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Touch-Technologien im Überblick

Bedienung einer Maschine über den Touchscreen  

Perfekt geeignet für industrielle Anwendungen

Der Touchscreen ist ein beliebtes Bedienelement, das durch Berührung einer speziellen Oberfläche eine Reaktion des zu bedienenden Systems hervorruft. Die berührungsempfindliche Oberfläche ist der Touch-Sensor. Zusammen mit einem Touch-Controller und einem Software-Treiber bilden diese Komponenten den sogenannten Touchscreen. Neben der Funktionalität und Flexibilität hat sich der Touchscreen insbesondere aufgrund seines geringen Platzbedarfs zur Hauptbedienart in industriellen Anwendungen entwickelt.

Der analog-resistive Polyester-Touch und der projektiv-kapazitive Touch (P-CAP) werden zusammen in mehr als 80 Prozent aller industriellen Anwendungen eingesetzt. Dabei ist die Auswahl des richtigen Touchscreens in erster Linie von zwei Kriterien abhängig:

  • Einsatzbedingungen: innen oder außen bei Witterung und Sonnenlicht, mechanische Belastung, chemische Belastung, Temperatur, Feuchtigkeit, Staub, EMV etc.
  • Bedienart: Finger, Handschuh oder sonstige Hilfsmittel

Funktionsweise

Finger berührt Touchscreen  

Bedienung durch Berührung

Im Gegensatz zu den klassischen Eingabegeräten wie Maus und Tastatur werden beim Touchscreen nicht nur die Finger, sondern auch andere Hilfsmittel verwendet, wie z. B. Bedienstifte. Abhängig von der eingesetzten Technologie werden folgende Umweltzustände erfasst und zur Positionsbestimmung benutzt:

  • Haptische Signale (Druck)
  • Elektrostatische Signale (Ladung)
  • Akustische Signale (Ultraschall)
  • Optische Signale (Infrarotstrahlen)
  • Elektromagnetische Signale (Spannung)

 

Das Signal wird vom Touch-Controller verarbeitet, nachdem es über den Touch-Sensor erfasst wurde. Anschließend gibt der Touch-Controller die Information über die Position der Berührung an die Benutzerschnittstelle weiter. Damit diese die Information verarbeiten und interpretieren kann, muss zuvor der Software-Treiber installiert sein.

Der Software-Treiber selbst entspricht einem Maus-Emulator. Mit anderen Worten: Eine Berührung der berührungsempfindlichen Oberfläche wird als Mausklick an derselben Stelle angesehen. Analog zum Mausklick löst eine kurze Berührung des Touchscreens die entsprechende Reaktion aus. Gleiches gilt für zwei Berührungen in kurzen Zeitabständen (Doppelklick) oder andere Funktionen, wie z. B. Drag-and-Drop.

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Touch-Technologien

Aufgrund der vielseitigen Anforderungen und Einsatzbedingungen gibt es verschiedene Ausführungen. Diese basieren hauptsächlich auf folgenden Technologien:

Analog-resistive Systeme zur Erfassung von haptischen Signalen (Druck)

  • Polyester-Touch in 4-Draht-, 5-Draht- oder 8-Draht-Ausführung
  • Multi-Finger-Operation auf Basis der 5-Draht-Ausführung
  • Glas-Film-Glas-Touch (GFG-Touch)

Kapazitive Systeme zur Erfassung von elektrostatischen Signalen (Ladung)

  • Oberflächen-kapazitiver Touch
  • Projektiv-kapazitiver Touch

Beide Touch-Technologien weisen Eigenschaften auf, die unter bestimmten Einsatzbedingungen nachteilig wirken. Für diese Spezialfälle existieren weitere Touch-Technologien, die bislang jedoch einen geringen Anwendungsfall ausmachen:

  • SAW = Akustische Systeme, die Ultraschall zur Positionsbestimmung nutzen
  • IR-Touch = Optische Systeme, die Infrarotstrahlen zur Positionsbestimmung nutzen

Vergleichen Sie mit der Auswahlhilfe die verschiedenen Technologien und finden Sie das passende System für Ihre Anwendung.

Beschreibung Sprache
Auswahlhilfe [PDF, 30 KB]
Touch-Technologien
deutsch
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Polyester-Touch

Aufbau Polyester-Touch  

Aufbau eines Polyester-Touchscreens

Ein resistiver Touchscreen besteht aus zwei übereinander liegenden Polyesterplatten, die mit dem Halbleiter Indiumzinnoxid (englisch: indium tin oxide, ITO) beschichtet sind. Zwischen den Platten ist ein Luftraum, der mit Abstandhaltern erreicht wird. Sobald Druck auf die obere Platte ausgeübt wird, wird diese nach unten gedrückt und die beiden Halbleiterschichten berühren sich. Der Kontakt wird mit dem Finger oder jedem anderen Gegenstand ausgelöst.

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Projektiv-kapazitiver Touch (P-CAP)

Aufbau projektiv-kapazitiver Touch  

Aufbau eines P-CAP-Touchscreens

Eine unter dem Deckglas liegende transparente ITO-Schicht aus Touch-Sensoren projiziert ein gleichmäßiges elektrisches Feld, das sich durch das Glas zum Bediener hin ausdehnt. Bei einer Berührung verändert sich das elektrische Feld. Auch dickeres Glas und eine Handschuhbedienung sind kein Problem. Der Touch-Controller lokalisiert die Koordinaten mit hoher Präzision.

Beim Design des Deckglases sind dem Konstrukteur keine Grenzen gesetzt. Gehärtetes Glas ist zudem sehr robust und unempfindlich gegenüber aggressiven Mitteln. Auch eine Multitouch-Funktion ist grundsätzlich möglich, dies hängt jedoch vom eingesetzten Betriebssystem ab.

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Glas-Film-Glas-Touch (GFG)

Aufbau Glas-Film-Glas-Touch  

Aufbau eines GFG-Touchscreens

Der GFG-Touch vereint die bewährte und druckbasierte analog-resistive Touch-Technologie mit einem hochwertigen Glasdesign. Die Oberfläche ist hier keine Polyesterfolie, sondern eine dünne und widerstandsfähige Glasscheibe. Die Glasschicht dient auch als Dampfsperre gegen eindringende Feuchtigkeit. Somit ist der GFG-Touch insbesondere für raue Umgebungsbedingungen bestens geeignet.

Die Bedienung erfolgt mit Fingern, Handschuhen, Stiften und beliebigen anderen Gegenständen, ohne Beschädigungen zu verursachen.

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