![[tb-dynamic provider='__current_post' post='current' source='post-title' force-string='first' ]](https://unisystem.com/wp-content/uploads/2023/05/blog-en-1024x576.webp)
Bei der Nutzung von Geräten im öffentlichen Raum interagieren wir zunehmend über Touchscreens mit ihnen. Wir bedienen auf diese Weise Geräte wie Geldautomaten, Fahrkartenautomaten, Parkuhren, Paketautomaten und Selbstbedienungskassen. Obwohl Touchscreens optisch ähnlich aussehen, handelt es sich dabei um technologisch unterschiedliche Lösungen, die sich durch unterschiedliche Funktionsweisen und Faktoren wie Empfindlichkeit und Präzision, Haltbarkeit oder Lichtdurchlässigkeit auszeichnen.
Spis treści
Touch-Technologien: Eine Alternative zu Schaltflächen
Zunächst einmal sollten wir die Bedeutung des Begriffs Touchpanel klären. Einfach ausgedrückt bedeutet er eine Kombination aus Display, Berührungssensor und Glas. Es umfasst auch andere wichtige Komponenten, wie z.B. einen Controller, der für die Verarbeitung und Übermittlung von Signalen bei Berührung des Bildschirms zuständig ist. All diese Elemente sind notwendig, um ein ordnungsgemäß funktionierendes Displaymodul mit Touch-Funktion zu erhalten.
Kapazitive Berührungssensoren (CTP)
Bei kapazitiven Touchscreens wird der Ort der Berührung durch die Erkennung von Veränderungen im elektrostatischen Feld bestimmt. Die kapazitiven Sensoren bestehen aus ITO-Elektroden (Indium-Zinn-Oxid), die in zwei Anordnungen platziert werden können – in den Ecken des Bildschirms (oberflächenkapazitive Variante) oder über die gesamte Bildschirmoberfläche verteilt (projizierte kapazitive Variante). Wenn wir den Bildschirm mit leitfähigen Objekten wie Fingern oder einem Stift berühren, bewirkt deren Leitfähigkeit eine Veränderung der elektrostatischen Kapazität zwischen den Elektroden, die als Berührungspunkt registriert wird.
Resistive Berührungssensoren (RTP)
Bei resistiven Touchscreens wird die Position durch die Erkennung von Widerstandsänderungen ermittelt. Resistive Sensoren bestehen aus zwei Folien – einer oberen (elastischen, die sich unter Druck biegt) und einer unteren (festen) Folie. Beide sind von innen mit Indiumzinnoxid beschichtet. Wenn der Bildschirm berührt wird, schließen sich die obere und die untere Folie kurz, so dass je nach Kontaktpunkt zwei Spannungsteiler entstehen. Die Spannungsmessung wird nun von einem ADC (Analog-Digital-Wandler) durchgeführt, der die spezifische Stelle auf dem Bildschirm definiert, die in den X- und Y-Koordinaten interpretiert wird.
Infrarot-Tastsensoren (IR)
Auf dem Markt sind auch andere Touchtechnologien erhältlich, wie Infrarot (IR). Diese Berührungssensoren bestehen aus LED-Dioden, die infrarotes Licht aussenden und an den Bildschirmrändern angeordnet sind, wodurch ein Gitter aus Infrarotstrahlen entsteht. Wenn der Bildschirm mit einem Finger oder einem Gegenstand berührt wird, werden die Lichtstrahlen unterbrochen und der Berührungspunkt definiert.
Es gibt keine allgemeingültige Lösung – jedes Touchpanel muss für eine bestimmte Anwendung ausgewählt werden. Dies ist eine Angelegenheit, die individuell betrachtet werden sollte, vor allem aufgrund der Bedingungen, unter denen das Gerät betrieben wird, wie z.B. der Einsatzort – ist es drinnen oder draußen, wie hoch ist die Nutzungsintensität, wie hoch ist das Risiko von Verschmutzung oder Überschwemmung, usw. Die folgende Tabelle vergleicht die kapazitive und die resistive Technologie und verweist auf Beispielfaktoren, die bei der Auswahl eines Touchsensors zu berücksichtigen sind.
