PCAP versus resistief touchscreen voor industriële apparatuur

Voor de meeste nieuwe industriële HMI’s met een verzegelde glazen voorkant is PCAP het praktische uitgangspunt. Het biedt een betere optische helderheid, een duurzaam oppervlak aan de voorkant en ondersteuning voor multi-touch-interfaces.

Resistieve aanraaktechnologie blijft de veiligere keuze wanneer de gebruiker dikke, niet-geleidende handschoenen, een plastic stylus of vrijwel elk ander stevig voorwerp moet gebruiken. Deze technologie is ook nuttig voor oudere apparatuur, waarbij het vervangen van de oorspronkelijke aanraaktechnologie onnodige integratierisico’s met zich mee zou brengen.

De keuze mag niet worden gebaseerd op welke technologie nieuwer is. Ze moet worden gebaseerd op de exploitant, de omgeving, de behuizing en het besturingssysteem.

PCAP versus resistief touchscreen: een korte vergelijking

Vereiste	Geprojecteerd capacitief (PCAP)	Weerstand biedende aanraking
Aanraakmethode	Een lichte aanraking met een vinger of een compatibele geleidende stylus	Fysieke druk door een vinger, handschoen, stylus of een hard voorwerp
Multi-touch	Wordt normaal gesproken ondersteund	Traditionele 4-draads- en 5-draadsontwerpen werken doorgaans met één druk op de knop
Dikke, niet-geleidende handschoenen	Dit is alleen mogelijk met een geschikte sensor, regelaar en afstelling	Meestal de meest voor de hand liggende keuze
Oppervlakte	Meestal een harde lens van glas of polymeer	Flexibele polyesterfolie op conventionele folie-/glasontwerpen
Krasbestendigheid	Over het algemeen hoger bij gebruik van een geschikte glazen afdekking	Lager, omdat de blootgestelde film kan worden bekrast
Optische helderheid	Over het algemeen beter, afhankelijk van de volledige stack	Minder lichtdoorlatendheid en meer waas door de flexibele lagen
Water aan de oppervlakte	Het gedrag moet worden gedefinieerd en afgestemd	Druppeltjes zorgen doorgaans niet voor druk, maar het afdichten van de randen is essentieel
Elektrische ruis	Hangt meer af van aarding, afscherming en de signaalreserve van de controller	Over het algemeen minder gevoelig voor elektrische ruis
Kalibratie	Normaal gesproken niet nodig bij normaal gebruik	Vereist doorgaans een eerste kalibratie en moet mogelijk opnieuw worden gekalibreerd
Aangepast ontwerp voor de voorkant	Bij uitstek geschikt voor bedrukt afdekglas, logo's, openingen en gevormde contouren	Meer beperkt door het actieve oppervlak, de staart en de aandrijfstructuur
Slijtagemechanisme	Geen flexibel detectieoppervlak om herhaaldelijk op te drukken	De film- en afstandhouderstructuur slijten na verloop van tijd door mechanische belasting
Integratie	Vereist controle op compatibiliteit van de controller en validatie van de eindmontage	Elektrisch gezien eenvoudiger, maar de druk op de rand en de kalibratie moeten worden gecontroleerd
Projectkosten	Hangt af van de structuur van de sensor, de afdeklens, de besturing, de afstemming, de aanpassingen en de hoeveelheid	Afhankelijk van de afmetingen, de 4-draads- of 5-draadsopbouw, de materialen, de maatwerkopties en de hoeveelheid

Dit zijn uitgangspunten, geen garanties. Test de productiehandschoen en verzegel het voltooide geheel, in plaats van af te gaan op een beschrijving van de onderdelen.

Hoe de twee technologieën aanraking detecteren

Geprojecteerde capacitieve touch

Een PCAP-sensor maakt gebruik van een patroon van transparante, geleidende elektroden die op glas of folie zijn aangebracht. De controller scant het elektrodenraster en registreert een verandering in de capaciteit wanneer een vinger of een ander geschikt geleidend voorwerp het oppervlak nadert.

PCAP reageert op lichte aanrakingen, ondersteunt multi-touch en werkt ook door een afdekglas heen. De prestaties zijn echter afhankelijk van de volledige opbouw. De dikte van het glas, handschoenen, water, LCD-ruis, stroom, kabels, aarding en metaal in de buurt kunnen allemaal de beschikbare signaalmarge beïnvloeden. Lees de Handleiding voor industriële PCAP-touchscreens voor meer informatie over de integratie.

