Brauchen Sie wirklich einen industriellen Multi-Touch-Bildschirm?

Multi-Touch ist mittlerweile bei vielen projektiv-kapazitiven Touchscreens Standard. Das bedeutet jedoch nicht, dass jede industrielle HMI diese Funktion benötigt.

Wenn ein Benutzer lediglich Menüpunkte auswählt, Werte eingibt und Befehle bestätigt, reicht ein Berührungspunkt aus. Multi-Touch ist erst dann sinnvoll, wenn die Software zwei oder mehr Berührungen gleichzeitig erkennen muss – zum Beispiel beim Zoomen durch Zusammenziehen der Finger, beim Drehen mit zwei Fingern oder bei einer bewussten Zweihandgeste.

Die Entscheidung sollte daher vom HMI-Workflow ausgehen und nicht von der maximalen Anzahl an Berührungspunkten, die im Datenblatt eines Controllers angegeben ist.

Schnelle Antwort

Für die meisten Maschinensteuerungen, Produktionsterminals, Ladestationen für Elektrofahrzeuge und Dateneingabegeräte reicht eine Einpunktbedienung aus. Die Geräte können zwar weiterhin über einen PCAP-Bildschirm mit Multitouch-Funktion verfügen, doch muss die Anwendung nicht jeden verfügbaren Berührungspunkt nutzen.

Wählen Sie „Multi-Touch“, wenn die gleichzeitige Eingabe die Ausführung einer bestimmten Aufgabe erleichtert, zum Beispiel:

• ein Trenddiagramm oder eine technische Zeichnung mit zwei Fingern vergrößern;
• ein Modell oder ein medizinisches Bild drehen;
• die gleichzeitige Bedienung von zwei Bedienelementen; oder
• wodurch mehrere Benutzer an einem großen interaktiven Display arbeiten können.

Wenn die Benutzeroberfläche auf Schaltflächen, Listen und Schritt-für-Schritt-Anleitungen basiert, führt das Hinzufügen weiterer Interaktionspunkte in der Regel nicht zu einer Verbesserung der Benutzererfahrung.

Multi-Touch ist nicht dasselbe wie PCAP

Die Begriffe „projektiv-kapazitiv“, „resistiv“ und „Infrarot“ beschreiben, wie ein Bildschirm Berührungen erkennt. „Single-Touch“ und „Multi-Touch“ beschreiben, wie viele Berührungen das System gleichzeitig erfassen kann.

Die meisten modernen industriellen Multitouch-Bildschirme nutzen PCAP, da deren Elektrodenmatrix mehrere Berührungen präzise erfassen kann. Ein PCAP-Bildschirm kann jedoch auch als einfache Ein-Zeiger-Schnittstelle verwendet werden. Umgekehrt unterstützen einige große Infrarot-Systeme mehrere Berührungen, ohne PCAP zu nutzen.

Diese Unterscheidung ist von Bedeutung, da das Wasserverhalten, die Leistungsfähigkeit des Handschuhs und die elektromagnetische Störfestigkeit in erster Linie von der Sensortechnologie, der Abstimmung der Steuerung, der Erdung und der Endmontage abhängen – und nicht einfach davon, ob das Host-Gerät einen oder zehn Kontakte akzeptiert. Eine ausführliche Erläuterung des Sensorsystems finden Sie in unserem Leitfaden für industrielle PCAP-Touchscreens.

Welche HMI-Aktionen erfordern tatsächlich Multi-Touch?

Nicht jede Geste erfordert mehr als einen Berührungspunkt. Ein Antippen, ein Wischen mit einem Finger und ein Ziehen mit einem Finger lassen sich alle mit einem einzigen Berührungspunkt umsetzen. Für den Nutzer mögen diese Gesten wie moderne Touchscreen-Gesten wirken, doch es handelt sich dabei nicht um gleichzeitige Multitouch-Vorgänge.

Echtes Multi-Touch ist für folgende Aktionen erforderlich:

• Zoomen durch Zusammenziehen der Finger: Zwei Kontakte rücken näher zusammen oder entfernen sich voneinander.
• Drehung mit zwei Fingern: Die Anwendung berechnet den sich ändernden Winkel zwischen zwei Kontaktpunkten.
• Zweihändige Eingabe: Es werden verschiedene Bedienelemente gleichzeitig gedrückt oder bewegt.
• Interaktion mehrerer Benutzer: Mehrere Personen bedienen gleichzeitig verschiedene Bereiche eines Großbildschirms.

Die Anwendung muss für diese Funktionen ausgelegt sein. Durch die Installation eines 10-Punkt-Controllers werden Zoom- und Drehfunktionen nicht automatisch in eine HMI-Software integriert, die ausschließlich auf Mausklicks reagiert.

