Chọn công nghệ màn hình cảm ứng phù hợp cho HMI công nghiệp của bạn

Giới thiệu

Màn hình cảm ứng là bộ phận-được sử dụng nhiều nhấtbất kỳ HMI công nghiệp nào. Người vận hành chạm vào nó hàng trăm lần mỗi ca, thường là khi đeo găng tay, tay ướt hoặc dính dầu, trong môi trường bụi bặm hoặc ẩm ướt. Chọn sai công nghệ cảm ứng và bạn sẽ bị bỏ lỡ thông tin đầu vào, người vận hành cảm thấy bực bội và màn hình sớm bị hỏng.

HMI công nghiệp sử dụng một số công nghệ cảm ứng, mỗi công nghệ có điểm mạnh và điểm yếu riêng biệt. Hướng dẫn này giải thích các tùy chọn chính, cách chúng hoạt động trong điều kiện thực tế tại nhà máy và cách chọn tùy chọn phù hợp cho ứng dụng của bạn.

1. Cái chínhCông nghệ màn hình cảm ứng

1.1 Cảm ứng điện trở

Nó hoạt động như thế nào:Màn hình cảm ứng điện trở có hai lớp linh hoạt được phủ vật liệu điện trở, ngăn cách bằng các chấm nhỏ. Khi bạn nhấn vào màn hình, các lớp sẽ chạm vào điểm đó, tạo ra một bộ chia điện áp mà bộ điều khiển đọc dưới dạng tọa độ.

Đặc điểm chính:

Áp lực-được kích hoạt - hoạt động với mọi vật thể (ngón tay, găng tay, bút cảm ứng, bút)

Chỉ một lần chạm (hầu hết các phiên bản)

Độ rõ quang học thấp hơn (phim nhựa gây ra hiện tượng chói và khuếch tán)

Chi phí thấp hơn

Dễ bị trầy xước và các vật sắc nhọn

Có thể bị ảnh hưởng bởi nước trên bề mặt (chạm nhầm)

Tốt nhất cho:Người vận hành đeo găng tay,-chi phí triển khai nhạy cảm, giao diện một lần chạm đơn giản.

1.2 Cảm ứng điện dung dự kiến ​​(PCAP)

Nó hoạt động như thế nào:Màn hình cảm ứng điện dung có một lưới các điện cực trong suốt trên nền thủy tinh. Khi một vật dẫn điện (như ngón tay) đến gần, nó sẽ làm nhiễu loạn trường tĩnh điện và bộ điều khiển sẽ tính toán vị trí chạm.

Đặc điểm chính:

Vật dẫn điện cần có - ngón tay trần hoạt động; găng tay tiêu chuẩn không

Hỗ trợ-cảm ứng đa điểm (chụm, thu phóng, vuốt)

Độ rõ quang học tuyệt vời (bề mặt kính, không có màng nhựa)

Độ bền cao và khả năng chống trầy xước-(kính)

Giọt nước có thể gây ra cảm ứng sai (trừ khi được thiết kế chống thấm nước)

Chi phí cao hơn điện trở

Có sẵn các biến thể chế độ găng tay-(cảm biến dày hơn, bộ điều khiển chuyên dụng)

Tốt nhất cho:Môi trường sạch sẽ, ứng dụng-cảm ứng đa điểm, giao diện HMI hiện đại, màn hình-rõ ràng cao.

1.3 Sóng âm bề mặt (SAW)

Nó hoạt động như thế nào:SAW sử dụng sóng siêu âm truyền qua bề mặt kính bằng đầu dò. Một cú chạm sẽ hấp thụ một phần năng lượng sóng và bộ điều khiển sẽ đo mức suy giảm để tìm điểm tiếp xúc.

Đặc điểm chính:

Hoạt động với ngón tay, bàn tay đeo găng hoặc bút cảm ứng mềm

Độ rõ quang học tuyệt vời (thủy tinh nguyên chất, không có lớp phủ)

Không có yêu cầu dẫn điện

Có thể bị ảnh hưởng bởi các chất gây ô nhiễm trên bề mặt (bụi, dầu)

Không phù hợp với găng tay nặng hoặc vật cứng

Chi phí vừa phải

Ít phổ biến hơn trong HMI công nghiệp ngày nay

Tốt nhất cho:Các ki-ốt trong nhà, môi trường sạch sẽ,-độ rõ nét cao mà không-sử dụng găng tay.

