Touchscreen industriale impreciso? Come correggere l'offset e la deriva del touch

Quando un operatore preme un pulsante ma l'HMI ne attiva un altro, il touch screen non è necessariamente difettoso. L'errore potrebbe derivare dalla mappatura del display, dalla rotazione dello schermo, dai dati di calibrazione, dalla pressione meccanica o dal modo in cui l'applicazione host converte le coordinate tattili.

Il primo passo non consiste nel ripetere la calibrazione, bensì nell’identificare lo schema dell’errore.

Uno scostamento costante indica solitamente un problema di mappatura o di calibrazione. I movimenti casuali indicano invece un'altra causa: di solito si tratta di problemi di alimentazione, messa a terra, rumore elettrico o un segnale tattile instabile.

Questa guida riguarda i touchscreen industriali che rispondono al tocco, ma segnalano una posizione errata. Se l'immagine sul display LCD è normale e non si registra alcuna risposta al tocco, utilizzare la nostra Lista di controllo per i touch screen industriali che non rispondono. Se il cursore salta, clicca da solo o cambia quando un apparecchio nelle vicinanze si accende, seguire le istruzioni riportate nel prova di interferenza del touch screen.

Diagnosi rapida: che aspetto ha l'errore?

Prima di modificare qualsiasi impostazione, esegui un test del funzionamento touch a schermo intero. Traccia lentamente delle linee orizzontali e verticali su tutto lo schermo, quindi tocca il centro e i quattro angoli. Esegui il test utilizzando lo stesso dito, guanto o stilo che userai nell'applicazione vera e propria.

Quello che vedi	Direzione più probabile
Il punto segnalato viene spostato ovunque della stessa distanza e nella stessa direzione	Mappatura del display o offset di calibrazione
La sinistra diventa destra, l'alto diventa basso, oppure gli assi vengono invertiti	Errore di rotazione, inversione dell'asse o trasformazione delle coordinate
Il centro è preciso, ma l'errore aumenta man mano che ci si avvicina ai bordi	Calibrazione incompleta, scala errata o linearità del touch resistivo
Solo un'area fissa è imprecisa	Pressione locale, danneggiamento del sensore, guasto dell'elettrodo o contaminazione all'interno del gruppo
La traccia è irregolare o presenta salti mentre il dito si muove in modo fluido	Rumore di alimentazione, messa a terra, interferenze elettromagnetiche (EMI), accoppiamento via cavo o regolazione del controller
Il funzionamento al banco è corretto, ma cambia dopo il montaggio	Pressione sulla cornice, contatto con l'involucro, messa a terra o integrazione nel sistema finale
Il tocco è debole, piuttosto che fuori posto	Si tratta di un problema di sensibilità, non di calibrazione delle coordinate

Questa distinzione è importante. La ricalibrazione può correggere una trasformazione di coordinate, ma non può riparare un sensore danneggiato né eliminare il rumore elettrico.

Cosa significa in realtà “precisione al tocco”

Un controller tattile segnala una coordinata X-Y. Il sistema operativo o l'applicazione integrata mappa quindi tale coordinata su una posizione dell'immagine visualizzata. Per garantire un funzionamento accurato, è necessario che questi due sistemi di coordinate coincidano.

Un offset può quindi avere origine a tre livelli:

1. Livello tattile: il sensore o il controller segnala una coordinata errata o distorta.
2. Livello di sistema: il dispositivo ospitante associa il dispositivo touch a uno schermo, una risoluzione o un orientamento errati.
3. Livello applicativo: il software HMI applica una scala, una rotazione o una trasformazione delle coordinate errate.

Se il puntatore funziona correttamente nel sistema operativo ma non in una specifica applicazione HMI, è improbabile che il problema sia da ricercarsi nell'hardware touch. Effettuare dei test al di fuori dell'applicazione prima di sostituire qualsiasi componente.

