Capacitieve touchscreens met handschoenen te bedienen

Capacitieve touchscreens
met handschoenen te
bedienen
Betrouwbare bediening bij gebruik van vele soorten
handschoenen aangetoond
In veel takken van industrie, wetenschap en medicijn- en voedselverwerking worden
moderne touchscreens ingezet. Niet alleen de toepassingen zijn divers, maar ook de eisen
aan de bestendigheid tegen invloeden van buiten. Chemicaliën, hygiënevoorschriften,
desinfecteringsmiddelen en mechanische belasting vormen niet alleen een gevaar voor
het scherm, maar zorgen er ook voor dat de bediener zijn handen moet beschermen.
En juist als de schermen met handschoenen aan worden bediend, treden bij gangbare
touchscreens vaak problemen op. Door gebruik te maken van speciaal ontworpen
sensoren en door de sensor en de controller optimaal op elkaar af te stemmen, is er bij
heel veel soorten handschoenen en materialen toch een betrouwbare en nauwkeurige
invoer mogelijk. Dat wordt onder andere door een serie tests aangetoond.
O
ok als er verschillende handschoenen worden gebruikt,
moet het touchscreen de
invoer probleem- en foutloos accepteren. Dat is van extra belang in veiligheidsgevoelige bedrijfstakken zoals
chemie, medische techniek en farma-
ceutica, waar vaak handschoenen worden gedragen. Helaas laat de praktijk
zien dat veel aanbieders door het technische principe - de interpretatie van
minimale verplaatsingen van lading –
goede werking bij gebruik van handschoenen niet kunnen garanderen. De
Ook als er verschillende handschoenen worden gebruikt, moet het touchscreen de invoer probleem- en foutloos accepteren.
30
elektronica 3-2014
Nederlandse HMI-producent Danielson
is in staat om met een combinatie van
een toepassingsspecifieke touchsensor
en controller bijna alle touchscreens
bedienbaar te maken voor verschillende soorten handschoenen.
Invoer met een blote vinger is eenvoudig te herkennen, in het geval van veiligheidshandschoenen is echter speciale kennis vereist.
Beeldschermen
Latex- of nitril-handschoenen in de medische wereld vormen geen belemmering voor betrouwbare invoer.
Opbouw projectedcapacitive touchscreen
Bij smartphones wordt het probleem
opgevangen met speciale handschoenen. Dat is in de industrie en de medische techniek natuurlijk geen werkbare
oplossing. Hier moet de bedienapparatuur zich aanpassen aan de voorgeschreven handschoenen en niet
andersom. Om te laten zien hoe dit
probleem kan worden opgelost, bekijken we eerst hoe een projected-capacitive touchscreen werkt.
Moderne bedieningspanelen bestaan
uit een behuizing met daarin in sandwich-opbouw het LC-scherm met daaroverheen een beschermende glaslaag
met de touchsensor. De sensor is als
een film direct tegen de onderzijde
aangebracht van de deklaag van glas of
polycarbonaat. Als men de deklaag met
een vinger aanraakt, dan wordt er in de
sensor lading verplaatst. Daardoor
wordt de capaciteit van de onderliggende elektrode groter. Deze capaciteitstoename is sterk afhankelijk van
het materiaal en de stugheid van de
handschoen en van de kracht waarmee
gedrukt wordt. Deze toename wordt
gemeten en geïnterpreteerd door een
speciale PCAP-controller. Omdat het
hier gaat om zeer kleine capaciteitsverschillen is het essentieel dat alle onderdelen optimaal op elkaar zijn afgestemd. Bij de gangbare systemen,
waarin alleen maar de componenten
van de verschillende leveranciers zijn
samengevoegd, ontbreekt het vaak aan
Grove handschoenen zijn meer geschikt voor aanwijzen van grotere knoppen en
minder voor fijnere structuren.
de benodigde finetuning. Danielson
produceert de losse componenten, de
sensor en controller zelf en brengt in de
eigen productieomgeving de sensorfilm zelf aan op de deklaag. Zo kunnen
alle parameters optimaal en reproduceerbaar op elkaar worden afgestemd.
Bovendien heeft Danielson speciale
sensoren ontwikkeld voor gebruik met
handschoenen of voor toepassing met
extra dik afdekglas. Hierdoor zijn de
schermen zeer gevoelig en gebruiksvriendelijk.
