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Sommaire
L’interface utilisateur fait le lien entre les personnes et les machines, et détermine le degré de confort et d’intuitivité d’utilisation d’un appareil. L’écran tactile occupe une place de plus en plus centrale, alliant la présentation des informations aux fonctions de commande. Un fonctionnement fiable nécessite toutefois une prise en compte minutieuse des exigences de l’application, notamment le choix des technologies d’affichage et tactiles, les conditions environnementales et la résistance aux interférences. Que devez-vous prendre en compte lors de la conception d’une interface tactile ?
Les interfaces utilisateur traditionnelles reposent principalement sur des composants mécaniques tels que des boutons, des interrupteurs, des molettes et des claviers. Chacun d’entre eux remplit une fonction spécifique et nécessite un mouvement physique pour être actionné. Ces solutions sont relativement simples, offrent un retour tactile et s’avèrent particulièrement utiles lorsque les utilisateurs doivent agir sans regarder le panneau de commande.
Une alternative consiste en une interface électronique articulée autour d’un écran, souvent associée à une dalle tactile dans de nombreuses applications. Cela permet de déplacer les boutons et autres commandes directement sur l’écran, combinant ainsi la présentation des informations et le fonctionnement de l’appareil. L’un des principaux avantages des écrans tactiles réside dans leur polyvalence : un seul écran peut prendre en charge plusieurs fonctions, et la disposition de l’interface peut s’adapter en fonction de la tâche à accomplir. Vous pouvez également modifier son apparence et ses fonctionnalités sans avoir à repenser la conception de la face avant de l’appareil.
Là où d’autres voient de la place pour un bouton supplémentaire, nous y voyons souvent l’occasion d’intégrer un écran. Le choix final doit toutefois toujours tenir compte des exigences de l’appareil et des besoins de ses utilisateurs.
Choix de la technologie d’affichage pour l’interface utilisateur
Les écrans OLED monochromes peuvent constituer un bon choix pour les petits appareils destinés à afficher des informations de base et à donner accès à quelques fonctions. Pour les interfaces plus complexes nécessitant l’affichage d’un plus grand nombre de données, de graphiques ou de commandes, envisagez les écrans LCD TFT. Ces deux technologies peuvent être associées à des écrans tactiles et à des verres de protection afin de créer des modules complets adaptés aux exigences spécifiques de chaque application.
Le choix de la technologie d’affichage appropriée ne se limite pas à la quantité et au type d’informations présentées, ni à la complexité de l’interface. La manière dont l’appareil sera utilisé et les conditions dans lesquelles il fonctionnera revêtent une importance tout aussi grande. Parmi ces conditions figurent les niveaux de lumière ambiante, la plage de température, l’humidité, l’exposition à l’eau et aux contaminants, les vibrations et les interférences électromagnétiques. Tenez compte de tous ces facteurs lors du choix de l’écran et de la planification de son intégration dans l’appareil final.
Vous souhaitez en savoir plus sur le choix des écrans ? Consultez notre guide en trois parties rédigé par Unisystem, qui présente les principaux critères de sélection :
- 1re partie – Principes techniques de base et types d’écrans
- Partie 2 – Dimensions, formats et intégration aux appareils
- 3e partie – Fonctionnement, durabilité et fonctionnalités supplémentaires
Écrans tactiles
Il existe plusieurs technologies tactiles, notamment les technologies résistives, capacitives et infrarouges (IR). Chacune présente ses propres caractéristiques et applications, mais les écrans tactiles capacitifs projetés (PCAP) comptent actuellement parmi les solutions les plus répandues.
Les écrans tactiles PCAP détectent les variations de capacité électrique. Ils comportent un réseau d’électrodes transparentes entre lesquelles s’établit un champ électrique. Lorsque le doigt d’un utilisateur s’approche ou touche la surface de l’écran, il modifie ce champ électrique et provoque une variation locale de la capacité. Le contrôleur tactile détecte cette variation et utilise ces signaux pour déterminer l’emplacement du point de contact. Les écrans multitactiles peuvent détecter plusieurs points de contact simultanément.
Les écrans tactiles capacitifs offrent une grande précision tactile et permettent une utilisation fluide et pratique de l’appareil. Cependant, des facteurs externes peuvent affecter leurs performances et, dans certaines conditions, nuire à la précision de la détection tactile.
Écrans tactiles exposés à l’eau, aux huiles et aux graisses
L’un des défis liés aux écrans tactiles capacitifs consiste à garantir un fonctionnement fiable dans des environnements où la surface de l’écran est susceptible d’entrer en contact avec divers liquides. Citons par exemple les appareils utilisés en extérieur et exposés à la pluie et à la neige, les équipements de cuisine professionnels dont les surfaces peuvent être souillées par des huiles de cuisson, ainsi que les équipements industriels utilisés dans des environnements où des graisses sont présentes.
La présence de liquides à la surface de l’écran peut perturber la détection tactile. L’eau contenant des sels dissous et d’autres impuretés peut altérer le champ électrique, provoquant des saisies tactiles erronées (touches fantômes) ou rendant les touches réelles plus difficiles à détecter. Les huiles et les graisses se comportent de manière quelque peu différente, car elles présentent généralement une faible conductivité électrique. Elles peuvent toutefois laisser une couche de contamination à la surface de l’écran, ce qui rend son utilisation plus difficile. Leur effet dépend, entre autres facteurs, de la composition chimique de la substance.
Cela ne signifie pas pour autant que les écrans tactiles capacitifs ne soient pas adaptés à de telles conditions. Il est essentiel de choisir le contrôleur tactile approprié et d’ajuster ses paramètres en fonction de l’application. Les contrôleurs avancés peuvent utiliser des algorithmes qui réduisent les effets de l’eau sur les performances de la dalle, permettant ainsi son fonctionnement même lorsque la surface est mouillée. L’efficacité de ces solutions dépend des composants utilisés et de leur configuration ; il convient donc de les tester dans des conditions correspondant à l’environnement d’exploitation prévu de l’appareil.