Gli schermi tattili PCAP e quelli resistivi funzionano in modo diverso

Schermi tattili capacitivi proiettati

Uno schermo tattile PCAP correttamente integrato viene normalmente configurato in fabbrica e non richiede una calibrazione periodica da parte dell'utente. Nei sistemi Windows, molti controller USB PCAP funzionano come dispositivi tattili HID standard.

Quando lo schermo PCAP mostra un offset fisso, verificare innanzitutto:

• Se il dispositivo touch è assegnato al monitor corretto
• Se lo schermo è stato ruotato dopo la creazione della configurazione touch
• Se il firmware del controller è compatibile con le dimensioni e l'orientamento del sensore
• Se un'applicazione personalizzata sta applicando la propria conversione di coordinate
• Se il problema si sia manifestato solo dopo l'installazione dell'unità nell'involucro

Non date per scontato che ogni problema di precisione del PCAP possa essere risolto con lo strumento di calibrazione di Windows. Per alcuni controller PCAP è invece consigliabile utilizzare la configurazione di fabbrica o l’utilità fornita dal produttore del controller.

Touch screen resistivi

I touch screen resistivi dipendono in modo più diretto da una matrice di calibrazione che converte i valori grezzi del controller in coordinate dello schermo. Potrebbe essere necessaria una ricalibrazione dopo aver modificato il controller, il computer, il sistema operativo o l'orientamento dello schermo.

Gli schermi resistivi a quattro fili possono inoltre presentare un errore di bordo crescente man mano che lo strato conduttivo flessibile si usura. I modelli resistivi a cinque fili mantengono generalmente una maggiore stabilità delle coordinate, poiché la misurazione della posizione si basa principalmente sul substrato di vetro, ma richiedono comunque un controller adeguato e dati di calibrazione corretti.

Risoluzione dei problemi nell'ordine corretto

1. Verificare che il tocco sia associato allo schermo corretto

Questo è il primo controllo da effettuare su un computer dotato di due o più schermi. Un monitor touchscreen può visualizzare l'immagine corretta anche se la sua funzione touch è assegnata a un altro schermo.

Utilizzare la funzione di identificazione dello schermo del sistema operativo o l’utilità fornita dal produttore del controller per associare ciascun dispositivo touch al monitor a cui è destinato. Anche scollegare temporaneamente l’altro monitor può rivelarsi un utile test di confronto.

Se il problema interessa l'intero schermo in misura uniforme, procedere in questo modo prima di aprire l'involucro.

2. Verificare la risoluzione, l'orientamento e il ridimensionamento dell'applicazione

Verificare quanto segue:

• Il sistema operativo rileva la risoluzione di visualizzazione prevista
• L'orientamento orizzontale o verticale corrisponde all'installazione fisica
• L'orientamento del touch screen è cambiato insieme all'immagine visualizzata
• Nessuna utility di rotazione delle immagini sta sovrascrivendo l'impostazione del sistema operativo
• L'applicazione HMI utilizza le dimensioni attuali dello schermo

Il normale ridimensionamento DPI del sistema operativo non dovrebbe causare uno scostamento fisico in un'applicazione touch HID correttamente implementata. Tuttavia, i software HMI più datati o personalizzati potrebbero calcolare in modo errato le posizioni al tocco in seguito a modifiche della risoluzione o del ridimensionamento. Se il problema si verifica solo in un programma, confrontarlo con un disegno di base o con un'applicazione di test touch.

3. Eseguire il ripristino o la ricalibrazione utilizzando il metodo corretto

Prima di procedere alla ricalibrazione, salvare le impostazioni attuali del controller, se il programma lo consente. Successivamente, utilizzare il metodo specificato per quella tecnologia touch e quel controller.

