Is het touchscreen van je industriële apparaat onnauwkeurig? Hoe je touch-offset en -drift kunt verhelpen

Wanneer een gebruiker één knop aanraakt, maar de HMI een andere activeert, hoeft het touchscreen niet per se defect te zijn. De fout kan te wijten zijn aan de toewijzing van de weergave, de schermrotatie, kalibratiegegevens, mechanische druk of de manier waarop de hosttoepassing de aanraakcoördinaten omzet.

De eerste stap is niet het opnieuw kalibreren, maar het vaststellen van het foutpatroon.

Een constante afwijking duidt meestal op een afwijking in de instellingen of kalibratie. Willekeurige bewegingen wijzen op iets anders — meestal de stroomtoevoer, de aarding, elektrische ruis of een onstabiel aanraaksignaal.

Deze handleiding gaat over industriële touchscreens die wel reageren, maar de verkeerde positie aangeven. Als het LCD-beeld normaal is en er helemaal geen reactie op aanraking is, gebruik dan onze Checklist voor industriële touchscreens die niet reageren. Als de cursor springt, vanzelf klikt of verandert wanneer apparatuur in de buurt wordt ingeschakeld, volg dan de storingsproef voor aanraakschermen.

Snelle diagnose: hoe ziet de foutmelding eruit?

Voer een touchscreen-test op volledig scherm uit voordat je instellingen wijzigt. Teken langzaam horizontale en verticale lijnen over het scherm en tik vervolgens op het midden en de vier hoeken. Test met dezelfde vinger, handschoen of stylus die je ook in de daadwerkelijke toepassing gebruikt.

Wat je ziet	Meest waarschijnlijke richting
Het gerapporteerde punt wordt overal over dezelfde afstand en in dezelfde richting verschoven	Weergaveafstemming of kalibratie-offset
Links wordt rechts, boven wordt onder, of de assen worden omgewisseld	Fout in rotatie, asomkering of coördinatentransformatie
Het midden is nauwkeurig, maar de afwijking neemt naar de randen toe toe	Onvolledige kalibratie, onjuiste schaalverdeling of lineariteit van het resistieve aanraakscherm
Er is slechts één vast gebied dat onnauwkeurig is	Lokale druk, schade aan de sensor, een defect aan de elektrode of vervuiling in de assemblage
De lijn is onregelmatig of springt, terwijl de vinger soepel beweegt	Stroomruis, aarding, EMI, kabelkoppeling of afstemming van de regelaar
De aanraakfunctie werkt op de testbank, maar verandert na montage	Druk op de rand, contact met de behuizing, aarding of integratie in het eindsysteem
De aanraking is eerder zwak dan verplaatst	Een kwestie van gevoeligheid, geen kalibratie van de coördinaten

Dit onderscheid is belangrijk. Door herkalibratie kan een coördinatentransformatie worden gecorrigeerd; een beschadigde sensor kan hiermee echter niet worden gerepareerd en elektrische ruis kan hiermee niet worden verwijderd.

Wat 'aanraaknauwkeurigheid' eigenlijk inhoudt

Een aanraakcontroller geeft een X-Y-coördinaat door. Het besturingssysteem of de embedded toepassing koppelt die coördinaat vervolgens aan een positie op het weergegeven beeld. Voor een nauwkeurige werking moeten deze twee coördinatensystemen met elkaar overeenkomen.

Een verschuiving kan dus op drie niveaus ontstaan:

1. Aanraaklaag: de sensor of de regelaar geeft een onjuiste of vervormde coördinaat door.
2. Systeemlaag: de host koppelt het aanraakapparaat aan het verkeerde scherm, de verkeerde resolutie of de verkeerde oriëntatie.
3. Toepassingslaag: de HMI-software past een verkeerde schaal, rotatie of coördinatentransformatie toe.

Als de aanwijzer in het besturingssysteem correct werkt, maar alleen binnen één HMI-toepassing niet goed functioneert, is het onwaarschijnlijk dat de aanraakhardware de eerste verdachte is. Test de hardware buiten de toepassing om voordat u onderdelen vervangt.