Utilisation des écrans tactiles avec des gants
Un autre aspect essentiel à prendre en compte dans les applications industrielles est la possibilité d’utiliser un appareil sans retirer ses gants.
Contrairement à ce que l’on croit généralement, les écrans tactiles capacitifs ne nécessitent pas nécessairement un contact direct avec la peau nue. Un écran correctement choisi et configuré peut également détecter le toucher à travers des gants fins, tels que des gants en latex ou en nitrile. Toutefois, la détection du toucher dépend du matériau et de l’épaisseur des gants, qui influent sur l’intensité du signal détecté par le contrôleur.
L’utilisation de gants nécessite donc de choisir le panneau et le contrôleur adaptés, ainsi que de régler les paramètres de détection tactile. Tenez compte du type spécifique de gants utilisés dans l’application prévue.
Interférences électromagnétiques et performances des écrans tactiles
Les écrans tactiles capacitifs peuvent également être affectés par des interférences électromagnétiques (EMI) générées par des composants présents au sein de l’appareil ou par des équipements situés à proximité. Ces interférences peuvent entraîner des détections tactiles erronées, des coordonnées tactiles instables ou une absence de réponse aux actions de l’utilisateur.
Pour réduire ces problèmes, il est nécessaire de soigner la conception globale du dispositif. Parmi les facteurs clés, on peut citer le choix d’un contrôleur présentant une immunité au bruit suffisante, le blindage, le cheminement des connexions électriques, la mise à la terre et la conception de l’alimentation électrique du module. Il est également important de régler les paramètres du contrôleur et d’utiliser les mécanismes de filtrage du bruit disponibles. Toutefois, les modifications de configuration ne suffisent pas à elles seules à compenser une conception électrique et mécanique déficiente.
Par conséquent, intégrez des mesures visant à réduire les interférences électromagnétiques dès la conception de l’interface. Vérifiez leur efficacité en soumettant l’appareil complet à des essais de compatibilité électromagnétique (CEM).
Verre de protection – protège l’écran contre les dommages
Outre le bon fonctionnement de l’écran tactile, l’ensemble de l’interface doit être protégé contre les dommages mécaniques. Ceci est particulièrement important pour les appareils installés dans les lieux publics, tels que les bornes en libre-service, les distributeurs de billets, les bornes de paiement de stationnement, les consignes à colis, les écrans d’affichage numérique autonomes et les bornes d’information. Leurs écrans doivent résister à une utilisation intensive et aux contraintes mécaniques, notamment aux vibrations et aux chocs, ainsi qu’aux tentatives délibérées de les endommager.
Le verre de protection constitue un élément de protection essentiel. Vous pouvez adapter ses propriétés à l’application en choisissant le matériau, l’épaisseur et la méthode de renforcement appropriés. En fonction des exigences, vous pouvez opter pour du verre renforcé chimiquement ou trempé thermiquement. Toutefois, la durabilité de l’ensemble fini dépend non seulement des propriétés du verre, mais également de la manière dont il est monté, soutenu et assemblé aux autres composants de l’appareil. L’épaisseur du verre de protection influe également sur la détection tactile. Un verre plus épais peut affaiblir le signal détecté par le contrôleur. Par conséquent, son choix doit tenir compte des exigences mécaniques, des spécifications de l’écran tactile et des capacités du contrôleur.
Allier commandes tactiles et commandes mécaniques
Bien qu’une interface tactile puisse prendre en charge de nombreuses fonctions d’un panneau de commande traditionnel, il est conseillé, voire parfois nécessaire, de conserver des commandes mécaniques dans certaines applications. Cela vaut tout particulièrement pour les machines industrielles, où les opérateurs doivent être en mesure d’effectuer immédiatement des actions spécifiques, quelles que soient les informations affichées à ce moment-là. Les boutons d’arrêt d’urgence en sont un exemple, car ils doivent répondre à des exigences de sécurité spécifiques. Un bouton à l’écran ne peut donc pas remplacer un bouton d’arrêt d’urgence physique faisant partie intégrante d’un système de sécurité de la machine correctement conçu.
Associer un module d’affichage à des boutons mécaniques ne signifie pas pour autant renoncer à un design harmonieux de la face avant. Le verre de protection peut être personnalisé en fonction des exigences du projet, tant en termes de forme que de dimensions et de finition. Vous pouvez également y intégrer des graphismes imprimés et des découpes pour les boutons, les molettes et autres commandes. Cela permet de créer une interface intégrée alliant des éléments électroniques et mécaniques, dont le fonctionnement est adapté à l’appareil sans pour autant limiter la conception à une seule technologie.
Concevez votre interface utilisateur avec Unisystem
Le choix d’un écran n’est qu’un premier pas. La création d’une interface utilisateur fonctionnelle et fiable nécessite une coordination minutieuse entre l’écran tactile, la configuration du contrôleur, la conception de la vitre de protection et l’intégration de l’ensemble dans l’appareil.
Chez Unisystem, nous disposons d’une grande expérience dans la conception et la fourniture de solutions IHM complètes, adaptées aux exigences spécifiques de chaque application. Nous accompagnons nos clients à chaque étape de leurs projets, notamment lors du choix des composants, de l’élaboration du concept, du prototypage, des essais et de la préparation à la production en série.
Vous avez une idée d’interface utilisateur ? Contactez-nous: ensemble, nous pourrons développer une solution qui réponde aux besoins de votre appareil et de vos utilisateurs.
Jacek Marcinkowski
Directeur technique, Unisystem