1.4 Cảm ứng hồng ngoại (IR)

Nó hoạt động như thế nào:Khung cảm ứng hồng ngoại xếp dọc viền bằng đèn LED và bộ tách sóng quang, tạo ra một lưới chùm tia sáng vô hình. Một cú chạm sẽ làm gián đoạn các chùm tia và bộ điều khiển sẽ xác định vị trí.

Đặc điểm chính:

Hoạt động với mọi vật thể - ngón tay, găng tay, bút cảm ứng, thậm chí cả bút

Không có lớp phủ trên màn hình (độ rõ nét tuyệt vời)

Có thể ở định dạng lớn (lên tới 100"+)

Hỗ trợ-cảm ứng đa điểm

Viền phải sạch - bụi/mảnh vụn có thể chặn chùm tia

Dễ bị ảnh hưởng bởi ánh sáng mặt trời trực tiếp

Chi phí cao hơn, khung bezel lớn hơn

Tốt nhất cho:Màn hình lớn, ki-ốt, ứng dụng yêu cầu-tiếp xúc trực tiếp với vật thể, môi trường trong nhà sạch sẽ.

1.5 Găng tay-Chế độ điện dung (PCAP chuyên dụng)

Nó hoạt động như thế nào:Một biến thể của điện dung dự kiến ​​với lớp cảm biến dày hơn và phần mềm điều khiển chuyên dụng giúp phát hiện tín hiệu yếu hơn thông qua găng tay. Một số mô hình còn bao gồm các thuật toán loại bỏ nước.

Đặc điểm chính:

Hoạt động với găng tay làm việc mỏng đến trung bình (bông, nitrile, mủ cao su)

Có thể không hoạt động với găng tay cách điện nặng

Hỗ trợ-cảm ứng đa điểm được giữ lại

Độ rõ quang học tốt

Hiện có sẵn các biến thể chống nước-

Chi phí cao hơn PCAP tiêu chuẩn

Yêu cầu hiệu chuẩn cho các loại găng tay cụ thể

Tốt nhất cho:Các tầng của nhà máy nơi người vận hành đeo găng tay nhẹ-đến-trung bình nhưng muốn có độ bền-cảm ứng đa điểm và kính.

2. So sánh từng bên

3. Các yếu tố môi trường công nghiệp chính

3.1 Khả năng tương thích của găng tay

Đây là yếu tố quan trọng nhất đối với HMI của nhà máy.

Không có găng tay→ Bất kỳ công nghệ nào cũng có tác dụng; PCAP mang lại trải nghiệm tốt nhất

Găng tay nhẹ (nitril, latex, cotton)→ Chế độ găng tay PCAP hoặc điện trở

Găng tay loại vừa (da, găng tay lao động)→ Điện trở hoặc hồng ngoại

Găng tay nặng/cách nhiệt (kho lạnh, xây dựng)→ Điện trở hoặc hồng ngoại; PCAP sẽ không hoạt động

Mẹo thực tế:Nếu người vận hành đeo các loại găng tay khác nhau trong các ca làm việc thì điện trở là lựa chọn an toàn nhất - nó hoạt động với bất kỳ vật gì tạo áp lực.

3.2 Nước và độ ẩm

Tay ướt hoặc bị bắn tung tóe→ PCAP điện trở và tiêu chuẩn có thể ghi lại những lần chạm sai từ nước. Hãy tìm bộ điều khiển PCAP loại bỏ nước-hoặc sử dụng điện trở có thiết kế vòng-nhỏ giọt.

Môi trường rửa trôi→ Chọn một thiết bị kín hoàn toàn (IP{0}}) có chế độ PCAP điện trở hoặc găng tay-có khả năng chống nước. Việc niêm phong vỏ bọc quan trọng hơn công nghệ cảm ứng ở đây.

Sự ngưng tụ→ Kho lạnh-và khu vực có độ ẩm-cao có thể gây ra hiện tượng ngưng tụ trên màn hình. Điện trở xử lý việc này tốt hơn PCAP tiêu chuẩn.

