Pantallas táctiles capacitivas

Las pantallas táctiles capacitivas están fabricadas con una o varias capas de material recubiertas con un conductor como el óxido de indio y estaño. Una cubierta protectora aísla el conjunto del exterior.

Cuando otro conductor eléctrico, como la punta de un dedo desnudo o un lápiz óptico, toca la superficie, se cierra un circuito eléctrico en ese punto. Los sensores integrados en el vidrio detectan la ubicación del flujo de corriente, lo que se registra como un toque.

Esto es diferente del modo en que funciona la tecnología táctil resistiva, donde interviene la presión física.

La tecnología táctil capacitiva se puede dividir en:

Táctil capacitivo proyectado

Los paneles táctiles capacitivos proyectados se utilizan a menudo en pantallas más pequeñas que los paneles táctiles capacitivos de superficie. La estructura interna de estos paneles táctiles consiste en un sustrato que incorpora un chip IC para el procesamiento de cálculos, sobre el cual se extiende una capa de numerosos electrodos transparentes colocados en patrones específicos. La superficie está cubierta con una cubierta aislante de vidrio o plástico. Cuando un dedo se acerca a la superficie, la capacidad electrostática entre los múltiples electrodos cambia simultáneamente, y la posición de contacto puede identificarse con precisión midiendo las relaciones entre estas corrientes eléctricas.

Existen dos tipos de métodos de detección en la tecnología capacitiva proyectada: el tipo GRID y el tipo cable. En este artículo, se presentará el tipo GRID. El cuerpo humano es conductor, ya que contiene mucha agua. Cuando un dedo se acerca a la línea de electrodos X e Y, se produce un acoplamiento capacitivo entre el dedo y los electrodos. Este acoplamiento capacitivo modifica la capacitancia electrostática entre los electrodos X e Y. El sensor táctil detecta los puntos de contacto y comprueba en qué punto de la línea de electrodos se ha producido el cambio de capacitancia electrostática.

Características:

◆ La tecnología capacitiva proyectada admite múltiples toques, por lo que admite diversas entradas elaboradas.

◆ El capacitor proyectado tiene una vida útil relativamente larga porque no tiene partes móviles durante su funcionamiento.

◆ La capacitiva proyectada tiene una alta durabilidad.

◆ La sensibilidad del sensor es ajustable. Si se ajusta a un nivel alto, la pantalla táctil puede operarse sobre una cubierta de vidrio o una lámina de plástico. Estas láminas ofrecen mayor durabilidad, resistencia a la intemperie y gran flexibilidad de diseño.

◆ Si se aumenta la sensibilidad, la capacitiva proyectada se puede operar con dedos enguantados.

◆ La pantalla táctil capacitiva proyectada es excelente con unión óptica.

◆ La capacitiva proyectada responde al tacto suave. No se requiere presión para la detección.

◆ La tecnología capacitiva proyectada requiere una tecnología avanzada para medir la capacitancia electrostática y obtener información precisa de su ubicación. A diferencia de la tecnología resistiva, no funciona simplemente conectando una pantalla táctil a un controlador externo. La pantalla táctil capacitiva proyectada y el controlador deben diseñarse conjuntamente.

◆ La capacitiva proyectada es susceptible al ruido eléctrico debido a su mecanismo de detección. El ruido de la pantalla LCD puede afectar al sensor táctil; sin embargo, se han desarrollado diversos métodos para mejorar la tolerancia al ruido.

◆ La capacitiva proyectada requiere un patrón fino, por lo que implica un alto costo de procesamiento.

Superficie táctil capacitiva

La lámina de vidrio base cuenta con una capa conductora transparente y una capa protectora. Se colocan electrodos en las cuatro esquinas. Se aplica la misma tensión de fase a los electrodos de las cuatro esquinas, lo que genera un campo eléctrico uniforme sobre el panel. Al tocar el panel con un dedo, una corriente eléctrica fluye desde las cuatro esquinas a través del dedo. Se mide la relación de la corriente eléctrica que fluye desde las cuatro esquinas para detectar el punto de contacto. El valor de la corriente medida es inversamente proporcional a la distancia entre el punto de contacto y las cuatro esquinas.

Características:

◆ La tecnología capacitiva de superficie es adecuada para monitores de gran tamaño.