Weerstand biedende aanraking

Een conventioneel resistief touchscreen bestaat uit twee transparante, geleidende oppervlakken die van elkaar worden gescheiden door afstandspuntjes. De bovenste polyesterlaag buigt onder druk en komt in contact met de onderste laag. De controller meet de daaruit voortvloeiende spanning en berekent de aanraakcoördinaten.

Omdat het reageert op druk, kan het worden bediend met een gehandschoende vinger, een plastic stylus of een ander stevig voorwerp. Vierdraads- en vijfdraadsuitvoeringen hebben verschillende eigenschappen wat betreft coördinaatmeting en slijtage. Als een resistief touchscreen al de meest waarschijnlijke keuze is, zie dan de Gids: 4-draads versus 5-draads resistieve touchscreens.

De factoren die bepalend zouden moeten zijn voor de keuze

1. Wat gaat de operator daadwerkelijk gebruiken?

“Gebruik van handschoenen” is geen volledige specificatie. Dunne nitrilhandschoenen, leren werkhandschoenen, gecoate snijbestendige handschoenen en geïsoleerde winterhandschoenen gedragen zich niet allemaal op dezelfde manier.

Industriële PCAP-sensoren zijn geschikt voor veel verschillende handschoenen, maar de sensor, de afdeklens en de firmware moeten voldoende signaalreserve bieden. Test de daadwerkelijke handschoen tijdens de eindassemblage; het simpelweg verhogen van de gevoeligheid kan leiden tot schommelende coördinaten of valse aanrakingen.

Kies voor resistief aanraakscherm wanneer bediening met een dikke, niet-geleidende handschoen of een gewone plastic stylus verplicht is en multi-touch niet nodig is. Kies voor PCAP wanneer een lichte, vertrouwde vingerbediening en ondersteuning voor gebaren belangrijker zijn.

Gebruik voor handschoenspecifieke tests de handschoen-compatibele touch screen gids.

2. Wat moet er gebeuren als het scherm nat is?

De watervereisten moeten het gedrag beschrijven, niet alleen de blootstelling. De apparatuur moet mogelijk:

• negeer losstaande druppeltjes;
• input van een natte vinger accepteren;
• werk met een natte handschoen; of
• Stop het aanraken tijdens hevige regen of het afspuiten.

Water verandert het capacitieve veld, waardoor voor elk type bediening andere PCAP-firmware nodig is. Resistieve aanraakschermen reageren normaal gesproken niet op een stilstaand druppeltje, omdat hiervoor druk nodig is, maar het binnendringen van vloeistof rond de rand van de sensor kan het geheel toch beschadigen.

Geen van beide technologieën zorgt op zichzelf voor een IP-classificatie van het voltooide apparaat. De beschermingsgraad wordt bepaald door de voorste pakking, de lijm, de rand, de openingen en de behuizing.

3. In hoeverre zal het worden blootgesteld aan slijtage en reiniging?

Voor openbare kiosken, EV-oplaadpunten en apparatuur die meerdere keren per dag wordt schoongemaakt, biedt een doorlopende PCAP-afdeklens doorgaans het betere voorvlak. Glas is beter bestand tegen slijtage dan de blootliggende folie die bij een conventioneel resistief touchscreen wordt gebruikt, en kan gemakkelijker in een vlak frontpaneel worden geïntegreerd.

Voor de afdeklens moeten nog steeds het juiste materiaal, de juiste verstevigingsmethode, randversterking en chemische compatibiliteit worden gekozen. Dikker glas leidt niet automatisch tot een hogere IK-classificatie; test de voltooide assemblage. Zie de Ontwerphandleiding voor touchscreen-beschermglas. Scherp gereedschap, herhaaldelijk gebruik op één klein gebied en agressief reinigen kunnen de levensduur van een weerstandslaag verkorten.

4. Is de elektrische omgeving uitdagend?

Motoren, omvormers, schakelende voedingen, lange kabels en slechte aarding kunnen een PCAP-signaal verstoren. Een losse PCAP-sensor kan op de testbank perfect werken, maar instabiel worden nadat hij achter het LCD-scherm is geïnstalleerd en op de productievoeding is aangesloten.