Wie viele Kontaktpunkte benötigen Sie?

Erforderliche Ansprechpartner	Angemessene Interaktion	Typische Verwendung
1 Punkt	Tippen, Tastatureingabe, Menüauswahl, Ziehen mit einem Finger	Maschinensteuerung, MES-Erfassung, Prozessüberwachung, Standard-Kiosksysteme und Ladestationen für Elektrofahrzeuge
2 Punkte	Zoomen durch Zusammen- und Auseinanderziehen, Drehen mit zwei Fingern, Bedienung mit beiden Händen	Karten, Trendanalysen, Bildauswertung und technische Zeichnungen
Bis zu 5 Punkte	Spezielle Mehrfingerbefehle oder Zweihand-Schnittstellen mit zusätzlichen Berührungspunkten	Fortgeschrittene Diagnose- und Engineering-Anwendungen
10 Punkte oder mehr	Mehrere Benutzer oder viele gleichzeitige Kontakte	Große Displays für die Zusammenarbeit und interaktive Nutzung

Bei vielen industriellen Anwendungen reichen zwei Berührungspunkte aus, um die gesamte Multitouch-Funktionalität zu nutzen, die die Software bietet. Ein PCAP-Bildschirm mit 10 Berührungspunkten wird möglicherweise dennoch gewählt, da es sich um eine standardmäßige, leicht erhältliche Lösung handelt; die Unterstützung von zehn Berührungspunkten sollte jedoch nicht als Beweis für eine höhere Genauigkeit, eine schnellere Reaktionszeit oder eine längere Lebensdauer angesehen werden.

Hardware-Support ist nur ein Teil des Systems

Eine Multi-Touch-Funktion muss über die gesamte Eingabekette hinweg funktionieren:

Berührungssensor → Controller → USB- oder I²C-Schnittstelle → Betriebssystem → HMI-Laufzeitumgebung → Anwendung

Das Steuergerät muss einzelne Berührungen melden, und das Betriebssystem muss das Gerät als Touch-Digitizer erkennen, anstatt es auf einen einzigen Mauszeiger zu reduzieren. Die HMI-Laufzeitumgebung oder die Anwendung muss diese Berührungen dann als die beabsichtigte Geste interpretieren.

Bevor Sie die Hardware freigeben, vergewissern Sie sich bitte, dass:

• wie viele Kontakte der Controller meldet;
• ob die ausgewählte USB- oder I²C-Implementierung diese unterstützt;
• ob das Betriebssystem und der Treiber Multi-Touch-Ereignisse bereitstellen;
• ob die HMI-Software die erforderlichen Gesten erkennt; und
• wie sich die Anwendung verhält, wenn ein zusätzlicher Finger, die Handfläche oder ein Knöchel das Glas berührt.

Ein Bildschirm kann einen einfachen Desktop-Touch-Test bestehen und dennoch bei der eigentlichen Anwendung versagen, da der Software-Stack nur Eingaben mit einem einzigen Zeiger verarbeitet.

Die industriellen Bedingungen müssen noch validiert werden

Multi-Touch hebt die üblichen technischen Anforderungen an ein industrielles PCAP-System nicht auf. Tatsächlich können Gesten Leistungsmängel aufdecken, die bei einem einfachen Antipp-Test nicht erkennbar sind.

Handschuhe

Bei Zwei-Finger-Gesten müssen beide Berührungspunkte während der Bewegung stabil bleiben. Ein Bildschirm, der ein Antippen mit Handschuhen erkennt, kann bei einer Pinch-Geste dennoch einen Berührungspunkt verlieren.

Testen Sie das Endprodukt mit den Handschuhen, die die Bediener tatsächlich tragen werden. Unsere Handschuh-kompatible Touchscreen-Führung erläutert die Faktoren, die die Leistungsfähigkeit von PCAP-Handschuhen beeinflussen.

Wasser und Verunreinigungen

Im Projekt muss festgelegt werden, wie bei nasser Oberfläche vorgegangen werden soll. Je nach Anwendungsfall kann die richtige Reaktion darin bestehen, die Verfolgung eines Fingers fortzusetzen, weitere Berührungen abzulehnen oder die Eingabe vorübergehend zu sperren.

Der Versuch, jede Geste bei starkem Regen darzustellen, ist nicht immer die sicherste gestalterische Entscheidung.

Erdung und elektrische Störungen

Eine unzureichende Erdung, eine ungeeignete Stromversorgung, lange Kabel oder in der Nähe befindliche Schaltgeräte können zu Kontaktfehlern und Fehlberührungen führen. Dies ist ein Problem der Signalintegrität bei PCAP-Systemen und keine Folge des Multitouch-Prinzips an sich.

