I touchscreen resistivi sono stati tra i primi touchscreen a vedere un diffuso adattamento. La loro costruzione semplice e il relativo costo-effettività li hanno popolari negli apparecchi tecnologici in determinati settori industriali. Tuttavia, non è sempre chiaro a tutti come funzionano questi touchscreen.
Un touchscreen resistivo è un touchscreen che utilizza due strati, rivestiti con un composto metallico conduttore e separati da punti spaziatore per registrare il tocco. Quando i due strati si toccano, il sistema misura la tensione in quel punto particolare, dopodiché può determinare le coordinate x e y del tocco.
In questo articolo, esamineremo tutto ciò che è necessario sapere riguardo all'anatomia di questi touchscreen e esattamente come misurano l'input touchscreen. Discuteremo anche i comuni sottotipi di touchscreen resistivi e come si confrontano con le alternative più moderne.
Anatomia
Un tipico touchscreen resistivo è composto da quattro strati separati da punti spaziatori e interconnessi con connessioni elettriche. Di seguito una descrizione di ciascuno di questi strati.
Strato Superiore
Il primo strato di un touchscreen resistivo è tipicamente costituito da un materiale sottile e flessibile come il PET (polietilene tereftalato) o il PEN (ftalato di polietilene). Questo strato è trasparente e funge da superficie che gli utenti toccano fisicamente.
Punti Spaziatori
Sotto il primo strato, ci sono piccoli punti spaziatori o un modello a griglia realizzato in materiale isolante come vetro o acrilico. Questi punti aiutano a mantenere un gap uniforme tra il primo e il secondo strato quando non viene applicata pressione. Inoltre, la quantità di pressione necessaria per causare un "evento di tocco" è in gran parte determinata dallo spazio tra questi punti e dalle loro dimensioni.
Strati Conduttivi (ITO)
Sotto e sopra i punti spaziatori/griglia ci sono strati conduttivi generalmente realizzati in un materiale trasparente chiamato ossido di indio-stagno (ITO), che è un composto metallico conduttore. Questi strati sono rivestiti nella parte inferiore del primo strato e sulla parte superiore del substrato.
Strato Inferiore (Substrato)
Il quarto strato funge da base stabile per l'assemblaggio del touchscreen. Fornisce supporto strutturale e agisce come fondamento per gli strati conduttivi. Molte volte, questo è in vetro.
Connessioni Elettriche
Ogni strato conduttivo è collegato al controller del touchscreen tramite connessioni elettriche. C'è un controller, che è necessario per "leggere" l'input del sistema elettrico per identificare precisamente il punto di contatto.
Inoltre, nei touchscreen resistivi a 4 fili e 8 fili ci sono coppie opposte di barre collettore. Ogni barra collettore contiene una coppia di fili elettrici che sono collegati al controller.
D'altra parte, i touchscreen a 5 fili non hanno barre collettore ma utilizzano elettrodi che sono posizionati su ciascun angolo del substrato. Questi elettrodi sono collegati da fili lungo il perimetro dello strato inferiore. Questi touchscreen hanno anche un quinto filo che è integrato nello strato superiore di PET.
Tipi di Touchscreen Resistivi
Nel corso degli anni, i touchscreen resistivi hanno visto diverse adattamenti. I quattro più comuni sono descritti di seguito.
4-fili
I touchscreen a 4 fili hanno due fili sul lato sinistro dello strato superiore in PET e due fili sul lato destro, ogni coppia è chiamata barra collettore. Anche lo strato inferiore in vetro ha due fili sul lato inferiore e due sul lato superiore. Questi fili sono chiamati X+ (sinistra), X- (destra), Y+ (superiore) e Y- (inferiore).
Una differenza di tensione costante viene applicata allo strato ITO dello strato superiore. Ad esempio, immagina che 5V vengano applicati al filo sinistro (X+) e 0V al filo destro (X-). Quando i due strati si toccano, una tensione di 2.5V viene rilevata al centro. Questo indica al sistema che la coordinata x è nel centro dello schermo. Lo stesso processo viene utilizzato per trovare la coordinata y con i fili Y+ e Y-. L'ordine della tensione può essere invertito a seconda della configurazione del sistema.
5-fili
I touchscreen resistivi a 5 fili sono diversi perché non misurano il punto di contatto su due diversi strati (superiore e inferiore). Invece, questi touchscreen misurano sia la coordinata x che la coordinata y sullo strato inferiore. Ciò significa che la loro anatomia è leggermente diversa come spiegato in precedenza.
I touchscreen a 5 fili utilizzano lo strato superiore come sonda di tensione. Questa sonda di tensione misura la distanza dal filo X- e X+ per ottenere la coordinata x e dal filo Y- e Y+ per ottenere la coordinata y. I touchscreen a 4 fili e a 5 fili quindi misurano le coordinate in modo simile, anche se in modo leggermente diverso.
8-fili
I touchscreen resistivi a 8 fili sono in gran parte simili ai touchscreen a 4 fili. Ogni lato dello schermo ha un filo aggiuntivo che è collegato a un elettrodo. Per quanto riguarda la registrazione del tocco, questo display funziona come se fosse un touchscreen a 4 fili.