PCAP- en resistieve touchscreens gedragen zich verschillend

Geprojecteerde capacitieve aanraakschermen

Een correct geïntegreerd PCAP-aanraakscherm wordt doorgaans in de fabriek geconfigureerd en hoeft niet regelmatig door de gebruiker te worden gekalibreerd. In Windows-systemen functioneren veel USB-PCAP-controllers als standaard HID-aanraakapparaten.

Wanneer een PCAP-scherm een vaste offset weergeeft, controleer dan eerst:

• Of het aanraakapparaat aan de juiste monitor is toegewezen
• Of het scherm is gedraaid nadat de aanraakconfiguratie was aangemaakt
• Of de firmware van de controller overeenkomt met de afmetingen en de oriëntatie van de sensor
• Of een op maat gemaakte toepassing haar eigen coördinatenomzetting toepast
• Of het probleem pas is opgetreden nadat het apparaat in de behuizing was geïnstalleerd

Ga er niet zomaar vanuit dat elk nauwkeurigheidsprobleem met een PCAP kan worden opgelost met het kalibratieprogramma van Windows. Voor sommige PCAP-controllers is het beter om de fabrieksinstellingen te gebruiken of het hulpprogramma van de fabrikant van de controller.

Weerstand biedende aanraakschermen

Resistieve touchscreens zijn sterker afhankelijk van een kalibratiematrix die de ruwe waarden van de controller omzet in coördinaten op het scherm. Herkalibratie kan nodig zijn nadat de controller, de computer, het besturingssysteem of de stand van het scherm is gewijzigd.

Bij vierdraads resistieve schermen kan er ook een toenemende randafwijking optreden naarmate de flexibele geleidende laag slijt. Vijfdraads resistieve ontwerpen behouden over het algemeen de coördinatestabiliteit beter, omdat de positiebepaling voornamelijk op het glazen substraat is gebaseerd, maar ook hiervoor zijn de juiste controller en kalibratiegegevens vereist.

Problemen oplossen in de juiste volgorde

1. Controleer of de aanraakfunctie aan het juiste scherm is toegewezen

Dit is de eerste controle voor een computer met twee of meer beeldschermen. Een touchscreen kan het juiste beeld weergeven, terwijl de aanraakinvoer ervan aan een ander scherm is toegewezen.

Gebruik de functie voor schermtoewijzing van het besturingssysteem of het hulpprogramma van de fabrikant van de controller om elk aanraakapparaat aan de daarvoor bestemde monitor toe te wijzen. Het tijdelijk loskoppelen van de andere monitor is ook een nuttige vergelijkingstest.

Als het probleem zich over het gehele scherm in dezelfde mate voordoet, doe dan het volgende voordat je de behuizing opent.

2. Controleer de resolutie, de oriëntatie en de schaal van de toepassing

Controleer het volgende:

• Het besturingssysteem detecteert de beoogde schermresolutie
• De liggende of staande stand komt overeen met de fysieke opstelling
• De oriëntatie van het touchscreen veranderde samen met het weergegeven beeld
• Geen enkel hulpprogramma voor het draaien van afbeeldingen overschrijft de instelling van het besturingssysteem
• De HMI-toepassing maakt gebruik van de huidige schermafmetingen

Normale DPI-schaalverdeling door het besturingssysteem zou in een correct geïmplementeerde HID-aanraaktoepassing geen fysieke verschuiving mogen veroorzaken. Oudere of op maat gemaakte HMI-software kan de aanraakposities echter onjuist berekenen na wijzigingen in de resolutie of schaalverdeling. Als de fout slechts in één programma optreedt, vergelijk dit dan met een eenvoudige tekening of een aanraaktesttoepassing.

3. Reset of kalibreer opnieuw volgens de juiste methode

Sla, voordat u de controller opnieuw kalibreert, de huidige instellingen van de controller op, indien de software dit toestaat. Gebruik vervolgens de methode die voor die aanraaktechnologie en controller is aangegeven.