3.3 Bụi, dầu và chất gây ô nhiễm

Môi trường bụi bặm (dệt may, gỗ, kim loại)→ Điện trở hoặc PCAP có kính kín. SAW và IR có thể thất bại do các chất gây ô nhiễm cản trở hệ thống sóng/chùm tia.

Môi trường có dầu (gia công, chế biến thực phẩm)→ Kính PCAP dễ lau chùi hơn nhựa điện trở. Tuy nhiên, dầu trên PCAP có thể gây ra lỗi chạm - hãy tìm chương trình cơ sở loại bỏ dầu.

Tiếp xúc với hóa chất→ Kiểm tra xem vật liệu bề mặt cảm ứng có chịu được hóa chất tẩy rửa của bạn không. Kính (PCAP) thường chống lại hóa chất tốt hơn màng nhựa (điện trở).

3.4 Rung và Sốc

Máy rung-cao→ Điện trở và PCAP đều ở trạng thái-rắn và xử lý rung tốt. Đầu dò SAW có thể bị ảnh hưởng bởi rung động mạnh.

Chống va đập→ Kính PCAP với lớp kính phủ cường lực (tương đương Gorilla Glass) chống va đập tốt hơn màng nhựa điện trở. Nhưng kính PCAP bị nứt có nghĩa là hỏng hoàn toàn, trong khi điện trở có thể tiếp tục hoạt động dù có vết xước.

3.5 Độ rõ quang học và ánh sáng mặt trời

Nhà máy sáng sủa/ngoài trời→ PCAP (thủy tinh) có độ trong suốt tốt hơn và ít chói hơn điện trở (màng nhựa). Kết hợp với màn hình có độ sáng-cao (500+ nit) và liên kết quang học.

Góc nhìn rộng→ PCAP và SAW mang lại độ rõ-góc nhìn tốt nhất. Màng nhựa của điện trở có thể gây ra sự chuyển màu ở các góc.

3.6 Yêu cầu-Cảm ứng đa điểm

HMI đơn giản (nút, nhập dữ liệu)→ Điện trở cảm ứng đơn- là đủ và rẻ hơn

Giao diện người dùng hiện đại (thu phóng chụm, vuốt, cử chỉ)→ PCAP (chế độ tiêu chuẩn hoặc găng tay-) hoặc hồng ngoại

Vẽ/chụp chữ ký→ Điện trở với bút cảm ứng hoặc PCAP với bút cảm ứng hoạt động

4. Đề xuất dựa trên ứng dụng{1}}

5. Cách chọn: Từng bước

Bước 1: Xác định môi trường vận hành

Người vận hành có đeo găng tay không? Loại gì?

Tay có bị ướt, dính dầu hoặc bẩn không?

Màn hình có bị dính nước, bụi, hóa chất không?

Bước 2: Xác định giao diện người dùng

Các nút và nhập dữ liệu đơn giản →-chạm một lần là được

Cử chỉ, thu phóng, vuốt → cần-cảm ứng đa điểm (PCAP hoặc IR)

Đầu vào bút cảm ứng hoặc chữ ký → điện trở hoặc PCAP với bút cảm ứng hoạt động

Bước 3: Đánh giá mối nguy môi trường

Bụi → tránh SAW và IR

Nước → tìm nước-loại bỏ PCAP hoặc sử dụng điện trở

Hóa chất → thủy tinh (PCAP) có khả năng chống chịu tốt hơn nhựa (điện trở)

Rung → điện trở hoặc PCAP; tránh CƯA

Bước 4: Xem xét tổng chi phí sở hữu

Điện trở trả trước rẻ hơn nhưng có thể cần thay thế sớm hơn (trầy xước, mòn)

PCAP có chi phí trả trước cao hơn nhưng thời lượng sử dụng lâu hơn (kính,{0}}chống trầy xước)

Yếu tố về chi phí thay thế, thời gian ngừng hoạt động và sự thất vọng của người vận hành

Bước 5: Kiểm tra trước khi mua

Yêu cầu một đơn vị mẫu và kiểm tra nó với:

Người vận hành găng tay thực tế đeo

Điều kiện nước/dầu/bụi thực tế

Phần mềm HMI thực tế của bạn

Vị trí lắp đặt và ánh sáng dự định

6. Những quan niệm sai lầm phổ biến

"Điện dung hoàn toàn không hoạt động với găng tay."PCAP tiêu chuẩn thì không, nhưng PCAP ở chế độ đeo găng tay-với bộ điều khiển chuyên dụng hoạt động với găng tay nhẹ-đến-trung bình. Kiểm tra với găng tay cụ thể của bạn.

