PCAP- vs. resistiver Touchscreen für Industrieanlagen

Für die meisten neuen industriellen HMIs mit versiegelter Glasfront ist PCAP der naheliegende Ausgangspunkt. Es bietet eine bessere optische Klarheit, eine strapazierfähige Oberfläche und Unterstützung für Multitouch-Schnittstellen.

Resistive Touch-Technologie ist nach wie vor die sicherere Wahl, wenn der Bediener dicke, nichtleitende Handschuhe, einen Kunststoffstift oder fast jeden anderen festen Gegenstand verwenden muss. Sie eignet sich außerdem für ältere Geräte, bei denen ein Austausch der ursprünglichen Touch-Technologie unnötige Integrationsrisiken mit sich bringen würde.

Die Entscheidung sollte nicht davon abhängen, welche Technologie neuer ist. Sie sollte vielmehr vom Betreiber, der Umgebung, dem Gehäuse und dem Steuerungssystem abhängen.

PCAP- vs. resistiver Touchscreen: Ein kurzer Vergleich

Anforderung	Projiziert-kapazitiv (PCAP)	Resistive Berührung
Touch-Methode	Leichte Berührung mit einem Finger oder einem kompatiblen leitfähigen Stift	Mechanischer Druck durch einen Finger, einen Handschuh, einen Stift oder einen festen Gegenstand
Multitouch	Normalerweise unterstützt	Herkömmliche 4-Draht- und 5-Draht-Ausführungen sind in der Regel Ein-Touch-Ausführungen
Dicke, nichtleitende Handschuhe	Nur mit einem geeigneten Sensor, einer geeigneten Steuerung und einer entsprechenden Abstimmung möglich	Normalerweise die vorhersehbarere Wahl
Oberfläche	In der Regel eine starre Abdecklinse aus Glas oder Polymer	Flexible Polyesterfolie bei herkömmlichen Folien-/Glaskonstruktionen
Kratzfestigkeit	In der Regel höher bei Verwendung einer geeigneten Glasabdeckung	Niedriger, da der freiliegende Film zerkratzt werden kann
Optische Klarheit	Im Allgemeinen besser, abhängig vom gesamten Stack	Geringere Lichtdurchlässigkeit und stärkere Trübung durch die flexiblen Schichten
Wasser an der Oberfläche	Das Verhalten muss definiert und angepasst werden	Tropfen erzeugen normalerweise keinen Druckeinfluss, doch die Randabdichtung ist unerlässlich.
Elektrisches Rauschen	Hängt stärker von der Erdung, der Abschirmung und der Signalmargen des Reglers ab	Im Allgemeinen weniger anfällig für elektrische Störungen
Kalibrierung	Im Normalbetrieb in der Regel nicht erforderlich	Erfordert in der Regel eine Erstkalibrierung und muss unter Umständen erneut kalibriert werden.
Individuelles Frontdesign	Besonders gut geeignet für bedrucktes Deckglas, Logos, Aussparungen und geformte Konturen	Stärkere Einschränkungen durch die aktive Fläche, den Heckbereich und die Antriebsstruktur
Verschleißmechanismus	Keine flexible Sensorfläche, die wiederholt gedrückt werden muss	Die Film- und Abstandshalterstruktur unterliegt im Laufe der Zeit einem mechanischen Verschleiß.
Integration	Erfordert die Anpassung des Controllers und die Validierung der Endmontage	Elektrisch einfacher, allerdings müssen der Druck auf die Einfassung und die Kalibrierung kontrolliert werden
Projektkosten	Hängt von der Sensorstruktur, der Abdecklinse, dem Controller, der Abstimmung, der individuellen Anpassung und der Stückzahl ab	Hängt von der Größe, der 4-Draht- oder 5-Draht-Bauweise, den Materialien, den individuellen Anpassungen und der Stückzahl ab

Dies sind Anhaltspunkte, keine Garantien. Testen Sie den Serienhandschuh und versiegeln Sie die fertige Baugruppe, anstatt sich auf eine Komponentenbeschreibung zu verlassen.

