Touchscreen PCAP e resistivi per apparecchiature industriali

Per la maggior parte dei nuovi HMI industriali dotati di frontale in vetro sigillato, il PCAP rappresenta la scelta più pratica. Offre una maggiore trasparenza ottica, una superficie frontale resistente e il supporto per interfacce multi-touch.

Il touch resistivo rimane la scelta più sicura quando l'operatore deve utilizzare guanti spessi non conduttivi, uno stilo di plastica o quasi qualsiasi oggetto rigido. È utile anche per le apparecchiature di vecchia generazione, in cui la sostituzione della tecnologia touch originale comporterebbe un rischio di integrazione superfluo.

La scelta non dovrebbe basarsi sul fatto che una tecnologia sia più recente di un'altra, ma dovrebbe tenere conto dell'operatore, dell'ambiente, dell'involucro e del sistema di controllo.

Touchscreen PCAP vs resistivo: confronto rapido

Requisiti	Capacitivo proiettato (PCAP)	Tocco resistivo
Metodo "Touch"	Lieve tocco con un dito o uno stilo conduttivo compatibile	Pressione fisica esercitata da un dito, un guanto, uno stilo o un oggetto rigido
Multi-touch	Normalmente supportato	I modelli convenzionali a 4 e 5 fili sono solitamente a tocco singolo
Guanti spessi non conduttivi	È possibile solo con un sensore, un regolatore e una messa a punto adeguati	Di solito è la scelta più prevedibile
Superficie	Di solito una lente di copertura rigida in vetro o polimero	Pellicola flessibile in poliestere su modelli convenzionali in pellicola/vetro
Resistenza ai graffi	In genere più elevata se si utilizza una copertura in vetro adeguata	In basso, perché la pellicola esposta potrebbe graffiarsi
Chiarezza ottica	In generale è migliore, a seconda dello stack completo	Minore trasmissione e maggiore opacità dovuta agli strati flessibili
Acqua in superficie	È necessario definire e mettere a punto il comportamento	Le goccioline normalmente non generano pressione, ma la sigillatura dei bordi è fondamentale
Rumore elettrico	Dipende maggiormente dalla messa a terra, dalla schermatura e dal margine del segnale del controller	In genere meno sensibile al rumore elettrico
Taratura	Normalmente non è necessario durante l'uso normale	Di solito richiede una calibrazione iniziale e potrebbe essere necessaria una ricalibrazione
Design personalizzato della parte anteriore	Particolarmente indicato per vetri di copertura stampati, loghi, fori e contorni sagomati	Più limitato dall'area attiva, dalla coda e dalla struttura di azionamento
Meccanismo di usura	Non è presente una superficie sensibile flessibile su cui premere ripetutamente	La struttura del film e del distanziatore si usura meccanicamente nel tempo
Integrazione	Richiede la verifica della compatibilità dei controller e la convalida dell'assemblaggio finale	È più semplice dal punto di vista elettrico, ma occorre controllare la pressione sulla ghiera e la calibrazione
Costo del progetto	Dipende dalla struttura del sensore, dalla lente di protezione, dal controller, dalla regolazione, dalla personalizzazione e dalla quantità	Dipende dalle dimensioni, dalla struttura a 4 o 5 fili, dai materiali, dalla personalizzazione e dalla quantità

Si tratta di punti di partenza, non di garanzie. È opportuno testare il guanto di produzione e sigillare il gruppo finito, anziché affidarsi alla descrizione dei componenti.

In che modo le due tecnologie rilevano il tocco

Tocco capacitivo proiettato

Un sensore PCAP utilizza una matrice di elettrodi conduttivi trasparenti formati su vetro o pellicola. Il controller esegue una scansione della griglia di elettrodi e rileva una variazione di capacità quando un dito o un altro oggetto conduttivo compatibile si avvicina alla superficie.

Il PCAP reagisce a un tocco leggero, supporta il multi-touch e può funzionare attraverso una lente di copertura. Le sue prestazioni, tuttavia, dipendono dall’intero stack. Lo spessore del vetro, i guanti, l’acqua, il rumore dello schermo LCD, l’alimentazione, i cavi, la messa a terra e la presenza di metalli nelle vicinanze possono tutti influire sul margine di segnale disponibile. Leggi l’ Guida ai touch screen PCAP industriali per maggiori dettagli sull'integrazione.