| Parameter | Kapazitiver Sensor (CTP) | Resistiver Sensor (RTP) |
|---|---|---|
| Empfindlichkeit | höher | unter |
| Präzision | höher | unter |
| Reaktionszeit | schneller | Langsamer |
| Multi-Touch | ja | keine |
| Arbeiten mit Objekten | nein (nur mit speziellen Objekten, z.B. einem Stift) | ja |
| Arbeiten mit Handschuhen | ja, nach der Kalibrierung | ja, ohne Kalibrierung |
| Arbeiten mit Oberflächenverschmutzung | ja, nach der Kalibrierung | ja, ohne Kalibrierung |
| Haltbarkeit | unter | höher |
| Lesbarkeit in heller Umgebung | besser | schlechter |
| Preis | teuer | billiger |
Kalibrierung des Touchscreens
Bei der Kalibrierung des Touchpanels werden die Parameter des Anzeigemoduls angepasst, um zusätzliche Funktionen und Verbesserungen zu ermöglichen:
- Wasserabweisender Modus – gewährleistet den ordnungsgemäßen Betrieb des Touchpanels bei Wasser auf der Bildschirmoberfläche,
- Handflächenabweisungsmodus – gewährleistet die ordnungsgemäße Funktion des Touchscreens, wenn größere Gegenstände, z. B. die gesamte Handfläche, mit der Bildschirmoberfläche in Berührung kommen,
- Geräuscherkennung oder Frequenzsprungfunktionen – passen den Betrieb des Moduls in Echtzeit an die Umgebungsbedingungen an; diese Funktionen sind besonders bei häufigen Änderungen des Geräuschpegels und der Geräuschfrequenz zu empfehlen.
Die Touchpanel-Kalibrierung ermöglicht die Anpassung des Touchpanels für die Verwendung mit Handschuhen – wie Arbeits-, Latex-, Nitril- und Gummihandschuhen. Diese Lösung wird in Branchen wie der Fertigung und der Medizin empfohlen.
Anpassung des Deckglases
Geräte, die sich in öffentlichen Räumen befinden, sind anfällig für mechanische Beschädigungen – aufgrund von Materialermüdung durch intensive Nutzung, aber auch durch versehentliche oder absichtliche Stöße. Glas bedeckt jedes Touchscreen-Displaymodul, um die empfindlichen elektronischen Komponenten im Inneren zu schützen. Das Glas kann durch Anpassung seiner Dicke verändert werden – es kann bis zu 15 mm (!) dick sein, ohne die Betriebsbedingungen des Touchscreens zu beeinträchtigen. Normalerweise reicht eine Glasdicke von 5 mm aus, um einen angemessenen Schutz für das Displaymodul zu gewährleisten, mit einem mechanischen Widerstandsgrad von IK08 gemäß den Richtlinien der PN-EN 62262.
Es gibt auch andere Möglichkeiten der individuellen Gestaltung von Glas – es kann in verschiedene Formen geschnitten, gebohrt (um Löcher für mechanische Elemente wie Tasten, Schalter oder Knöpfe zu schaffen) und lackiert werden.
Beschichtungen
Bei Geräten, die für öffentliche Orte bestimmt sind, sollte man auf den Komfort und die Sicherheit der Benutzer achten. Dies kann durch die Verwendung von Beschichtungen erreicht werden. Eine der beliebtesten Lösungen sind Anti-Glare- (AG) und Anti-Reflexions- (AR) Beschichtungen, die beide Lichtreflexionen reduzieren. Dies sind heutzutage Standardlösungen, die von den Herstellern zunehmend auch bei Standard-Displaymodulen eingesetzt werden.
Beispiele für andere Beschichtungen, die bei Geräten im öffentlichen Raum gut funktionieren (und von Tausenden von Menschen genutzt werden), sind u.a:
- Anti-Fingerprint (AF), das das Anhaften von Verunreinigungen auf der Bildschirmoberfläche reduziert, einschließlich Fett (das ein Bestandteil von Fingerabdrücken ist),
- Anti-shatter (AS), das die Ausbreitung von Glassplittern im Falle einer Beschädigung des Displays verhindert,
- Antimikrobielle Mittel (AM), die das Wachstum von Mikroorganismen einschränken, die von den Benutzern auf die Oberfläche der Bildschirme übertragen werden. Ihre Wirksamkeit wird mit mindestens 99,9% bewertet.
Optisches Bonding
Optical Bonding ist eine Methode zur Verbindung von Displays mit Berührungssensoren und Schutzglas. Dabei werden einzelne Schichten mit transparenten Klebstoffen oder Folien verbunden, die in der Regel mit UV-Licht ausgehärtet werden. Auf diese Weise wird die Luft zwischen diesen Komponenten entfernt. Dies verbessert die Qualität des angezeigten Bildes, indem das Phänomen der Lichtbrechung beseitigt oder das Eindringen von Staub in das Display begrenzt wird.
Zusammenfassung
Ein Display mit einer Touchscreen-Funktion zu entwickeln, die den Wünschen der Endbenutzer entspricht, ist immer eine technologische Herausforderung. Unser im Laufe der Jahre erworbenes Fachwissen, das die Entwicklung von Touchscreen-Lösungen für Standard- und Nicht-Standard-Anwendungen umfasst, ermöglicht es uns – den Ingenieuren und Projektmanagern der Unisystem Solution Department -, auch die schwierigsten Herausforderungen bei der richtigen Anwendung von Touchscreen-Technologien zu meistern.
Jacek Marcinkowski,
Leiter der Lösungsabteilung