Wie die beiden Technologien Berührungen erkennen

Projizierte kapazitive Berührung

Ein PCAP-Sensor nutzt ein Muster aus transparenten, leitfähigen Elektroden, die auf Glas oder einer Folie aufgebracht sind. Der Controller scannt das Elektrodenraster und erkennt eine Änderung der Kapazität, wenn sich ein Finger oder ein anderer kompatibler, leitfähiger Gegenstand der Oberfläche nähert.

PCAP reagiert auf leichte Berührungen, unterstützt Multi-Touch und funktioniert auch durch eine Abdecklinse hindurch. Seine Leistung hängt jedoch vom gesamten System ab. Glasdicke, Handschuhe, Wasser, LCD-Störungen, Stromversorgung, Kabel, Erdung und Metall in der Nähe können die verfügbare Signalreserve beeinflussen. Lesen Sie den Leitfaden für industrielle PCAP-Touchscreens für weitere Einzelheiten zur Integration.

Resistive Berührung

Ein herkömmlicher resistiver Touchscreen besteht aus zwei transparenten, leitfähigen Oberflächen, die durch Abstandshalter voneinander getrennt sind. Seine obere Polyesterschicht biegt sich unter Druck und kommt mit der unteren Schicht in Kontakt. Die Steuerung misst die dabei entstehende Spannung und berechnet die Berührungskoordinaten.

Da er auf Druck reagiert, kann er mit einem behandschuhten Finger, einem Kunststoffstift oder einem anderen festen Gegenstand bedient werden. Vier- und Fünfdraht-Ausführungen weisen unterschiedliche Koordinatenmess- und Verschleißeigenschaften auf. Wenn ein resistiver Touchscreen ohnehin die wahrscheinlichste Wahl ist, siehe den Leitfaden: 4-Draht- vs. 5-Draht-Resistiv-Touchscreen.

Die Faktoren, die bei der Entscheidung eine Rolle spielen sollten

1. Was wird der Betreiber tatsächlich nutzen?

“Handschuhbetrieb” ist keine vollständige Spezifikation. Dünne Nitrilhandschuhe, Arbeitshandschuhe aus Leder, beschichtete schnittfeste Handschuhe und isolierte Winterhandschuhe verhalten sich nicht alle gleich.

Industrielle PCAP-Systeme unterstützen zwar viele Handschuhe, doch müssen Sensor, Abdecklinse und Firmware eine ausreichende Signalreserve bieten. Testen Sie den jeweiligen Handschuh im Endbau; eine bloße Erhöhung der Empfindlichkeit kann zu Koordinatensprüngen oder Fehlberührungen führen.

Entscheiden Sie sich für resistive Touch-Technologie, wenn die Bedienung mit dicken, nichtleitenden Handschuhen oder einem gewöhnlichen Kunststoff-Stift vorgeschrieben ist und Multi-Touch nicht erforderlich ist. Wählen Sie PCAP, wenn eine leichte, vertraute Fingerbedienung und Gestenunterstützung wichtiger sind.

Für handschuhspezifische Prüfungen verwenden Sie den Handschuh-kompatible Touchscreen-Führung.

2. Was sollte passieren, wenn der Bildschirm nass ist?

Die Anforderungen an die Wasserversorgung müssen das Verhalten beschreiben, nicht nur die Exposition. Die Anlage muss möglicherweise:

• Vereinzelte Tröpfchen ignorieren;
• Eingaben mit einem nassen Finger akzeptieren;
• mit einem nassen Handschuh arbeiten; oder
• Bei starkem Regen oder beim Abwaschen den Betrieb unterbrechen.

Wasser verändert das kapazitive Feld, sodass für jedes Verhalten eine andere PCAP-Firmware erforderlich ist. Resistive Touchscreens reagieren normalerweise nicht auf einen stillstehenden Tropfen, da hierfür Druck erforderlich ist; dennoch kann das Eindringen von Flüssigkeit am Sensorrand die Baugruppe beschädigen.