Tocco resistivo

Un touchscreen resistivo convenzionale è costituito da due superfici conduttive trasparenti separate da punti distanziatori. Il suo strato superiore in poliestere si flette sotto pressione ed entra in contatto con lo strato inferiore. Il controller misura la tensione risultante e calcola le coordinate del tocco.

Poiché reagisce alla pressione, è possibile azionarlo con un dito protetto da un guanto, uno stilo di plastica o un altro oggetto rigido. I modelli a quattro fili e quelli a cinque fili presentano caratteristiche diverse in termini di misurazione delle coordinate e di usura. Se si prevede di optare per un touch screen resistivo, consultare la Guida ai touchscreen resistivi a 4 fili e a 5 fili.

I fattori che dovrebbero determinare la scelta

1. Cosa utilizzerà effettivamente l'operatore?

“Il termine ”utilizzo dei guanti” non costituisce una specifica completa. I guanti sottili in nitrile, i guanti da lavoro in pelle, i guanti rivestiti resistenti al taglio e i guanti invernali isolanti non si comportano allo stesso modo.

Il PCAP industriale è in grado di supportare molti tipi di guanti, ma il sensore, la lente di protezione e il firmware devono garantire un margine di segnale sufficiente. È necessario testare il guanto effettivo sull’assemblaggio finale; il semplice aumento della sensibilità può causare salti nelle coordinate o tocchi errati.

Scegliere il touch resistivo quando è necessario utilizzare guanti spessi non conduttivi o un normale stilo in plastica e non è richiesto il multi-touch. Scegliere il PCAP quando sono più importanti un’interfaccia tattile leggera e intuitiva e il supporto dei gesti.

Per i test specifici sui guanti, utilizzare il guida al touch screen compatibile con i guanti.

2. Cosa dovrebbe succedere quando lo schermo è bagnato?

I requisiti relativi all'acqua devono descrivere il comportamento, non solo l'esposizione. L'attrezzatura potrebbe dover:

• ignorare le goccioline isolate;
• accettare l'input da un dito bagnato;
• lavorare con un guanto bagnato; oppure
• Sospendere l'uso in caso di pioggia battente o lavaggio con getto d'acqua.

L'acqua modifica il campo capacitivo, pertanto ogni tipo di comportamento richiede un firmware PCAP diverso. Il touch resistivo normalmente non reagisce alla presenza di una goccia ferma, poiché è necessaria una pressione, ma l'ingresso di liquido intorno al bordo del sensore può comunque danneggiare il gruppo.

Nessuna delle due tecnologie conferisce di per sé all'apparecchiatura finita un grado di protezione IP. Sono la guarnizione frontale, l'adesivo, la cornice, le aperture e l'involucro a determinare il grado di protezione contro le infiltrazioni.

3. A quanto uso intensivo e a quante operazioni di pulizia sarà sottoposta la superficie?

Nel caso di chioschi pubblici, stazioni di ricarica per veicoli elettrici e apparecchiature sottoposte a pulizia più volte al giorno, una lente di protezione PCAP continua offre solitamente una superficie frontale più resistente. Il vetro resiste meglio all’abrasione rispetto alla pellicola esposta utilizzata nei touchscreen resistivi convenzionali ed è più facile da integrare in un pannello frontale a filo.

La lente di copertura deve comunque essere realizzata con il materiale corretto, il metodo di rinforzo adeguato, un supporto per i bordi e garantire la compatibilità chimica. Un vetro più spesso non garantisce automaticamente un indice IK più elevato; è necessario testare l’assemblaggio completo. Vedi il Guida alla progettazione del vetro di protezione per touch screen. Utensili affilati, operazioni ripetute su un’area ristretta e una pulizia troppo aggressiva possono ridurre la durata del film resistente superficiale.

4. L'ambiente elettrico è complesso?

Motori, inverter, alimentatori a commutazione, cavi lunghi e una messa a terra inadeguata possono causare disturbi al segnale PCAP. Un campione PCAP non ben fissato potrebbe funzionare perfettamente in laboratorio, ma diventare instabile una volta installato dietro lo schermo LCD e collegato all'alimentatore di produzione.

È ancora possibile utilizzare il PCAP, ma la messa a terra, la schermatura, il percorso dei cavi e la messa a punto del controller diventano parte integrante della progettazione del sistema touch. Se si verificano tocchi fantasma o salti di coordinate, seguire una procedura strutturata Controllo delle interferenze sul touch screen prima di aumentare la sensibilità.

