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Pantallas táctiles

Jueves, 07 de Octubre de 2010 09:43 gm2
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Cada vez es más necesaria una buena comunicación Hombre-Máquina (HMI), y una de las formas de mejorar dicha interacción es mediante sensores táctiles. La iconografía es un método muy utilizado por los fabricantes de software, ya que permite una excelente comprensión por parte de cualquier usuario sin necesidad de tener conocimientos informáticos.

Los sensores táctiles sustituyen los teclados en la mayoría de aplicaciones ya que funciona como un ratón y además permiten diseñar un teclado virtual en pantalla. Todos los sensores táctiles, también conocidos como “touch screen” funcionan basados en el mismo principio: medir coordenadas mediante alteración de flujo.

Pantallastactiles1Ventajas:
Funcionamiento estable con una respuesta rápida.
Asequibles por el tipo de construcción.
El polvo o agua no afectan su funcionamiento.
Tratamiento antirreflejos.

Inconvenientes:
Suelen provocar una perdida de brillo de un 25%.
Frágiles al contacto con objetos afilados o ambientes agresivos.
Con el tiempo es necesario recalibrar.

 

Resistivo 4 hilos

Un sensor táctil resistivo está formado por varias capas o membranas separadas entre sí. Éstas pueden ser flexibles, rígidas o una combinación de ambas. Las más usadas son de un material conductor. La activación se puede producir con cualquier tipo de objeto (un dedo, con o sin guantes, un puntero, etc.). El principio de funcionamiento se basa en la medición de voltaje en el punto de contacto,  aplicando un voltaje en una de las capas (se genera un gradiente de tensión en toda la superficie), realizando una medición en la otra capa y obteniendo una coordenada. Para obtener la otra, se hace la misma operación pero invirtiendo las capas. Véase la Figura 1.
Este tipo de construcción se suele utilizar en aplicaciones industriales (ambientes no agresivos),  aplicaciones domesticas, PDA’s, terminales portátiles, etc.,y son las más utilizadas en tamaños pequeños (<10,4”).


Pantallastactiles2

Ventajas:
Las mismas que con el de 4 hilos, sin necesidad de recalibrar al cabo del tiempo. Una vez realizado el primer calibrado, éste no se pierde.
Una rayada en el sensor afecta tansolo la zona rayada.

Inconvenientes:
Los mismos que los de 4 hilos excepto la re-calibración.

 

Resistivo 8 hilos
Esta solución es una variante del touch screen de 4 hilos. La diferencia que hay es que se añaden 4 hilos “sensores”. La medición del toque se referencia a la diferencia de voltaje generada en la pantalla táctil y los hilos sensores proveen a la controladora con el valor del voltaje detectado a través del sensor táctil. Véase la Figura 2.
Este tipo de construcción se usa en aplicaciones que necesitan un sensor resistivo pero que requieren algo más de dureza y precisión. Su construcción se realiza en sensores medianos de 8,4” o superior.

 

Resistivo 5 hilos
Se trata de otra variante de la tecnología resistiva. En este caso, su construcción se basa en una capa resistiva y otra conductora. Cuando se toca la pantalla, las capas hacen contacto generando un voltaje eléctrico y obteniendo la coordenada del punto pulsado. (figura 3).
La activación se realiza igual (dedo, con o sin  guantes, puntero, etc.).
Esta solución es empleada en aplicaciones industriales, POS, medicina, etc.

 

Pantallastactiles3

Ventajas:
Son más estables y duras que las de 4 hilos.
Resistente al agua y al polvo (más resistentes a la contaminación)

Inconvenientes:
Son también frágiles a objetos punzantes o cortantes.

 

Capacitivo
Consiste en una membrana con una capa metálica en la que se aplica una corriente eléctrica que se altera cuando se toca con un dedo. Se aplica un voltaje a las cuatro esquinas del sensor y los electrodos reparten el voltaje, creando un campo uniforme. El toque del dedo provoca un cambio de corriente en cada lado en proporción a la distancia a la esquina y la controladora calcula la posición del dedo a partir del cambio de flujo. En la Figura 4 se ilustra el principio de funcionamiento de este tipo de pantalla táctil.
Esta tecnología se emplea en aplicaciones que trabajan bajo condiciones de dureza u hostiles. Por ejemplo en terminales industriales, restaurantes, kioscos informativos, etc.