Die Validierung muss mit dem endgültigen Gehäuse, den Kabeln, der Anzeigeelektronik und dem Netzteil durchgeführt werden. Lesen Sie dazu unseren Leitfaden unter Überprüfung auf Störungen des Touchscreens für einen praktischen Testablauf.

Deckglas und Bildschirmgröße

Dickeres Glas schwächt das Signal, das den Sensor erreicht, ab und erfordert möglicherweise einen entsprechend angepassten Controller und eine angepasste Firmware.

Auch die Bildschirmgröße wirkt sich auf die Benutzerfreundlichkeit aus: Eine Zwei-Finger-Geste, die auf einem 21,5-Zoll-Diagnosedisplay ganz natürlich wirkt, kann auf einem kompakten 7-Zoll-Bedienfeld umständlich sein.

Berücksichtigung unbeabsichtigter Eingaben und Sicherheitsaspekte

Multi-Touch-Software muss einen absichtlichen zweiten Kontakt von einer auf dem Bildschirm aufliegenden Handfläche, einem Fingerknöchel, einem Ärmel oder einer Hand unterscheiden. Die richtige Vorgehensweise kann darin bestehen, die Handfläche auszublenden, zusätzliche Kontakte zu ignorieren oder den aktuellen Befehl abzubrechen.

Die Zwei-Finger-Bedienung kann zwar dazu beitragen, ein versehentliches einmaliges Antippen zu verhindern, stellt jedoch nicht automatisch eine sicherheitszertifizierte Steuerung dar. Not-Aus-Schalter, Schutzvorrichtungen und sicherheitsrelevante Maschinenfunktionen müssen eine geeignete, zertifizierte Sicherheitsarchitektur verwenden und dürfen sich nicht allein auf eine Touchscreen-Geste verlassen.

Auch die Reinigung muss berücksichtigt werden. Falls das Abwischen des Bildschirms Bedienelemente aktivieren könnte, sollte eine Reinigungssperre, ein Servicemodus oder eine Hardware-Methode bereitgestellt werden, um die Touch-Eingabe vorübergehend zu deaktivieren.

Checkliste zur Validierung vor der Produktion

Testen Sie die erforderlichen Gesten vor der Designfreigabe an der kompletten Baugruppe – nicht nur an einem offenen Touchpanel auf einem Schreibtisch.

1. Führen Sie alle Gesten auf, die die veröffentlichte HMI-Software verwenden wird.
2. Bestätigen Sie die Mindestanzahl gleichzeitiger Kontakte.
3. Prüfung der endgültigen Deckglas- und Rahmenkonstruktion.
4. Verwenden Sie den Produktionscontroller, die Firmware, das Kabel, das Display, das Netzteil und die Erdungsmethode.
5. Wiederholen Sie den Test mit den tatsächlich verwendeten Handschuhen und unter den zu erwartenden Oberflächenbedingungen.
6. Achten Sie auf Augenbewegungen, gekreuzte Finger, schnelle Gesten, Handflächen und unbeabsichtigte zusätzliche Berührungen.
7. Überprüfen Sie das Verhalten nach dem Start, aus dem Ruhezustand, nach einer erneuten Verbindung und nach einem Stromausfall.
8. Notieren Sie sich die genehmigte Steuerung und die Firmware-Version für die zukünftige Produktion.

Abschließende Empfehlung

Entscheiden Sie sich nicht allein deshalb für einen industriellen Multi-Touch-Bildschirm, weil er Zehn-Punkt-Touch-Fähigkeit bietet. Beginnen Sie mit einer Frage: Sind für die HMI zwei oder mehr gleichzeitige Bedienvorgänge erforderlich, um eine reale Bedieneraufgabe auszuführen?

Lautet die Antwort „Nein“, bleibt der Einpunktbetrieb einfach und effektiv. Lautet die Antwort „Ja“, legen Sie die Geste, die Anzahl der Berührungspunkte, die Softwareunterstützung und die Betriebsbedingungen fest, bevor Sie die Hardware auswählen.

Eagle Touch liefert Maßgeschneiderte industrielle Touchscreens, Touch-Monitore und Panel-PCs mit anwendungsspezifischer PCAP-Optimierung. Teilen Sie uns Ihre Bildschirmgröße, Ihr Betriebssystem, die erforderlichen Gesten, das Deckglas sowie Ihre Anforderungen hinsichtlich Handschuhen und Umgebungsbedingungen mit, und unser Team hilft Ihnen dabei, die komplette Touch-Lösung vor der Produktion zu bewerten.