Il touch resistivo analogico è generalmente meno sensibile a questo tipo di interferenze. Può rappresentare l'opzione meno rischiosa per un'interfaccia uomo-macchina (HMI) semplice a tocco singolo in una macchina legacy soggetta a disturbi elettrici.

5. Si tratta di un nuovo prodotto o di un ricambio?

Per un nuovo HMI con frontale in vetro, la tecnologia PCAP offre solitamente una maggiore libertà di progettazione. La lente di copertura può estendersi oltre lo schermo LCD, riportare bordi e loghi stampati e costituire parte integrante di un pannello frontale sigillato.

In caso di progetto di sostituzione, assicurarsi innanzitutto che la tecnologia sia la stessa di quella originale. Il passaggio da un pannello resistivo a uno PCAP potrebbe influire sull’interfaccia, sul driver, sulla cornice, sull’apertura, sulla calibrazione e sul software. Per un pannello resistivo esistente, verificare il profilo, l’area attiva, l’area di visualizzazione, la direzione di uscita del cavo, la piedinatura, il connettore e il controller.

6. Di cosa ha effettivamente bisogno l'interfaccia?

Il multi-touch è rilevante solo quando il software lo utilizza. La tecnologia PCAP è adatta allo scorrimento, allo zoom, alle azioni di trascinamento e ai gesti con due dita. Il touch resistivo rimane pratico per i pulsanti di grandi dimensioni, l'inserimento di numeri, l'uso dello stilo e le interfacce tradizionali a punto singolo.

Punto di partenza pratico per applicazione

Applicazione	Un punto di partenza pratico	Cosa occorre verificare
Caricatore per veicoli elettrici o colonnina pubblica all’aperto	PCAP	Comportamento in condizioni di umidità, vetro di copertura, leggibilità alla luce solare, tenuta e temperatura
Chiosco self-service	PCAP	Prodotti chimici per la pulizia, frequenza di utilizzo, tenuta frontale e resistenza agli atti vandalici
Nuova HMI industriale con un'interfaccia grafica moderna	PCAP	Tipo di guanto, messa a terra, compatibilità elettromagnetica (EMC) e gesti richiesti
CNC o comando della macchina con guanti spessi	Resistivo, oppure PCAP sintonizzato se è indispensabile una superficie frontale in vetro	Guanto effettivo, misura minima del bottone e condizioni elettriche
Strumento di prova o di misura che utilizza uno stilo in plastica	Resistivo	Punta dello stilo, precisione, calibrazione e usura della superficie
Sostituzione del touchscreen del modello precedente	Adattare innanzitutto la tecnologia originale	Dimensioni, FPC, configurazione dei pin, controller, driver e calibrazione
Interfaccia soggetta a un uso intensivo che richiede frequenti interventi di pulizia chimica	PCAP con lente di copertura compatibile	Resistenza chimica, sigillatura dei bordi e comportamento al tatto in condizioni di umidità
Apparecchiature soggette a disturbi elettrici dotate di un semplice comando a pulsante singolo	L'approccio resistivo rappresenta spesso il punto di partenza meno rischioso	Messa a terra, interfaccia con l'host e prestazioni EMC a livello di sistema

La scelta non dovrebbe mai basarsi esclusivamente sul nome dell'applicazione. Due interfacce uomo-macchina (HMI) di fabbrica possono richiedere tecnologie touch diverse, poiché una prevede l'uso del dito nudo dietro un pannello frontale in vetro sigillato, mentre l'altra prevede l'uso di guanti spessi e di uno stilo in plastica.