 

Pantallastactiles4

Ventajas:
Los elementos externos no afectan en el funcionamiento. Resistencia a rayadas y abrasiones.
Mejor claridad que las resistivas (superior al 85%) debido al menor número de capas sobre el monitor.
Mejor visibilidad de pantalla y más claridad en la imagen.

Inconvenientes:
No detecta el intento de activaciones con guantes.
Más caras que las resistivas debido al complejo control requerido.

 

Capacitivo proyectado
Es también una tecnología capacitiva, pero con una variante. En estas pantallas se pone una especie de rejilla entre dos capas y se coloca detrás de un cristal protector (puede ser de hasta 18 mm de espesor). Se genera un campo electroestático de baja potencia y, cuando el dedo se acerca al cristal frontal, el campo se distorsiona (según la sensibilidad no es necesario que se llegue a tocar el cristal). Dicha distorsión marca el punto de contacto calculado por la controladora. Véase la Figura 5.
Esta tecnología se suele utilizar en aplicaciones exteriores y que necesitan cierto nivel de protección a condiciones extremas o vandalismo.


Pantallastactiles5

Ventajas:
Tiene un toque preciso y es capaz de operar con guantes o a través de humedad, suciedad u otros contaminantes en la superficie (la sensibilidad se puede ajustar).
Aguanta ralladuras y otros daños en la superficie causados por abrasivos, productos químicos o vandalismo (continua funcionando aunque la superficie esté dañada).
El cristal frontal puede ser antivandálico para darle seguridad al sistema.

Inconvenientes:
Difícil integración.
Precio elevado.
Aplicaciones limitadas debido a que tiene baja resolución.

 

Ondas acústicas
También denominada SAW (Surface Acoustic Wave), utiliza ondas de ultrasonido que se transmiten sobre la pantalla. Cuando se produce la pulsación, una parte de la onda es absorbida y se consigue un valor para poder procesar la posición del toque. Esta tecnología de pantalla táctil se ilustra en la Figura 6.
La activación se puede producir con cualquier cosa: dedo, con o sin guantes, puntero, etc.
Esta aplicación se puede utilizar en muchos tipos de aplicaciones pero principalmente para equipos donde se requiera utilizar cristales con un determinado grosor (protecciones elevadas).
Infrarrojo

 

Pantallastactiles6

Ventajas:
Posibilidad de diferentes grosores para evitar el vandalismo.


Inconvenientes:
El polvo y agua afectan el funcionamiento (tiene que trabajar en ambientes limpios).
Baja resolución.

 

Este tipo de tecnología consta de varios emisores y receptores de infrarrojos situados en los bordes del cristal. En un lado están los emisores y en el otro los receptores (tanto en la coordenada horizontal como la vertical) generando una matriz de rayos infrarrojos. Cuando con el dedo, o con cualquier objeto, se toca la pantalla lo que hace es cortar un haz horizontal y otro vertical y la controladora calcula el punto de contacto. Esta tecnología se detalla en la Figura 7.
Esta tecnología se usa en pantallas de gran formato debido básicamente a su baja resolución.
Otras soluciones disponibles son:

Pantallastactiles7

Ventajas:
Al no tener ningún tipo de capa o sustrato delante, ofrecen una excelente óptica.
Se pueden utilizar en ambientes adversos porque es casi imposible rallar el touch screen.
El toque se puede hacer con un dedo, con guantes o cualquier objeto.

Inconvenientes:
Son caras y voluminosas.
Sensibles a la suciedad y pueden provocar falsas pulsaciones.

 

1)    Multi-touch: diseñada para poder controlar hasta 12 regiones individuales. Tamaños de 3” a 22”.
2)    Glass-Film-Glass (GFG): se trata de un sensor resistivo montado entre dos cristales de forma que protege contra ralladuras. Es fácil de limpiar, tiene buena sensibilidad y aguanta extremas temperaturas. Esta tecnología se ofrece en 4, 5 y 8 hilos (tamaños de 3” a 19”).
3)    Low Reflective (baja reflexión): para aplicaciones donde haya condiciones de luz extremas (por ejemplo, bajo la luz del sol). El LR touch screen mejora la claridad y lectura mediante la reducción de la reflexión y realzando la transmisión de luz. Esta solución está disponible de 2” a 17” para 4, 5 y 8 hilos.
4)    High Light Transmisión (HLT): realza la claridad óptica de la aplicación. La transmisión de luz tiene un rango de 86% a 90%.

Ofreciendo un funcionamiento cómodo para todo tipo de usuarios, las soluciones a través de las pantallas táctiles son cada vez más corrientes. Existe una solución para cada tipo de aplicación.


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