El funcionamiento y los tipos de pantalla táctil capacitiva

Este artículo repasará las pantallas táctiles capacitivas en detalle.

Los siguientes temas se tratarán en detalle en el artículo:

1. ¿Qué es una pantalla táctil capacitiva?

2. El funcionamiento de las pantallas táctiles capacitivas

3. Tipos de pantallas táctiles capacitivas

1.

¿Qué es una pantalla táctil capacitiva?

Una pantalla táctil capacitiva es la pantalla de visualización de un dispositivo que utiliza la presión de los dedos para interactuar. Los dispositivos portátiles con pantalla táctil capacitiva generalmente se conectan a redes o computadoras a través de una arquitectura que puede admitir una amplia gama de componentes, incluidos teléfonos móviles, asistentes digitales personales y sistemas de navegación por satélite. El tacto humano es un conductor eléctrico que energiza y activa el campo electrostático de la pantalla táctil capacitiva. Por otro lado, se pueden usar bolígrafos o guantes especiales que generan electricidad estática. Las tabletas, los teléfonos inteligentes y las computadoras todo en uno son ejemplos de dispositivos de entrada de pantalla táctil capacitiva.

La pantalla táctil capacitiva (ITO) está compuesta por una capa de vidrio que se asemeja a un aislante y está cubierta por un conductor transparente, como el óxido de indio y estaño. El ITO en la pantalla táctil está adherido a placas de vidrio que comprimen cristales líquidos. Cuando se activa la pantalla, se genera una carga electrónica que hace que el cristal líquido gire.

2. El funcionamiento de las pantallas táctiles capacitivas La

tecnología de entrada táctil se diseñó inicialmente para combinar la pantalla de salida con la pantalla táctil de entrada para proporcionar una experiencia gráfica de usuario más conveniente. Además de la tecnología táctil capacitiva, existen otras tecnologías que utilizan diferentes principios tecnológicos para recopilar la información del usuario de las pantallas táctiles. La capacitancia, como su nombre lo indica, se usa en pantallas táctiles capacitivas para detectar la presencia del tacto humano.

Cuando se le da un voltaje específico, un condensador básico requiere algún tiempo para cargarse completamente antes de descargarse cuando la fuente de voltaje está desconectada y el condensador está conectado a un sumidero. Esta duración del tiempo de carga y descarga se observa y es más constante cuando no se realizan cambios en el circuito. Este período de carga-descarga cambia a medida que cambia la capacitancia del circuito. Este es el concepto fundamental subyacente de las pantallas táctiles capacitivas.

Cuando un dedo humano toca el circuito, la capacitancia aumenta, agregando otro condensador al sistema. Los humanos tienen propiedades dieléctricas. Este condensador adicional afecta los tiempos de carga y descarga del circuito, así como su capacitancia general. Como resultado, las variaciones en la duración de la carga y descarga en todo el circuito indicarán los contactos del usuario.

Por lo general, esto implica un microcontrolador dedicado que carga la pantalla capacitiva mientras examina las variaciones en los períodos de carga y descarga del circuito. Cuando este valor se desvía de la norma, el microcontrolador informa al controlador principal que el usuario ha proporcionado entrada. Se crea una pantalla táctil clara y transparente combinando una capa conductora de óxido de indio y estaño (ITO) y una capa aislante de vidrio. Cuando un dedo humano toca esto, crea un condensador y la piel humana actúa como un dieléctrico, afectando la capacitancia general del circuito.

3. Tipos

de

pantallas táctiles capacitivas

Los siguientes son los diferentes tipos de pantallas táctiles capacitivas:

Capacitancia en la superficie: Por un lado, hay capas delgadas conductoras de voltaje. Tiene una baja resolución y se usa comúnmente en quioscos.

Toque capacitivo proyectado (PCT): Esta tecnología utiliza patrones de rejilla de electrodos en capas conductoras grabadas. Tiene una arquitectura confiable y se usa con frecuencia en transacciones de punto de venta.

Capacitancia mutua PCT: Un condensador está conectado por voltaje en cada intersección de la red. Permite la interacción multitáctil.

Autocapacitancia PCT: los medidores de corriente controlan las columnas y filas individuales. Funciona bien con un solo dedo y proporciona una señal más fuerte que la capacitancia mutua PCT.

