านทานจะถูกที่สุดแต่ภาพที่แสดงบนหน้าจอจะไม่ชัดเจนเนื่องจากตัวต้านทานจะกระแสงเพียง 75% เท่านั้น (ส่วนระบบตัวเก็บประจุจะสามารถกระจายแสงได้ 90%) และใช้วัสดุแหลมไม่ได้จะทำให้ระบบเสีย หน้าจอของระบบคลื่นเสียงที่ผิวหน้าจอจะมีราคาสูงสุด

หน้าจอสัมผัส ที่ใช้บนมือถือ
หน้าจอของระบบทัชสกรีนที่ใช้ในมือถือมีอยู่ 2 รูปแบบหลักๆ ครับคือ Resistive กับ Capacitive ส่วนแบบ Infrared, Acoustic wave นั้นจะถูกใช้บนหน้าจอคอมพิวเตอร์มากกว่า

Image

Resistive TouchScreen

หน้าจอทัชสกรีนแบบ Resistive หรือเรียกกันว่าจอนิ่ม เป็นหน้าจอรูปแบบแรกๆ ที่ถูกใช้มาตั้งแต่ยุคแรกเริ่ม ยันปัจจุบันนี้ โดย Touch Screen แบบ Resistive จะประกอบด้วย เลเยอร์ด้านบนที่ยืดหยุ่นและเลเยอร์ด้านล่างที่อยู่ บนพื้นแข็งคั่น ระหว่าง 2 เลเยอร์ด้วยเม็ดฉนวนซึ่งทำหน้าที่แยกไม่ให้ด้านในของ 2 เลเยอร์สัมผัสกันพราะด้านในของ 2 เลเยอร์นี้จะเคลือบด้วยสารตัวนำไฟฟ้าที่มีคุณสมบัติโปร่งแสงในเวลาจะมี การปล่อยกระแสที่เลเยอร์สารตัวนำ และเมื่อคุณกดที่ Touch Screen จะทำให้วงจร 2 เลเยอร์ต่อถึงกัน จากนั้นวงจรควบคุมก็จะคำนวณ ค่ากระแสไฟฟ้า ซึ่งจะแตกต่างไปตามตำแหน่งที่สัมผัส เมื่อคำนาณค่ากระแสตามแนว ตั้งและแนวนอนก็จะำได้ตำแหน่งที่สัมผัสบนหน้าจอ

จุดเด่นหลักๆ ของหน้าจอประเภทนี้ืคือ ต้นทุนสุดแสนจะถูก กินไฟน้อย ความแม่นยําในการทัชสูง และทนทานต่อฝุ่น ความชื้นได้ดี ใช้อะไรจิ้มจอก็ได้ ส่วนข้อเสียหลักๆ คือ จอไม่ค่อยทนเท่าไหร่ และแสดงผลได้ไม่ดีเท่าจอ Capacitive

Image

Capacitive TouchScreen

ตอนนี้เทรนด์หน้าจอแข็ง หรือ Capacitive ก็มาแรงเช่นเดียวกัน เพราะปกติก็มีใช้บนไอโฟนอยู่แล้ว แรกๆ ยังมีราคาต้นทุนที่แพงเอาเรื่องอยู่ แต่ตอนนี้ถือว่าไม่แพงแล้วครับ เพราะซัมซุงสามารถติดตั้งจอประเภทนี้ในรุ่นถูกๆ อย่าง Samsung One หรือ Candy ได้ โครงสร้างของ TouchScreen แบบ Capacitive นั้นประกอบด้วยแผ่นแก้วเึคลือบผิวด้วยอ็็อกไซด์ของโลหะแบบโปร่งแสง เมื่อถึงเวลาการใช้งานก็จะมีการป้อนแรงดันไฟฟ้าที่มุมทั้วสี่ของ Touch Screen เพื่อสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ความเข้มสม่ำเสมอตลอดทั่ว ทั้งแผ่น ผู้ใช้จะต้องใช้นิ้วมือเปล่าๆสัมผัสที่จอเพื่อดึงกระแสจากแต่ละมุมที่ให้แรง ดันตกลง จากนั้นแผงวงจรควบคุมก็จะคำนวณเป็นตำเหน่งที่สัมผัสได้

ข้อดีหลักๆ ของมันก็คือ แสดงผลได้คมชัดมากสุดๆ เพราะแสงสามารถส่องออกมาได้เต็มที่ ทนทานมาก เพราะส่วนใหญ่มือถือประเภทนี้จะใช้จอนอกเป็นกระจกอยู่แล้ว และจะใช้ Tempered Glass ในมือถือรุ่นสูงๆ ยิ่งทําให้ทนทานหนักขึ้นไปอีก ตอบสนองการสัมผัสได้เร็วสะใจ รองรับระบบมัลติทัชเต็มรูปแบบ แต่ข้อเสียก็มีเหมือนกันคือ ต้องใช้นิ้ว หรือใส้กรอกจิ้มเท่านั้นนะครับ ใช้เล็บ ปากกาจิ้มไม่ได้

