Paneles táctiles capacitivos: ¿cómo funcionan?

Hay varias tecnologías disponibles en el mercado para la fabricación de pantallas táctiles. Los dispositivos táctiles se encuentran a menudo en espacios públicos, y sus usuarios pueden entrar en contacto diario con soluciones potencialmente muy parecidas. Sin embargo, los módulos utilizados, por ejemplo, en los sistemas de navegación de los automóviles diferirán notablemente de los instalados en los cajeros automáticos en cuanto a su modo de funcionamiento, tolerancia a fallos, transmisión de luz y vida útil. La tecnología táctil más popular hoy en día es la utilizada en las soluciones capacitivas, también conocidas como CTP. Se utiliza en teléfonos inteligentes y pantallas avanzadas, entre otras aplicaciones.

Conceptos básicos y desglose

Para ofrecer una visión transversal de la tecnología táctil CTP, es necesario empezar por comprender los fundamentos de su funcionamiento. El funcionamiento de las pantallas capacitivas se basa en la detección de perturbaciones en el campo electrostático perturbado por el contacto con objetos conductores, como los dedos o un lápiz óptico. Utilizando la conductividad del cuerpo humano o de un objeto específico al tocar la pantalla, podemos provocar un cambio en la capacitancia electrostática entre los electrodos mediante el acoplamiento capacitivo. El controlador del panel detecta el cambio de campo electrostático y su ubicación.

Sin embargo, estas pantallas se dividen a su vez en dos subcategorías: superficie-positiva y capacitiva-proyectiva.

Soluciones de superficie …

La primera variedad de dispositivos táctiles CTP es el tipo de retroalimentación superficial. Una de las caras de la pantalla está cubierta con una capa conductora incolora (por ejemplo, óxido de indio y estaño – ITO). Los electrodos generadores de tensión sólo están presentes en las cuatro esquinas de la pantalla, pero gracias a la mencionada capa conductora común, se puede crear un potencial eléctrico homogéneo en toda la superficie de la pantalla. El efecto de tocar su otro lado es introducir una perturbación al cambiar la capacitancia eléctrica del sistema. La posición del punto de contacto puede determinarse midiendo los cambios de tensión en las cuatro esquinas del módulo de forma independiente.

Las pantallas montadas en superficie son bastante baratas y sencillas de construir, por lo que suelen utilizarse en dispositivos más grandes y menos complejos. En este caso, una solución con varios electrodos repartidos por toda la superficie de la pantalla resultaría poco práctica y cara. Por lo tanto, este tipo de módulo es menos preciso y también puede tener dificultades con la multitáctil.

…y proyección (P-CAP)

Las pantallas capacitivas proyectivas se utilizan sobre todo en teléfonos inteligentes y tabletas. A diferencia de sus homólogas de superficie, utilizan varios electrodos. Bajo la capa de vidrio protectora del módulo hay una capa conductora formada por pequeños hilos eléctricos distribuidos por su superficie. Al tocar el cristal con un dedo o un lápiz óptico se produce un cambio en la capacitancia electrostática de los electrodos en cuestión; el dispositivo detecta así dónde se ha producido exactamente el punto de contacto analizando el cambio en el campo eléctrico justo en la superficie de la pantalla.

Con esta solución, es posible instalar el panel detrás de un cristal de protección templado grueso, incluso de varios milímetros. Se puede mantener un alto grado de precisión de la imagen, y la pantalla también será capaz de detectar el tacto en varios lugares simultáneamente. Sin embargo, es una solución bastante cara para los paneles más grandes. También existe el riesgo de que se produzcan errores debido a la formación de alta resistencia, razón por la cual las pantallas de proyección capacitiva se utilizan sobre todo en dispositivos más pequeños y avanzados.

Ventajas e inconvenientes de las pantallas táctiles CTP

Los dispositivos táctiles resistivos estándar funcionan bien para aplicaciones pequeñas y sencillas que requieren la detección de un único punto táctil cada vez. Las soluciones capacitivas, por su parte, permiten una detección táctil multipunto, una alta sensibilidad y un reconocimiento preciso de la posición del contacto, así como una gran resistencia a los daños y una buena visibilidad de la pantalla incluso en condiciones de mucha luz.

Las desventajas de la tecnología táctil CTP pueden ser su precio más elevado en comparación con sus homólogas resistivas y la necesidad de operar sólo con herramientas específicas o con los dedos desnudos (posiblemente utilizando guantes para pantallas táctiles capacitivas). La manipulación de este tipo de módulos también resulta algo problemática cuando entran en contacto directo con el agua y la suciedad.

Ejemplos de aplicaciones – no sólo smartphones

La primera pantalla táctil CTP se inventó 10 años antes que una pantalla con sistema resistivo. Sin embargo, las soluciones capacitivas no se popularizaron hasta 2007, cuando Apple las utilizó en el primer modelo de iPhone. Desde entonces, esta tecnología se ha convertido en un estándar no sólo en las aplicaciones móviles.

Las pantallas capacitivas funcionarán bien en aplicaciones en las que los dispositivos finales estarán expuestos a un uso intensivo: son soluciones muy resistentes a los daños mecánicos y a las interferencias electromagnéticas. También es posible proteger aún más la pantalla aplicando distintos tipos de revestimientos. Quioscos de información de acceso público, paneles de operador HMI, interfaces industriales complejas… son sólo algunos ejemplos del uso de este tipo de pantallas.

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