Keine der beiden Technologien verleiht dem fertigen Gerät für sich genommen eine IP-Schutzart. Die vordere Dichtung, der Klebstoff, die Blende, die Öffnungen und das Gehäuse bestimmen den Schutzgrad.

3. Inwieweit wird die Oberfläche beansprucht und wie oft muss sie gereinigt werden?

Bei öffentlichen Kiosksystemen, Ladestationen für Elektrofahrzeuge und Geräten, die mehrmals täglich gereinigt werden, bietet eine durchgehende PCAP-Abdecklinse in der Regel die bessere Vorderseite. Glas ist abriebfester als die freiliegende Folie, die bei herkömmlichen resistiven Touchscreens zum Einsatz kommt, und lässt sich leichter in eine bündige Frontblende integrieren.

Für die Abdecklinse müssen noch das richtige Material, die geeignete Verstärkungsmethode, die Kantenverstärkung und die chemische Verträglichkeit festgelegt werden. Dickeres Glas führt nicht automatisch zu einer höheren IK-Schutzklasse; testen Sie die fertige Baugruppe. Siehe Leitfaden zur Gestaltung von Touchscreen-Deckgläsern. Scharfe Werkzeuge, wiederholte Bearbeitungsvorgänge auf einer kleinen Fläche und aggressive Reinigung können die Lebensdauer einer resistiven Deckschicht verkürzen.

4. Ist die elektrische Umgebung schwierig?

Motoren, Wechselrichter, Schaltnetzteile, lange Kabel und eine unzureichende Erdung können ein PCAP-Signal stören. Ein einzelnes PCAP-Modul funktioniert unter Laborbedingungen möglicherweise einwandfrei, wird jedoch instabil, sobald es hinter dem LCD-Bildschirm installiert und an die Produktionsstromversorgung angeschlossen wird.

PCAP kann weiterhin verwendet werden, allerdings werden Erdung, Abschirmung, Kabelführung und die Abstimmung des Controllers zu einem Bestandteil des Touch-Designs. Sollten Geisterberührungen oder Koordinatensprünge auftreten, befolgen Sie einen strukturierten Prüfung auf Störungen des Touchscreens bevor die Empfindlichkeit erhöht wird.

Analoge resistive Touchscreens reagieren im Allgemeinen weniger empfindlich auf diese Art von Störungen. Sie können die risikoärmere Option für eine einfache Single-Touch-HMI in einer älteren Maschine mit elektrischen Störungen darstellen.

5. Handelt es sich um ein neues Produkt oder um einen Ersatzartikel?

Bei einer neuen HMI mit Glasfront bietet PCAP in der Regel mehr Gestaltungsfreiheit. Die Abdecklinse kann über den LCD-Bildschirm hinausragen, bedruckte Ränder und Logos tragen und Teil einer versiegelten Frontblende sein.

Bei einem Austauschprojekt sollten Sie zunächst die ursprüngliche Technologie berücksichtigen. Ein Wechsel von resistiver zu PCAP-Technologie kann Auswirkungen auf die Schnittstelle, den Treiber, den Rahmen, die Aussparung, die Kalibrierung und die Software haben. Bei einem vorhandenen resistiven Display sollten Sie die Außenkontur, den aktiven Bereich, den Sichtbereich, die Anschlussrichtung, die Pinbelegung, den Stecker und den Controller überprüfen.

6. Was benötigt die Schnittstelle eigentlich?

Multi-Touch spielt nur dann eine Rolle, wenn die Software diese Funktion nutzt. PCAP eignet sich für Scrollen, Zoomen, Ziehaktionen und Zwei-Finger-Gesten. Resistive Touch-Technologie ist weiterhin praktisch für große Schaltflächen, die Eingabe von Zahlen, die Verwendung eines Stifts und ältere Ein-Punkt-Schnittstellen.