PCAP kan nog steeds worden gebruikt, maar aarding, afscherming, kabelgeleiding en het afstemmen van de controller maken deel uit van het ontwerp van het aanraakscherm. Als er spookaanrakingen of coördinaatsprongen optreden, volg dan een gestructureerde controle op storingen in het touchscreen voordat de gevoeligheid wordt verhoogd.

Analoge resistieve aanraakschermen zijn over het algemeen minder gevoelig voor dit soort storingen. Dit kan de veiligere keuze zijn voor een eenvoudige HMI met één aanraakpunt in een oudere machine met veel elektrische ruis.

5. Is dit een nieuw product of een vervangend product?

Voor een nieuwe HMI met glazen voorkant biedt PCAP doorgaans meer ontwerpvrijheid. De afdeklens kan buiten het LCD-scherm uitsteken, bedrukte randen en logo’s bevatten en deel uitmaken van een afgedicht voorpaneel.

Bij een vervangingsproject moet u eerst de technologie aanpassen aan die van het origineel. Een overstap van resistief naar PCAP kan gevolgen hebben voor de interface, de driver, de rand, de opening, de kalibratie en de software. Bij een bestaand resistief paneel moet u de omtrek, het actieve gebied, het weergavegebied, de aansluitrichting, de pinconfiguratie, de connector en de controller controleren.

6. Wat heeft de interface eigenlijk nodig?

Multi-touch is alleen van belang als de software er gebruik van maakt. PCAP is geschikt voor scrollen, zoomen, slepen en gebaren met twee vingers. Resistieve aanraakschermen blijven praktisch voor grote knoppen, het invoeren van cijfers, het gebruik van een stylus en verouderde interfaces met één aanraakpunt.

Praktisch uitgangspunt per toepassing

Toepassing	Praktisch uitgangspunt	Wat moet worden gecontroleerd
EV-laadpunt of openbare laadpaal voor buiten	PCAP	Gedrag bij vocht, afdekglas, leesbaarheid in zonlicht, afdichting en temperatuur
Zelfbedieningskiosk	PCAP	Reinigingsmiddelen, aanraakfrequentie, afdichting aan de voorkant en vandalismebestendigheid
Nieuwe industriële HMI met een moderne grafische interface	PCAP	Type handschoen, aarding, EMC en vereiste handgebaren
CNC- of machinebesturing met dikke handschoenen aan	Resistief, of afgestemd PCAP als een glazen frontpaneel onmisbaar is	De handschoen zelf, de kleinste knoopmaat en de elektrische omgeving
Test- of meetinstrument met een kunststof naald	Weerstand	Penpunt, nauwkeurigheid, kalibratie en slijtage van het oppervlak
Vervanging van het oude touchscreen	Pas eerst de originele technologie toe	Afmetingen, FPC, pinconfiguratie, controller, driver en kalibratie
Een intensief gebruikte interface die regelmatig chemisch moet worden gereinigd	PCAP met een compatibele afdeklens	Chemische bestendigheid, randafdichting en gedrag bij contact met vocht
Apparatuur met veel elektrische ruis en een eenvoudige bediening met één druk op de knop	Resistief is vaak het startpunt met het laagste risico	Aarding, hostinterface en EMC-prestaties op systeemniveau

De naam van de toepassing mag nooit de doorslag geven. Twee fabrieks-HMI’s kunnen verschillende aanraaktechnologieën vereisen, omdat bij de ene een blote vinger achter een verzegeld glazen front wordt gebruikt, terwijl bij de andere dikke handschoenen en een plastic stylus worden gebruikt.

Veelvoorkomende selectiefouten

• Ervan uitgaande dat industriële PCAP met elke handschoen werkt. Er kan niet zomaar worden aangenomen dat een instelling die door 2 mm dik glas werkt, ook door 6 mm dik glas werkt met een andere handschoen.
• Waterafstoting beschouwen als waterdichtheid. De firmware detecteert water; het mechanische ontwerp voorkomt dat er water binnendringt. Beide moeten worden gespecificeerd.
• Er wordt alleen voor resistief gekozen omdat de omgeving zwaar is. Slijtage, openbaar gebruik of veelvuldig schoonmaken kunnen een PCAP-ontwerp met glazen voorkant tot een betere keuze maken.
• Goedkeuring van een loszittend aanraakscherm. Het LCD-scherm, de voeding, de kabels, de metalen behuizing, de aarding en de verbindingsconstructie kunnen de aanraakprestaties beïnvloeden.
• Ervan uitgaan dat één bepaalde technologie altijd goedkoper is. De kosten van een touchscreen zijn afhankelijk van de afmetingen, de sensorstructuur, het afdekglas, de controller, eventuele aanpassingen op maat, de bestelhoeveelheid en de huidige beschikbaarheid van materialen. Vergelijk offertes voor de complete, productieklaar gemonteerde eenheid in plaats van de kosten alleen op basis van de aanraaktechnologie te beoordelen.