Tijdens de kalibratie:

• Zorg ervoor dat de monitor in de definitieve gebruiksstand blijft staan
• Gebruik de beoogde invoermethode
• Raak het midden van elk doel nauwkeurig aan
• Leg geen andere hand of geleidend voorwerp op het scherm
• Sla de kalibratiegegevens op en start de toepassing indien nodig opnieuw op
• Controleer het midden, de randen en de hoeken nogmaals

Als dezelfde afwijking direct na een geslaagde kalibratie opnieuw optreedt, moet u de procedure niet blijven herhalen. De oorzaak ligt waarschijnlijk bij de mapping, de configuratie, de mechanische montage of de hardware, en niet bij ontbrekende kalibratiegegevens.

4. Vergelijk het scherm vóór en na de installatie

Een ongelijkmatige druk op de rand, een beklemde FPC, lijmresten of metalen contactpunten in de buurt van het actieve gebied kunnen het aanraakgedrag verstoren. Test hetzelfde apparaat onder twee omstandigheden:

1. Op de bank, buiten de omheining
2. Volledig geïnstalleerd met de productierand, kabels, voeding en aarding

Als er pas na de montage een lokale, vaststaand gebleven fout optreedt, maak de bevestigingskracht dan gelijkmatig los en controleer de omtrek, het FPC-traject en de achterste structuur. Probeer het probleem niet op te lossen door de gevoeligheid van de controller herhaaldelijk aan te passen; verhelp eerst de mechanische oorzaak.

5. Controleer of de configuratie van de regelaar overeenkomt met die van de sensor

Een controller kan normaal communiceren via USB of I²C, terwijl hij parameters gebruikt die bedoeld zijn voor een andere sensorgrootte, kanaalindeling, stapeling van afdekglas of oriëntatie.

Dit is met name van belang na:

• De aanraakcontroller vervangen
• Van sensorleverancier of -versie veranderen
• Het draaien van het aanraakscherm bij een mechanisch herontwerp
• Overstappen van luchtbinding naar een andere stapel
• Firmware bijwerken
• De aanraak kabel verlengen of vervangen

Controleer of het onderdeelnummer van de sensor, het model van de controller, de firmwareversie en het configuratiebestand bij elkaar passen.

6. Onderzoek alleen of er sprake is van interferentie wanneer de coördinaten onstabiel zijn

Elektrische ruis veroorzaakt doorgaans jitter, onderbroken lijnen, willekeurige coördinaten, valse aanrakingen of een probleem dat verband houdt met een motor, omvormer, relais, oplader of voeding. Het leidt meestal niet tot één perfect herhaalbare verschuiving over het gehele scherm.

Als het signaal onstabiel is, vergelijk dan met een onafhankelijke voeding waarvan bekend is dat deze goed werkt, een korte kabel die rechtstreeks contact maakt en een schone werkbankopstelling. Verander telkens slechts één factor tegelijk. De volledige isolatieprocedure wordt behandeld in onze Handleiding voor storingen bij het touchscreen.

7. Ga na of de storing in het scherm of in de machine zit

Voer waar mogelijk een A/B-vergelijking uit:

• Test de verdachte aanraakmodule op een host waarvan bekend is dat deze goed werkt
• Test een touch-module waarvan bekend is dat deze goed werkt in de originele machine
• Zorg ervoor dat de toestand van de kabel, de stroomvoorziening en de software onder controle blijft

Als de storing zich voordoet na aansluiting van het One-Touch-systeem, controleer dan de sensor, de besturing, de kabel en de configuratie ervan. Als de storing bij de machine blijft bestaan, controleer dan de koppeling met de host, de software, de stroomvoorziening, de aarding en de mechanische installatie.

Wanneer kalibratie het probleem niet oplost

Het is onwaarschijnlijk dat kalibratie het probleem oplost wanneer:

• Er is een scheur, delaminatie of een plaatselijke defect aan de elektrode zichtbaar
• Eén deel blijft vervormd nadat de montagedruk is weggenomen
• Ruwe coördinaten zijn zelfs bij een schone labvoeding onstabiel
• De controller gebruikt de verkeerde sensorconfiguratie
• Het aanraakpunt is correct in het besturingssysteem, maar alleen onjuist in de HMI-software
• De fout verandert telkens wanneer een elektrische belasting in de buurt wordt in- of uitgeschakeld
• Een resistief scherm vertoont ernstige niet-lineariteit aan de randen of slijtage aan het oppervlak

In dat stadium kan vervanging of aanpassing op leveranciersniveau wellicht effectiever zijn dan een nieuwe kalibratiepoging.