Praktischer Einstieg nach Anwendungsbereich

Anmeldung	Praktischer Ausgangspunkt	Was muss überprüft werden?
EV-Ladestation oder öffentliche Ladestation im Freien	PCAP	Verhalten bei Nässe, Deckglas, Lesbarkeit bei Sonnenlicht, Abdichtung und Temperatur
Selbstbedienungskiosk	PCAP	Reinigungschemikalien, Berührungshäufigkeit, Frontversiegelung und Vandalismussicherheit
Neue industrielle HMI mit moderner grafischer Benutzeroberfläche	PCAP	Handschuhtyp, Erdung, EMV und erforderliche Gesten
CNC- oder Maschinensteuerung mit dicken Handschuhen	Resistiv oder abgestimmtes PCAP, falls eine Glasfront unerlässlich ist	Tatsächlich getragener Handschuh, kleinste Knopfgröße und elektrische Umgebung
Prüf- oder Messgerät mit einem Kunststoffstift	Widerstandsfähig	Stiftspitze, Genauigkeit, Kalibrierung und Oberflächenverschleiß
Austausch eines älteren Touchscreens	Passen Sie zunächst die ursprüngliche Technologie an	Abmessungen, FPC, Pinbelegung, Controller, Treiber und Kalibrierung
Häufig genutzte Oberfläche, die eine regelmäßige chemische Reinigung erfordert	PCAP mit kompatibler Abdecklinse	Chemische Beständigkeit, Kantenversiegelung und Verhalten bei nasser Berührung
Geräte mit elektrischen Störungen und einfacher Ein-Knopf-Bedienung	Resistive Systeme sind oft der risikoärmere Ausgangspunkt	Erdung, Host-Schnittstelle und EMV-Verhalten auf Systemebene

Die Entscheidung sollte niemals allein vom Namen der Anwendung abhängen. Zwei HMIs in einer Fabrik können unterschiedliche Touch-Technologien erfordern, da bei der einen ein nackter Finger hinter einer versiegelten Glasfront zum Einsatz kommt, während bei der anderen dicke Handschuhe und ein Kunststoffstift verwendet werden.

Häufige Fehler bei der Auswahl

• Vorausgesetzt, dass der industrielle PCAP mit jedem Handschuh funktioniert. Man kann nicht davon ausgehen, dass eine Einstellung, die bei 2 mm dickem Glas funktioniert, auch bei 6 mm dickem Glas mit einem anderen Handschuh funktioniert.
• Wasserabweisung als Abdichtung betrachten. Die Firmware wertet Wasser aus; die mechanische Konstruktion verhindert das Eindringen von Wasser. Beides muss angegeben werden.
• Die Entscheidung für einen resistiven Typ fällt allein aufgrund der rauen Umgebungsbedingungen. Abrieb, öffentliche Nutzung oder häufige Reinigung können für eine PCAP-Konstruktion mit Glasfront sprechen.
• Freigabe eines locker sitzenden Touchpanels. Das LCD-Display, die Stromversorgung, die Kabel, das Metallgehäuse sowie die Erdungs- und Potentialausgleichsstruktur können die Touch-Leistung beeinflussen.
• Die Annahme, dass eine bestimmte Technologie immer günstiger ist. Die Kosten für Touchscreens hängen von der Größe, dem Sensoraufbau, dem Deckglas, dem Controller, der individuellen Anpassung, der Bestellmenge und der aktuellen Materialverfügbarkeit ab. Vergleichen Sie Angebote für die komplette serienreife Baugruppe, anstatt die Kosten allein anhand der Touch-Technologie zu beurteilen.