◆ El sensor capacitivo de superficie puede responder al tacto ligero y no se necesita fuerza de presión para la detección.

◆ La visibilidad es alta porque la estructura está solo en una capa de vidrio.

◆ La superficie capacitiva es estructuralmente resistente ya que está hecha de una sola lámina de vidrio.

◆ La superficie capacitiva no se ve afectada por la humedad, el polvo o la grasa.

◆ El paralaje se minimiza en la superficie capacitiva.

◆ La superficie capacitiva tiene alta resolución y alta velocidad de respuesta.

La pantalla táctil capacitiva de superficie solo detecta el toque de los dedos. No detecta la entrada de una mano con guantes. Algunas pantallas táctiles capacitivas de superficie pueden detectar el toque de una mano con guantes finos, pero no admiten el uso combinado de dedos desnudos y enguantados. Algunas pantallas táctiles capacitivas de superficie admiten escritura con lápiz.

◆ La tecnología capacitiva de superficie no admite multitáctil.

Tacto de autocapacitancia

La autocapacitancia se basa en la medición de la capacitancia de un solo electrodo con respecto a tierra. Al acercar un dedo al electrodo, la capacitancia del cuerpo humano modifica su autocapacitancia. En una pantalla táctil autocapacitante, los conductores transparentes se distribuyen en electrodos separados espacialmente, ya sea en una o dos capas. Cuando los electrodos están en una sola capa, cada uno representa un par de coordenadas táctiles diferente y se conecta individualmente a un controlador. Cuando los electrodos están en dos capas, suelen estar dispuestos en una capa de filas y una capa de columnas; las intersecciones de cada fila y columna representan pares de coordenadas táctiles únicos. Sin embargo, los controladores de pantallas táctiles autocapacitantes no miden cada intersección, sino solo cada fila y columna.

Esto funciona bien cuando solo un dedo toca la pantalla. Por ejemplo, en esta imagen, un dedo tocando la ubicación X2,Y0 se puede detectar con precisión midiendo todos los electrodos X y luego todos los electrodos Y en secuencia. Medir electrodos individuales en lugar de intersecciones de electrodos es la fuente de una de las principales desventajas de las pantallas táctiles de autocapacitancia de dos capas: la incapacidad de detectar inequívocamente más de un toque. Dos dedos tocando las ubicaciones X2,Y0 y X1,Y3 producen cuatro puntos de toque reportados. Sin embargo, esta desventaja no elimina el uso de dos gestos de dedos con una pantalla táctil de autocapacitancia. El secreto está en el software: en lugar de usar las ubicaciones ambiguas de los puntos reportados, el software puede usar la dirección de movimiento de los puntos. En esta situación, no importa que cuatro puntos resulten de dos toques; siempre que los pares se alejen o se acerquen entre sí (por ejemplo), se puede reconocer un gesto de zoom.

Tacto de capacitancia mutua

La capacitancia mutua es un tipo de pro-cap más común en la actualidad, que permite un número ilimitado de toques inequívocos, produce mayor resolución, es menos sensible a las interferencias electromagnéticas y puede ser más eficiente en el uso del espacio del sensor. La capacitancia mutua aprovecha el hecho de que la mayoría de los objetos conductores pueden mantener una carga si están muy cerca. Si otro objeto conductor, como un dedo, se acerca a dos objetos conductores, el campo de carga (capacitancia) entre ambos cambia porque la capacitancia del cuerpo humano "roba" parte de la carga.

En una pantalla táctil de capacitancia mutua, los conductores transparentes siempre se distribuyen en electrodos separados espacialmente en dos capas, generalmente dispuestas en filas y columnas. Dado que las intersecciones de cada fila y columna producen pares de coordenadas táctiles únicos, el controlador de una pantalla táctil de capacitancia mutua mide cada intersección individualmente (véase la figura derecha). Esto produce una de las principales ventajas de las pantallas táctiles de capacitancia mutua: la capacidad de detectar un toque en cada intersección de electrodos de la pantalla.
Debido a que tanto la autocapacitancia como la capacitancia mutua dependen de la transferencia de una carga entre la capacitancia del cuerpo humano y un solo electrodo o un par de electrodos, este método de detección capacitiva se denomina más comúnmente "transferencia de carga".