Hoe OEM’s touch-offset vóór de productie kunnen voorkomen

De nauwkeurigheid moet op de volledige uitrusting worden gecontroleerd, niet alleen op een losstaand exemplaar.

Vóór de massaproductie:

• Controleer het midden, de randen en de hoeken in de uiteindelijke behuizing
• Test zowel de liggende als de staande modus als het product rotatie ondersteunt
• Controleer elk ondersteund besturingssysteem en elke beeldschermconfiguratie
• Zet de goedgekeurde touch-controller, firmware en configuratierevisie vast
• Controleer of de druk op de productierand en de lijmlaag gelijkmatig is
• Neem een lijnentest op volledig scherm op als referentie voor de oplevering
• Herhaal de test na validatie van temperatuur, trillingen of transport, indien van toepassing

Optisch verlijmen kan de leesbaarheid van het scherm en de mechanische integratie weliswaar verbeteren, maar vormt geen vervanging voor een correcte coördinatenafstemming, configuratie van de controller of kalibratie.

Wat moet je naar je leverancier van touchscreens sturen?

Een duidelijk testverslag versnelt de diagnose aanzienlijk. Geef:

• Een video waarin zowel de vinger als het vermeende aanraakpunt tegelijkertijd te zien zijn
• Een tekentest op volledig scherm waarbij het midden, de randen en de hoeken worden getest
• Aanraaktechnologie: PCAP, vierdraads resistief of vijfdraads resistief
• Artikelnummers van aanraaksensoren en besturingsmodules
• Firmware van de controller en versie van het stuurprogramma
• Besturingssysteem en host-hardware
• Schermresolutie en -oriëntatie
• Configuratie met één of meerdere beeldschermen
• Of de fout nu vast, lokaal of willekeurig is
• Resultaten van de laboratoriumtests en de tests in de definitieve behuizing

Eagle Touch kan de sensor, de controller, de firmware, de kabel, de host-toewijzing en de mechanische installatie als één geheel beoordelen. Voor een OEM-project verzoeken wij u ons de testvideo en de configuratiegegevens toe te sturen voordat u meerdere onderdelen vervangt. Een gecontroleerde vergelijking brengt de oorzaak doorgaans sneller aan het licht dan herhaaldelijk vervangen.

FAQ

Moet een PCAP-touchscreen regelmatig worden gekalibreerd?

Normaal gesproken niet. Een correct geconfigureerd PCAP-systeem zou zijn coördinatenafbeelding moeten behouden zonder dat er regelmatig gekalibreerd hoeft te worden. Herkalibratie of een nieuwe afbeelding kan nodig zijn na het vervangen van de host, het wijzigen van de schermindeling of -oriëntatie, of het aanpassen van de firmware of de configuratie van de controller.

Waarom klopt het midden wel, maar de randen niet?

Een toenemende afwijking naar de randen toe kan wijzen op een onvolledige kalibratie, een onjuiste transformatie, niet-lineariteit van het resistieve scherm of mechanische spanning in de buurt van de rand. Voer de test uit vóór en na het losmaken van de assemblage om kalibratie en druk van elkaar te scheiden.

Kan EMI ervoor zorgen dat een contactpunt op de verkeerde plek verschijnt?

Ja, maar EMI leidt doorgaans tot onstabiele of wisselende coördinaten in plaats van één vaste afwijking. Willekeurige bewegingen moeten worden onderzocht als een storingsprobleem; een herhaalbare afwijking moet in eerste instantie worden gecontroleerd op een probleem met de kartering of kalibratie.

Waarom is de aanraakpositie veranderd nadat het scherm is gedraaid?

Het weergegeven beeld en het coördinatensysteem voor aanraakbediening zijn mogelijk niet samen gedraaid. Controleer de oriëntatie van het besturingssysteem, de aanraaktoewijzing en eventuele transformaties op applicatieniveau.

Zal optische verlijming de afwijking bij het aanraken verhelpen?

Nee. Optische binding corrigeert geen onjuiste kalibratiematrix, schermtoewijzing of coördinatentransformatie. Stel de oorzaak van deze problemen rechtstreeks vast.