De controller bewaakt de elektrische
capaciteit van de elektroden en verwerkt de verkregen gegevens. Hij
bepaalt bovendien met een ingewikkeld algoritme de plaats waar het
scherm is aangeraakt. Deze berekeningen houden niet alleen rekening met
de dikte en het materiaal van de deklaag, maar ook met de verschillende
soorten handschoenen en herkennen
ook onafhankelijk van elkaar meer vingers. Voor bijzonder moeilijke toepassingsgebieden kunnen de parameters
van de controller-software nauwkeurig
afgestemd worden op de speciale eisen
die de toepassing stelt.
In de praktijk betekent dit dat controller via usb rechtstreeks met het pcsysteem communiceert. De driver van
het touchscreen vervangt daarbij volledig de muis en is beschikbaar voor
Windows, Linux, Mac OS X en QNX.
Hierdoor is het scherm eenvoudig in
bestaande systemen te integreren. Het
is onderhoudsvrij, gaat lang mee, is
geschikt voor multitouch en herkent
bewegingen al bij lichte aanraking.
Soorten handschoenen en
materialen getest
De praktijktests met een scherm dat is
geoptimaliseerd voor universele invoer
hebben voor de verschillende materialen van de handschoenen en sectorspecifieke handschoenen de volgende
resultaten opgeleverd.
Invoer met dunne handschoenen van
latex of synthetisch polymeer, die de
voorkeur hebben in de medische
wereld, wordt probleemloos herkend.
De vingers glijden gemakkelijk over het
oppervlak en er blijven geen afdrukken
of strepen achter op het glas. Bij vinyl
handschoenen, veel gebruikt in de
levensmiddelenindustrie, wordt de
invoer ook goed herkend. Gepoederde
handschoenen zitten echter erg los om
de handen en kunnen soms tijdens het
bedienen van het paneel wegschuiven.
Met polyethyleen handschoenen moet
men bij ‘slepen’ iets harder duwen.
Normaal een punt aanwijzen door op
het scherm te tikken gaat zonder problemen.
Handschoenen die beschermen tegen
chemische en bepaalde mechanische
invloeden, bestaan uit een katoenen
voering waarover een beschermende
laag van geschikt kunststof is aangebracht. Deze modellen worden ook
goed herkend. Er is echter een wat gro-
elektronica 3-2014
31
handschoenen uit polyurethaan (PU)
die beschermen tegen (af)snijden en
doorboren, glijden juist gemakkelijk
over het oppervlak. Zowel tikken als
slepen wordt goed herkend. Beklede
handschoenen voor een beter houvast
glijden, afhankelijk van de bekleding
(meestal nitril), weer moeilijker over
het oppervlak. Ook hier gaat normaal
een punt aanwijzen zonder problemen.
Voor slepen is een wat grotere druk- en
sleepkracht nodig
Probleemloos werken met
verschillende handschoenen
Met een goede scherm lay-out is nauwkeurige bediening ook
mogelijk met stijve werkhandschoenen.
tere kracht nodig. Ook kunnen ze door
de stroeve bekleding niet zo gemakkelijk over het oppervlak worden geschoven. Ook hier gaat normaal een punt
aanwijzen door op het scherm te tikken zonder problemen. Veiligheids-
32
elektronica 3-2014
Klassieke leren werkhandschoenen zijn
nogal grof uitgevoerd, wat nadelig is
voor een nauwkeurige bediening. Tikken en slepen in grovere structuren
wordt probleemloos herkend. Hetzelfde geldt in versterkte mate voor handschoenen van zwaar leer. Handschoenen van ongebleekt katoen, die soms
als binnenhandschoen voor andere
handschoenen worden gebruikt, of
zelfstandig als bescherming tegen vingerafdrukken, glijden zeer gemakkelijk
over het bedienoppervlak. Punten en
lijnen worden uitstekend herkend. Hittehandschoenen uit zachte stof glijden
ook gemakkelijk en de invoer wordt
normaal gesproken goed herkend.
Men kan probleemloos met verschillende handschoenen aan, met een
modern capacitieve touchscreen werken. Daardoor wordt het scherm
beschermd door het dekglas en tegelijkertijd de handen van de bedienaar
door de handschoenen. Bovendien
wordt de hele bediening betrouwbaarder omdat er geen foute invoer ontstaat door de handschoenen. Bij bijzonder moeilijke toepassingen kan de
fabrikant de componenten aanpassen
aan de speciale omstandigheden. Daarvoor worden handschoenen van de
klant die nog niet eerder zijn getest,
uitvoerig getest en worden de touchscreens aangepast aan de waargenomen eigenschappen. In vrijwel alle
gevallen kan de invoer naar tevredenheid worden herkend. n
Danielson
www.danielsoneurope.com
tel.: (0523) 281226

Download Report