Durante la calibrazione:

• Mantenere il monitor nella posizione definitiva di funzionamento
• Utilizza il metodo di immissione previsto
• Colpisci con precisione il centro di ogni bersaglio
• Non appoggiare altre mani o oggetti conduttori sullo schermo
• Salvare i dati di calibrazione e, se necessario, riavviare l'applicazione
• Controllare nuovamente il centro, i bordi e gli angoli

Se, dopo una calibrazione riuscita, si riscontra nuovamente lo stesso scostamento, interrompere la ripetizione della procedura. La causa è probabilmente da ricercarsi nella mappatura, nella configurazione, nell’assemblaggio meccanico o nell’hardware, piuttosto che nella mancanza di dati di calibrazione.

4. Confronta lo schermo prima e dopo l'installazione

Una pressione non uniforme sulla cornice, un FPC incastrato, accumuli di adesivo o contatti metallici in prossimità dell'area attiva possono alterare il funzionamento del touchscreen. Testare la stessa unità in due condizioni:

1. Sulla panchina, fuori dal recinto
2. Completamente installato con la cornice di produzione, i cavi, l'alimentatore e il collegamento di terra

Se si verifica un errore locale fisso solo dopo il montaggio, allentare uniformemente la forza di fissaggio e ispezionare il perimetro, il percorso dell'FPC e la struttura posteriore. Non risolvere il problema modificando ripetutamente la sensibilità del controller; eliminare prima la causa meccanica.

5. Verificare che la configurazione del controller corrisponda a quella del sensore

Un controller può comunicare normalmente tramite USB o I²C pur utilizzando parametri previsti per sensori di dimensioni, disposizione dei canali, struttura del vetro di copertura o orientamento diversi.

Ciò è particolarmente rilevante dopo:

• Sostituzione del controller touch
• Cambio del fornitore del sensore o della versione
• Rotazione del pannello tattile nell'ambito di una riprogettazione meccanica
• Passaggio dall’incollaggio ad aria a un altro stack
• Aggiornamento del firmware
• Prolungamento o sostituzione del cavo touch

Verificare che il codice articolo del sensore, il modello del controller, la versione del firmware e il file di configurazione costituiscano un unico set compatibile.

6. Verificare la presenza di interferenze solo quando le coordinate sono instabili

Il rumore elettrico causa solitamente jitter, linee interrotte, coordinate casuali, tocchi falsi o un problema legato a un motore, un inverter, un relè, un caricabatterie o un alimentatore. Di solito non genera uno scostamento perfettamente ripetibile su tutto lo schermo.

Se il tracciato è instabile, confrontare un alimentatore indipendente di comprovata funzionalità, un cavo di collegamento diretto corto e una configurazione del banco di lavoro pulita. Modificare una condizione alla volta. La procedura completa di isolamento è descritta nel nostro Guida alle interferenze del touch screen.

7. Stabilire se il guasto è dovuto allo schermo o alla macchina

Ove possibile, effettuare un confronto A/B:

• Verificare il gruppo touch sospetto su un host di cui è nota la funzionalità
• Provare un gruppo touch di cui è nota la buona funzionalità sulla macchina originale
• Mantenere sotto controllo le condizioni dei cavi, dell'alimentazione e del software

Se il guasto si verifica dopo il montaggio del sistema “one touch”, verificare il sensore, il controller, il cavo e la configurazione. Se il guasto persiste sulla macchina, verificare la mappatura dell’host, il software, l’alimentazione, la messa a terra e l’installazione meccanica.

Quando la calibrazione non risolve il problema

È improbabile che la calibrazione risolva il problema quando:

• È visibile una crepa, una delaminazione o un guasto locale all’elettrodo
• Un'area rimane deformata dopo che è stata allentata la pressione di assemblaggio
• Le coordinate grezze risultano instabili anche con un alimentatore da banco pulito
• Il controller utilizza una configurazione errata dei sensori
• Il punto di contatto è corretto nel sistema operativo, ma errato solo nel software HMI
• L'errore varia ogni volta che un carico elettrico nelle vicinanze si attiva
• Uno schermo resistivo presenta una grave non linearità ai bordi o un'usura superficiale

A quel punto, la sostituzione o la configurazione a livello di fornitore potrebbero rivelarsi più efficaci rispetto a un ulteriore tentativo di calibrazione.