Errori comuni di selezione

• Partendo dal presupposto che il PCAP industriale funzioni con qualsiasi guanto. Non si può dare per scontato che una regolazione valida per un vetro da 2 mm lo sia anche per un vetro da 6 mm con un guanto diverso.
• Considerare il rigetto dell’acqua come impermeabilizzazione. Il firmware rileva la presenza di acqua; il design meccanico ne impedisce l'ingresso. Entrambi devono essere specificati.
• Si opta per la tecnologia resistiva solo perché l'ambiente è ostile. L'abrasione, l'uso in luoghi pubblici o la pulizia frequente possono rendere preferibile un design PCAP con frontale in vetro.
• Approvazione di un pannello tattile non fissato saldamente. Il display LCD, l'alimentatore, i cavi, l'involucro metallico, la messa a terra e la struttura di collegamento possono influire sulle prestazioni del touchscreen.
• Partendo dal presupposto che una determinata tecnologia sia sempre più economica. Il costo di un touchscreen dipende dalle dimensioni, dalla struttura del sensore, dal vetro di protezione, dal controller, dalla personalizzazione, dalla quantità ordinata e dall'attuale disponibilità dei materiali. È consigliabile confrontare i preventivi relativi all'assemblaggio completo destinato alla produzione, piuttosto che valutare il costo basandosi esclusivamente sulla tecnologia touch.

Cosa inviare al proprio fornitore di schermi touchscreen

Prima di richiedere un campione o un preventivo, si prega di fornire:

1. Modello LCD, diagonale e disegno tecnico.
2. Sono richiesti il contorno del pannello tattile, l'area attiva e l'area di visualizzazione.
3. Requisiti relativi all’input tramite dito, guanto o stilo.
4. Numero richiesto di punti di contatto e gesti.
5. Materiale della lente di copertura, spessore, stampa e trattamento superficiale.
6. Acqua, pulizia, polvere e condizioni relative alla temperatura di esercizio.
7. USB, I²C, seriale o altre interfacce touch.
8. Requisiti relativi al sistema operativo e ai driver.
9. Alimentazione elettrica, involucro metallico, lunghezza del cavo e sistema di messa a terra.
10. Quantità di prototipi, volume annuo e ciclo di vita previsto del prodotto.

Raccomandazione finale

Scegliete PCAP per un nuovo prodotto industriale che richiede un pannello frontale in vetro resistente, ottiche trasparenti e un'interfaccia moderna. Scegliete il touch resistivo quando la priorità è rappresentata dall'input di pressione universale, dalla compatibilità con guanti spessi non conduttivi o con stilo in plastica, oppure dalla semplice sostituzione di sistemi preesistenti.

Non approvare nessuna delle due opzioni per la produzione basandosi esclusivamente su una scheda tecnica. È necessario testare insieme il metodo di immissione dati, il vetro, lo schermo LCD, l’alimentatore, l’involucro e le condizioni ambientali.

Per un progetto OEM, inviate a Eagle Touch il disegno del display LCD, il metodo di immissione dati, l'ambiente, l'interfaccia e la quantità prevista. Possiamo esaminare il touch screen industriale personalizzato definire la struttura e proporre una configurazione pratica del prototipo prima della realizzazione degli stampi o della produzione in serie.

Domande frequenti

Il PCAP è più resistente rispetto al touch resistivo?

Il PCAP presenta solitamente una maggiore resistenza all'usura superficiale e ai graffi, poiché è protetto da una lente di copertura rigida. La pellicola esterna flessibile di uno schermo resistivo rimane invece una superficie soggetta a usura meccanica.

Il PCAP funziona con guanti industriali spessi?

A volte. Le prestazioni dipendono dal guanto, dal vetro, dal sensore, dal controller, dal firmware e dal rumore elettrico. Il touch resistivo è più prevedibile con un guanto spesso e non conduttivo.

Quale tecnologia è più adatta all'uso all'aperto?

Non esiste una risposta valida per tutti i casi. Il PCAP è adatto a un frontale in vetro sigillato, ma richiede un comportamento ben definito in caso di pioggia. Il display resistivo è meno soggetto a reagire alle gocce ferme, ma la pellicola e i bordi devono comunque essere protetti. Anche la luminosità, i raggi UV, la temperatura e il design dell’involucro sono fattori importanti.

Il touch resistivo richiede una calibrazione?

I touch screen resistivi analogici convenzionali richiedono solitamente una calibrazione iniziale delle coordinate. Il PCAP, invece, non necessita in genere di una calibrazione periodica da parte dell'utente, sebbene il suo controller e la mappatura delle coordinate debbano comunque essere compatibili con il sistema.

Il touch resistivo supporta il multi-touch?

I touchscreen resistivi convenzionali a 4 e 5 fili sono progettati principalmente per l'input a punto singolo. Esistono tecnologie resistive multi-touch specializzate, ma non rappresentano la scelta standard per la maggior parte dei progetti OEM industriali.