Capacitivo en la superficie

La

detección como esta se usa para medir los atributos del elemento sin interactuar realmente con la cosa porque el dieléctrico cercano actúa como capacitancia para el circuito. Como resultado, este concepto se utiliza cuando el objeto bajo investigación no se puede tocar. Como resultado, la pantalla táctil capacitiva es esencialmente un circuito de condensador que se carga y descarga al mismo tiempo que monitorea los cambios en los tiempos de carga y descarga. La tecnología de pantalla táctil más popular del mundo ha superado a la resistiva. Según las estadísticas, la tecnología capacitiva alimenta más del 90% de todas las pantallas táctiles actualmente en producción. Sin embargo, la tecnología capacitiva de superficie es solo una de muchas. Los fundamentos capacitivos de superficie son similares a los de otras tecnologías capacitivas. Para encontrar comandos táctiles, genera un campo eléctrico constante y lo mide. Para detectar instrucciones táctiles, la tecnología de pantalla táctil "capacitiva de superficie" utiliza un campo eléctrico y una capa con recubrimiento conductor. Una capa superior está presente en las pantallas táctiles con una función capacitiva de superficie. Esta capa superior está cubierta con una sustancia conductora. Cuando se activan, las pantallas táctiles capacitivas de superficie aplican un voltaje a la capa superior. Como resultado, cuando el dedo entra en contacto o presiona la interfaz de la pantalla, parte del voltaje se dirige al dedo.

Ventajas de Surface Capacitive

Las pantallas táctiles de superficie capacitiva tienen una larga vida útil. Debido a que utilizan un campo eléctrico para detectar comandos táctiles, no están sujetos a la misma avería y deterioro temprano que otras tecnologías de pantalla táctil, como la resistiva. Por supuesto, el funcionamiento de las pantallas táctiles resistivas es mecánico. Tienen varias capas que se presionan entre sí para funcionar. Las pantallas táctiles capacitivas de superficie son extremadamente duraderas porque no tienen partes móviles.

Dependiendo del modelo, algunas pantallas táctiles capacitivas de superficie se pueden usar con guantes. Normalmente se requiere que un objeto conductor, como un dedo desnudo, realice un comando táctil en una pantalla táctil capacitiva. Cuando hay un objeto conductor presente, la pantalla táctil capacitiva puede indicar cuándo y dónde se produjo el toque dibujando parte del campo electrostático del dispositivo.

Las pantallas táctiles capacitivas de superficie, por otro lado, permiten con frecuencia el uso de guantes delgados. Cuando se usan guantes delgados, se pasa una cantidad pequeña pero perceptible de voltaje entre un dedo y el dispositivo correspondiente. La mayoría de las otras pantallas táctiles capacitivas no permiten el uso de guantes. Los guantes, sin importar cuán livianos sean, detendrán el flujo de electricidad desde el dedo hasta el dispositivo. Afortunadamente, ciertas pantallas táctiles capacitivas de superficie no se ven afectadas por este problema.

Táctil

capacitivo proyectivo

Capacitivo detecta el tacto al detectar variaciones en el campo eléctrico (capacitancia), mientras que el resistivo detecta el tacto presionando una capa superior e inferior juntas. Para teléfonos inteligentes y tabletas, las pantallas capacitivas se prefieren con frecuencia a las pantallas resistivas. El tacto capacitivo proyectado, también conocido como PCT o PCAP, es un tipo de tecnología capacitiva de detección táctil. En un dispositivo de pantalla táctil capacitiva proyectada convencional, una lámina de vidrio está incrustada con filas y columnas de material conductor que se cruzan. Dependiendo del fabricante, estas rejillas matriciales se crean grabando filas o columnas en una capa conductora o formando una forma a partir de dos capas diferentes de material conductor. Las distinciones entre estos dos enfoques son menores y tienen poca relación con el rendimiento del dispositivo. La rejilla conductora es utilizada por dispositivos de pantalla táctil capacitiva proyectada para aplicar una carga electrostática constante en las filas y columnas correspondientes. Debido a que la rejilla está hecha de material conductor, permite un movimiento fácil y sin restricciones de la carga electrostática. Esta carga es utilizada por dispositivos capacitivos proyectados para detectar contacto. Las pantallas táctiles capacitivas proyectadas detectan el tacto de la misma manera que lo hacen las pantallas táctiles capacitivas convencionales, utilizando la carga eléctrica generada por el propio cuerpo del usuario. El dispositivo detecta una distorsión del campo electrostático causada por el contacto con los dedos desnudos con la interfaz como un cambio en la capacitancia. Debido a la matriz en forma de cuadrícula de filas y columnas que se cruzan, el dispositivo puede determinar cuándo y dónde se produjo el toque. Cuando el usuario toca la interfaz del dispositivo en el centro, las filas y columnas de esta área se deforman. Esta región deformada permite que el dispositivo determine dónde se produjo el toque.

Uno de los beneficios de la tecnología de pantalla táctil capacitiva proyectada es su bajo costo. Debido a que la capa superior está hecha de vidrio, es menos costosa que los dispositivos de pantalla táctil resistiva. Una pantalla táctil capacitiva proyectada, a diferencia de un dispositivo de capacitancia típico, se puede usar con un dedo enguantado o un lápiz óptico.