Come gli OEM possono prevenire l'offset tattile prima della produzione

L'accuratezza deve essere verificata sull'apparecchiatura completa, non solo su un campione isolato.

Prima della produzione di massa:

• Verificare il centro, i bordi e gli angoli nella struttura definitiva
• Se il prodotto supporta la rotazione, prova sia la modalità orizzontale che quella verticale
• Verifica tutti i sistemi operativi supportati e visualizza la configurazione
• Bloccare la versione approvata del controller touch, del firmware e della configurazione
• Verificare che la pressione esercitata sulla cornice di produzione e sull’adesivo non sia irregolare
• Registra un test di linea a schermo intero come riferimento per l'accettazione
• Se del caso, ripetere il test dopo la convalida relativa alla temperatura, alle vibrazioni o al trasporto

L'incollaggio ottico può migliorare la leggibilità del display e l'integrazione meccanica, ma non sostituisce una corretta mappatura delle coordinate, la configurazione del controller o la calibrazione.

Cosa inviare al proprio fornitore di schermi touchscreen

Una documentazione chiara dei risultati degli esami accorcia notevolmente i tempi di diagnosi. Fornire:

• Un video che mostra contemporaneamente il dito e il punto di contatto segnalato
• Un test di disegno a schermo intero che copre il centro, i bordi e gli angoli
• Tecnologia touch: PCAP, resistiva a quattro fili o resistiva a cinque fili
• Codici articolo dei sensori tattili e dei controller
• Versione del firmware del controller e del driver
• Sistema operativo e hardware host
• Risoluzione e orientamento dello schermo
• Configurazione a schermo singolo o multiplo
• Se l'errore è fisso, locale o casuale
• Risultati dei test al banco e dei test nell'involucro definitivo

Eagle Touch è in grado di analizzare il sensore, il controller, il firmware, il cavo, la mappatura dell'host e l'installazione meccanica come un unico sistema. Per un progetto OEM, inviateci il video di prova e i dettagli di configurazione prima di sostituire più componenti. Un confronto controllato permette solitamente di individuare la causa più rapidamente rispetto alla sostituzione ripetuta dei componenti.

FAQ

Uno schermo touch PCAP richiede una calibrazione periodica?

Normalmente, no. Un sistema PCAP configurato correttamente dovrebbe mantenere la propria mappatura delle coordinate senza necessità di calibrazioni periodiche. Potrebbe essere necessario effettuare una ricalibrazione o una rimappatura dopo aver modificato l'host, la disposizione dello schermo, l'orientamento, il firmware o la configurazione del controller.

Perché il centro è preciso mentre i bordi no?

Un aumento dell'errore verso i bordi può indicare una calibrazione incompleta, una trasformazione errata, una non linearità dello schermo resistivo o una sollecitazione meccanica in prossimità del perimetro. Effettuare un test prima e dopo aver allentato il gruppo per separare la calibrazione dalla pressione.

L'EMI può far apparire un punto di contatto in una posizione errata?

Sì, ma l'EMI produce solitamente coordinate instabili o variabili, piuttosto che un offset fisso. I movimenti casuali dovrebbero essere analizzati come un problema di interferenza; un offset ripetibile dovrebbe invece essere verificato innanzitutto come un problema di mappatura o di calibrazione.

Perché la posizione del touch è cambiata dopo aver ruotato lo schermo?

È possibile che l'immagine visualizzata e il sistema di coordinate tattili non siano stati ruotati insieme. Verificare l'orientamento del sistema operativo, la mappatura tattile ed eventuali trasformazioni a livello di applicazione.

Il bonding ottico correggerà lo scostamento del touch?

No. Il bonding ottico non corregge una matrice di calibrazione, una mappatura dello schermo o una trasformazione delle coordinate errate. È necessario diagnosticare direttamente tali elementi.