Was Sie Ihrem Touchscreen-Lieferanten schicken sollten

Bevor Sie ein Muster oder ein Angebot anfordern, geben Sie bitte Folgendes an:

1. LCD-Modell, Bildschirmdiagonale und technische Zeichnung.
2. Erforderliche Umrisse des Touchscreens, des aktiven Bereichs und des Sichtbereichs.
3. Anforderungen an die Eingabe per Finger, Handschuh oder Touchstift.
4. Erforderliche Anzahl an Berührungspunkten und Gesten.
5. Material, Dicke, Bedruckung und Oberflächenbehandlung der Abdecklinse.
6. Wasser, Reinigung, Staub und Betriebstemperaturbedingungen.
7. USB, I²C, serielle Schnittstelle oder andere Touch-Schnittstellen.
8. Anforderungen an Betriebssystem und Treiber.
9. Stromversorgung, Metallgehäuse, Kabellänge und Erdungsanordnung.
10. Anzahl der Prototypen, Jahresvolumen und voraussichtliche Produktlebensdauer.

Abschließende Empfehlung

Entscheiden Sie sich für PCAP, wenn Sie ein neues Industrieprodukt entwickeln, das eine robuste Glasfront, klare Optik und eine moderne Benutzeroberfläche benötigt. Entscheiden Sie sich für resistiven Touchscreen, wenn universelle Druckeingabe, die Nutzung dicker, nichtleitender Handschuhe, die Kompatibilität mit Kunststoff-Stiften oder der einfache Austausch älterer Geräte im Vordergrund stehen.

Treffen Sie die Entscheidung für die Serienfertigung nicht allein auf der Grundlage eines Datenblatts. Testen Sie die jeweilige Eingabemethode, das Glas, das LCD, die Stromversorgung, das Gehäuse und die Umgebungsbedingungen gemeinsam.

Für ein OEM-Projekt senden Sie Eagle Touch bitte die LCD-Zeichnung, die Eingabemethode, die Umgebung, die Schnittstelle und die voraussichtliche Stückzahl zu. Wir können dann die Maßgeschneiderter industrieller Touchscreen die Struktur zu entwerfen und eine praktische Prototypkonfiguration zu empfehlen, bevor mit dem Werkzeugbau oder der Serienfertigung begonnen wird.

Häufig gestellte Fragen

Ist PCAP langlebiger als resistiver Touchscreen?

PCAP weist in der Regel eine bessere Verschleiß- und Kratzfestigkeit auf, da es hinter einer starren Abdecklinse sitzt. Die flexible Außenfolie eines resistiven Bildschirms bleibt hingegen eine mechanisch beanspruchte Oberfläche.

Funktioniert PCAP auch mit dicken Industriehandschuhen?

Manchmal. Die Leistung hängt vom Handschuh, dem Glas, dem Sensor, dem Controller, der Firmware und elektrischen Störungen ab. Bei einem dicken, nichtleitenden Handschuh ist die Reaktion bei resistiven Touchscreens besser vorhersehbar.

Welche Technologie eignet sich besser für den Einsatz im Freien?

Es gibt keine allgemeingültige Antwort. PCAP eignet sich für eine versiegelte Glasfront, erfordert jedoch ein genau definiertes Regenverhalten. Resistive Touchscreens reagieren weniger stark auf ruhende Wassertropfen, doch ihre Folie und Kanten müssen dennoch geschützt werden. Auch Helligkeit, UV-Strahlung, Temperatur und die Bauweise des Gehäuses spielen eine Rolle.

Muss ein resistiver Touchscreen kalibriert werden?

Herkömmliche analoge resistive Touchscreens erfordern in der Regel eine anfängliche Koordinatenkalibrierung. PCAP-Touchscreens benötigen normalerweise keine routinemäßige Kalibrierung durch den Benutzer, allerdings müssen der Controller und die Koordinatenzuordnung dennoch auf das System abgestimmt sein.

Unterstützt der resistive Touchscreen Multi-Touch?

Herkömmliche resistive 4-Draht- und 5-Draht-Touchscreens sind hauptsächlich für die Ein-Punkt-Eingabe ausgelegt. Es gibt zwar spezielle resistive Multitouch-Technologien, doch diese sind bei den meisten industriellen OEM-Projekten nicht die erste Wahl.