Durabilidad de la detección táctil capacitiva proyectiva Beneficios: Una de las principales ventajas de las pantallas PCT es su resistencia y durabilidad. Una pantalla táctil será ampliamente utilizada en aplicaciones comerciales. La suciedad y las manchas de huellas dactilares no son un problema para una pantalla táctil capacitiva que ha sido elegida y construida correctamente. Además, debido a que no tienen componentes móviles, ni recubrimientos frontales ni ópticas/transductores montados (a diferencia de todas las demás tecnologías táctiles), las pantallas táctiles capacitivas proyectadas deben durar toda la vida útil del dispositivo o sistema, especialmente cuando se eligen y diseñan cuidadosamente para cumplir con los requisitos de la aplicación.

Del mismo modo, a menos que la matriz conductora unida en la parte posterior esté dañada, una pantalla táctil capacitiva rayada debería continuar funcionando normalmente. Esta función le permite continuar midiendo los cambios de campo eléctrico incluso cuando está dañado.

Uso natural: Una pantalla táctil capacitiva es una tecnología táctil muy sensible que solo responde a un dedo o lápiz óptico conductor (lo que hace que los "toques falsos" sean poco probables). Esta es una de las principales razones por las que la tecnología se ha extendido desde la electrónica de consumo hasta las aplicaciones comerciales e industriales. Aunque los objetos inanimados que tocan una pantalla táctil óptica o acústica pueden causar problemas (lluvia, hojas, corbatas, puños, etc.), las pantallas táctiles capacitivas requieren mucha menos presión que las pantallas táctiles resistivas.

Claridad de imagen: Debido a que están hechas de vidrio transparente sin recubrimiento con una matriz de pequeños conductores en la cara posterior, las pantallas táctiles capacitivas proyectadas generalmente brindan una imagen de mayor calidad que la mayoría de las otras tecnologías táctiles. Como resultado, los paneles capacitivos son una buena combinación para OLED y las últimas pantallas de alta definición y UHD.

Tecnología de pantalla táctil basada en capacitancia

mutua

La tecnología de pantalla táctil de capacitancia mutua se incluye en la tecnología de capacitancia proyectada. La capacitancia mutua, por otro lado, difiere de la capacitancia proyectada convencional en que genera capacitancia en una cuadrícula de columnas y filas. Cuando se contactan dos dispositivos de pantalla táctil, una parte de la corriente eléctrica que fluye entre las columnas y filas adyacentes pasa al dedo, lo que reduce la capacitancia en esa intersección de cuadrícula en particular.

Las pantallas táctiles de capacitancia mutua forman un condensador cuando las columnas y las filas se unen. Como resultado, se mostrarían 224 condensadores en una pantalla táctil de capacitancia mutua de 14 columnas por 16 filas. Tocar la pantalla reduce naturalmente la capacitancia en la intersección cercana.

Los

comandos multitáctiles son compatibles con la capacitancia

mutua

Debido a que la capacitancia mutua se genera en cuadrículas, las pantallas táctiles de capacitancia mutua pueden permitir múltiples toques. En otras palabras, un comando se puede iniciar tocando o tocando dos o más ubicaciones en un dispositivo de pantalla táctil de capacitancia mutua. Los comandos multitáctiles abren un mundo completamente nuevo de posibilidades de comandos. Por ejemplo, dependiendo de la forma en que se toque la pantalla, es posible acercar o alejar. Por supuesto, otras tecnologías de pantalla táctil, además de la capacitancia mutua, admiten comandos multitáctiles. La autocapacitancia permite el uso simultáneo de dos o más puntos de contacto.

La capacitancia mutua, como todos los demás tipos de tecnología de pantalla táctil de capacitancia proyectada, proporciona una alta sensibilidad táctil y una alta precisión táctil. Como resultado, por estas y otras razones, las pantallas táctiles de capacitancia proyectada se prefieren con frecuencia a las pantallas táctiles de capacitancia de superficie.

Superficie capacitiva vs. capacitiva proyectada

De varias maneras, las pantallas táctiles capacitivas proyectadas difieren de las pantallas táctiles capacitivas de superficie. Ambos usan capacitancia para detectar comandos táctiles, pero de diferentes maneras.

Las pantallas táctiles capacitivas proyectadas incluyen procesamiento inteligente. Tienen sensores táctiles con alta sensibilidad para detectar comandos táctiles. El costo de la tecnología capacitiva anticipada, por otro lado, es una desventaja. Las pantallas táctiles capacitivas de proyección suelen ser más caras que las pantallas táctiles capacitivas de superficie.