Il motivo per cui esistono i touch screen a 8 fili è perché sono un adattamento ai touchscreen a 4 fili e ai loro fastidi operativi. Le generazioni precedenti di schermi a 4 fili necessitano di una calibrazione dello schermo all'inizio, mentre necessitano anche di una calibrazione regolare dello schermo durante tutta la sua durata.
I fili aggiuntivi in un touchscreen a 8 fili forniscono un set aggiuntivo di misurazioni di tensione. Queste misurazioni vengono utilizzate per calibrare automaticamente lo schermo ogni volta che la tensione degli altri 4 fili sembra iniziare a derivare.
Negli ultimi anni i touchscreen resistivi a 8 fili hanno visto una limitata adattabilità. Questo è principalmente a causa dell'aumentata qualità dei touchscreen a 4 fili e dello sviluppo dei touchscreen resistivi a 5 fili.
Matrice Digitale
Il predecessore dei touchscreen resistivi precedentemente discussi è la matrice digitale dei touchscreen resistivi. Oggi, questi touchscreen non vengono più utilizzati nella tecnologia moderna.
I touchscreen a matrice digitale potevano essere toccati solo in punti specifici, il che limita gravemente la loro capacità per applicazioni moderne come il disegno. Il motivo di ciò è che gli strati superiore e inferiore di questi schermi non erano completamente rivestiti di ITO (come avviene con gli altri touchscreen resistivi).
Invece, i touchscreen a matrice digitale avevano strisce di rivestimento ITO verticali ed orizzontali. Ad esempio, lo strato inferiore aveva strisce ITO verticali e lo strato superiore aveva strisce orizzontali. Quando premuto, i rivestimenti ITO si intersecavano in punti specifici che venivano poi registrati come punto di contatto. Tuttavia, questo significava anche che c'era molto "spazio morto".
Vantaggi
I touchscreen resistivi presentano diversi vantaggi che li rendono utili per determinate applicazioni moderne.
Innanzitutto, questi touchscreen incorporano una tecnologia piuttosto semplice rispetto ad altre forme di touchscreen. Per questo motivo, sono economici e utilizzati in situazioni in cui il costo ha un peso significativo. Ciò significa che si trovano in dispositivi elettronici economici per i consumatori, nonché in implementazioni su larga scala di chioschi pubblici.
A causa del modo in cui registrano il tocco, i touchscreen resistivi sono anche utilizzati per applicazioni in cui gli utenti devono indossare i guanti. Ciò significa che sono ampiamente utilizzati per applicazioni industriali operative in cui l'uso dei guanti è obbligatorio.
Svantaggi
I touchscreen resistivi presentano anche alcuni significativi svantaggi che li rendono inadatti per ambienti commerciali e/o industriali.
Innanzitutto, il rischio di usura è significativo perché questi touchscreen utilizzano strati flessibili per registrare il tocco. Per questo motivo, la reattività può ridursi nel tempo o diventare inaccurata, rendendoli meno adatti per applicazioni critiche o in cui sono necessari gesti precisi.
In secondo luogo, in generale, i touchscreen resistivi hanno una minore nitidezza ottica rispetto, ad esempio, ai touchscreen capacitivi. Questo perché quelli resistivi utilizzano due strati con un piccolo spazio d'aria in mezzo. Anche in questo caso, non è ideale per situazioni in cui è necessaria un'ottima nitidezza ottica.
In terzo luogo, i touchscreen resistivi sono tipicamente incapaci di registrare più tocchi contemporaneamente. Anche in questo caso, questo è dovuto al modo in cui sono costruiti.
Alcuni di questi touchscreen ora hanno una certa funzionalità a 2 tocchi, consentendo gesti di pizzico/zoom. Tuttavia, il multi-touch a 10 punti è tipicamente più comune nei touchscreen capacitivi. Questo significa che i touchscreen resistivi non vengono utilizzati in situazioni in cui è necessario registrare molti tocchi contemporaneamente, il che è abbastanza comune nelle applicazioni commerciali o industriali.
Touchscreen Resistivi e Capacitivi
Esistono molti tipi di touchscreen. Quelli più comunemente utilizzati nelle applicazioni odierne sono i touchscreen capacitivi e resistivi. I touchscreen resistivi erano comunemente la norma, tuttavia, sono stati superati dai touchscreen capacitivi circa nel 2010.
Come indicato, i touchscreen resistivi sono ancora principalmente utilizzati in alcune nicchie. Ad esempio, negli ambienti industriali dove è necessario indossare i guanti. D'altra parte, i touchscreen capacitivi sono la norma al giorno d'oggi per praticamente tutti gli altri utilizzi commerciali, industriali e consumer.
Ciò è dovuto al fatto che i touchscreen capacitivi non sono soggetti ad usura poiché consistono solo in uno strato di vetro anziché in due strati flessibili. Inoltre, i touchscreen capacitivi spesso hanno la capacità multi-touch, oltre a una maggiore reattività in generale. Questo rende i touchscreen capacitivi un prodotto superiore in molte applicazioni.