Image

(ด้านบนคือ Samsung Wave ที่ใช้จอแบบ S.AMOLED)

ส่วนชนิดหน้าจอนั้น ส่วนมากจะใช้ TFT-LCD ธรรมดา แต่ในขณะนี้ ซัมซุง (เจ้าเก่า) ได้ผลักดันหน้าจอ AMOLED ลงมือถือทัชเรื่อยๆ (แถมยังเปิดตัว Super AMOLED ออกมาอีกตะหาก) ซึ่งหน้าจอประเภทนี้จะคมชัดมาก และสามารถใช้งานกลางแดดได้ดีเยี่ยม โดยเฉพาะ Super AMOLED ที่ชูเป็นหนึ่งจุดเด่นของหน้าจอประเภทนี้เช่นเดียวกัน

Image

มัลติทัชคืออะไร

มัลติทัชเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีภาคต่อของทัชสกรีนครับ จะแปลตรงตัวเลยก็คือ การสัมผัสที่มากกว่า 1 จุด ถูกพัฒนามานานไม่แพ้กับทัชสกรีนเช่นเดียวกัน แต่ได้ถูกเอามาใช้จริงๆ จังๆ เมื่อแอปเปิ้ลได้นํามันมาใช้บนไอโฟนนี้เอง ผู้ใช้สามารถบังคับหน้าจอได้โดยใช้ 2 นิ้ว (หรือมากกว่านั้น) เพื่อสั่งงานในรูปแบบต่างๆ เช่น ซูมเข้าออกเว็บเพจ หรือรูปภาพ, เล่นเกม ฯลฯ ส่วนการทํางานจะต้องอาศัยทั้ง HW-SW ช่วยเหลือซึ่งกันและกัน ส่วนใหญ่ระบบมัลติทัชจะมีใช้งานบนมือถือทัชสกรีนแบบ Capacitive ส่วน Resistive มีเทคโนโลยีที่จะทําให้มันใช้งานมัลติทัชได้แล้ว แต่ยังไม่มีใช้อย่างเป็นทางการ

Image

หน้าจอทัชในอนาคต

มีคํายืนยันของเหล่าผู้ผลิตหน้าจอทั้งหลายแล้วว่า "จะมีหน้าจอแบบ Flexible หรือยืดหยุ่นได้ออกมาแน่นอน" ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้านี้ ซึ่งจะทําให้มือถือ ไม่จําเป็นต้องเป็นทรงแ่ท่งแข็งๆ อีกต่อไปแล้ว มันจะสามารถ "ม้วนเป็นรูปทรงต่างๆ ได้" และแน่นอนว่า จากการม้วนเป็นรูปทรงต่างๆ จะเป็นการสั่งการมือถือไปในตัวด้วย เช่น ม้วนเป็นรูปถ้วย จะเป็นการค้นหาร้านอาหารใกล้เคียง เป็นต้น

อนาคตของมือถือทัชสกรีน

คิดว่าหลายท่านคงได้ดูภาพยนตร์แนวๆ วิทยาศาสตร์กันไม่มากก็น้อย อย่างในเรื่อง 2012 จะเห็นว่าเทคโนโลยีทันสมัยมาก และแน่นอนว่า อนาคตจะต้องมีแบบนั้นแน่นอน ระบบทัชสกรีนในปัจจุบันถือว่าพัฒนารวดเร็วมากในช่วง 3-4 ปีที่ผ่านมา จากที่ไม่ได้รับความนิยม กลายเป็นสิ่งที่ปกติไปแล้วสําหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป หลายค่ายต่างคิดค้นเทคโนโลยีใหม่ๆ ในการสัมผัส โดยเฉพาะระบบมัลติทัช ที่เดี๋ยวนี้แทบจะสั่งงานได้สาระพัดรูปแบบ ดังนั้น ระบบทัชสกรีนจึงเป็นระบบที่จะเข้ามาทดแทนปุ่มกดแบบเดิมๆ ได้ในอนาคต ไม่เฉพาะในมือถือ แต่เครื่องใช้ไฟฟ้าทุกชนิดก็ต้องมีระบบทัชสกรีนเช่นเดียวกันครับ

มือถือทัชสกรีนเป็นเทคโนโลยีที่ช่วยให้ผู้ใช้สามารถใช้งานด้านต่างๆ ได้มากขึ้นกว่าเดิม โดยเฉพาะด้านบันเทิง ท่องโลกออนไลน์ ฯลฯ สิ่งเหล่านี้จะพัฒนาควบคู่กันไปเรื่อยๆ ตามกาลเวลาที่ผ่านไป ทั้งนี้ เราต้องดูตัวเองด้วยว่า มันเหมาะกับการใช้งานเรามั้ย เพราะบางครั้งมือถือที่เราซื้อมานั้น อาจจะไม่ใช่ตัวที่ตอบโจทย์เราก็เป็นได้
....