Wat moet je naar je leverancier van touchscreens sturen?

Voordat u een monster of offerte aanvraagt, dient u het volgende te verstrekken:

1. LCD-model, diagonaal en technische tekening.
2. De omtrek, het actieve gebied en het weergavegebied van het aanraakscherm moeten worden opgegeven.
3. Vereisten voor invoer met vingers, handschoenen of een stylus.
4. Vereist aantal aanraakpunten en gebaren.
5. Materiaal, dikte, bedrukking en oppervlaktebehandeling van de afdeklens.
6. Omstandigheden met betrekking tot water, reiniging, stof en bedrijfstemperatuur.
7. USB, I²C, seriële of andere aanraakinterface.
8. Vereisten voor het besturingssysteem en de stuurprogramma’s.
9. Voeding, metalen behuizing, kabellengte en aardingsvoorziening.
10. Aantal prototypes, jaarlijks volume en verwachte levenscyclus van het product.

Definitief advies

Kies voor PCAP als u een nieuw industrieel product ontwikkelt dat een duurzame glazen voorkant, heldere optiek en een moderne interface vereist. Kies voor resistieve aanraaktechnologie wanneer universele drukinvoer, het gebruik van dikke, niet-geleidende handschoenen, compatibiliteit met plastic stylussen of een eenvoudige vervanging van oudere systemen de prioriteit heeft.

Neem geen van beide opties voor productie over op basis van alleen een specificatieblad. Test de exacte invoermethode, het glas, het LCD-scherm, de voeding, de behuizing en de omgevingsomstandigheden in combinatie met elkaar.

Voor een OEM-project dient u Eagle Touch de LCD-tekening, de invoermethode, de omgeving, de interface en de verwachte hoeveelheid door te geven. Wij kunnen de op maat gemaakt industrieel touchscreen de structuur vaststellen en een praktische prototype-configuratie aanbevelen voordat er met de matrijzenbouw of de serieproductie wordt begonnen.

Veelgestelde vragen

Is PCAP duurzamer dan resistief aanraakscherm?

PCAP biedt doorgaans een betere weerstand tegen slijtage en krassen, omdat het zich achter een stevige afdeklens bevindt. De flexibele buitenlaag van een resistief scherm blijft daarentegen een oppervlak dat onderhevig is aan mechanische slijtage.

Werkt PCAP ook met dikke industriële handschoenen?

Soms. De prestaties zijn afhankelijk van de handschoen, het glas, de sensor, de controller, de firmware en elektrische ruis. Resistieve aanraakschermen werken beter met een dikke, niet-geleidende handschoen.

Welke technologie is beter voor gebruik buitenshuis?

Er is geen algemeen geldend antwoord. PCAP is geschikt voor een afgesloten glazen voorkant, maar vereist een duidelijk gedefinieerd gedrag bij regen. Resistief reageert minder snel op stilstaande druppels, maar de film en randen moeten nog steeds worden beschermd. Ook helderheid, UV-straling, temperatuur en het ontwerp van de behuizing spelen een rol.

Moet een resistief touchscreen worden gekalibreerd?

Bij conventionele analoge resistieve aanraakschermen is doorgaans een initiële coördinatenkalibratie vereist. Bij PCAP is doorgaans geen routinematige kalibratie door de gebruiker nodig, hoewel de controller en de coördinatentoewijzing nog steeds op het systeem moeten zijn afgestemd.

Ondersteunt resistieve touch multi-touch?

Conventionele resistieve touchscreens met 4 of 5 draden zijn voornamelijk ontworpen voor invoer via één aanraakpunt. Er bestaan weliswaar gespecialiseerde resistieve multi-touch-technologieën, maar deze vormen niet de standaardkeuze voor de meeste industriële OEM-projecten.