"Điện trở đã lỗi thời."Điện trở vẫn là lựa chọn tốt nhất cho găng tay nặng, môi trường ẩm ướt và các ứng dụng nhạy cảm về chi phí. Nó không hề lỗi thời - nó có mục đích-được xây dựng cho những điều kiện đó.

"Có nhiều điểm tiếp xúc hơn=tốt hơn."Hầu hết HMI công nghiệp chỉ cần một-chạm một hoặc hai{1}}chạm. Cảm ứng đa điểm làm tăng thêm chi phí và độ phức tạp. Chọn dựa trên yêu cầu giao diện người dùng thực tế của bạn.

"Công nghệ cảm ứng là tất cả những gì quan trọng."Lớp niêm phong vỏ (xếp hạng IP), độ sáng màn hình, liên kết quang và chất lượng bộ điều khiển cũng quan trọng không kém. Màn hình PCAP trong vỏ kín kém sẽ bị hỏng trong môi trường rửa trôi.

"Tất cả PCAP đều giống nhau."Chất lượng bộ điều khiển rất khác nhau. Bộ điều khiển PCAP giá rẻ có khả năng chống ồn kém, chạm sai và phản hồi chậm. PCAP cấp công nghiệp-sử dụng bộ điều khiển chuyên dụng với tính năng chống thấm nước, chế độ đeo găng tay và bảo vệ EMC.

7. Xu hướng tương lai

Chế độ găng tay-PCAP trở thành tiêu chuẩn- Nhiều máy tính bảng công nghiệp được cung cấp mặc định-có khả năng cảm ứng điện dung bằng găng tay, thay thế điện trở trong nhiều ứng dụng.

Từ chối nước và dầu- Các thuật toán điều khiển nâng cao có thể phân biệt giữa thao tác chạm ngón tay và các giọt nước hoặc vết dầu.

Cảm biến lực- Một số công nghệ mới có thể phát hiện mức áp suất, tạo điều kiện cho các phương thức tương tác mới.

Lớp phủ chống vi khuẩn- Đối với các ứng dụng thực phẩm, y tế và dược phẩm, hãy chạm vào bề mặt bằng ion bạc-hoặc các phương pháp xử lý chống-vi khuẩn khác.

Phản hồi xúc giác- Phản hồi xúc giác trên màn hình cảm ứng mô phỏng cảm giác của các nút vật lý, cải thiện độ chính xác mà không cần rời mắt khỏi máy.

Phần kết luận

Việc chọn công nghệ màn hình cảm ứng phù hợp cho HMI công nghiệp của bạn là kết hợp công nghệ với các điều kiện thực tế mà người vận hành phải đối mặt với - găng tay, nước, bụi, dầu, độ rung và chính giao diện người dùng. Điện trở vẫn là thiết bị phù hợp cho môi trường khắc nghiệt và găng tay nặng. Điện dung dự kiến ​​(đặc biệt là các biến thể chế độ-găng tay và-chống nước) mang lại độ rõ nét, độ bền cao và-cảm ứng đa điểm cho môi trường sạch hơn hoặc{6}}trung bình. SAW và hồng ngoại phục vụ các ứng dụng thích hợp trong đó cần có-cảm ứng vật thể hoặc màn hình rất lớn.

Cách tiếp cận tốt nhất là xác định môi trường của bạn, thử nghiệm với găng tay và điều kiện thực tế, đồng thời chọn công nghệ cân bằng giữa chi phí trả trước với độ tin cậy lâu dài và sự hài lòng của người vận hành.

Bạn đang tìm kiếm một HMI công nghiệp với công nghệ cảm ứng phù hợp?Chúng tôi cung cấp các máy tính bảng 7"–27" có điện trở, PCAP tiêu chuẩn và các tùy chọn-chế độ găng tay PCAP -, tất cả đều có bảng mặt trước IP65, thiết kế không quạt và bộ điều khiển cấp-công nghiệp. Hãy liên hệ với nhóm kỹ thuật của chúng tôi để chỉ định giải pháp cảm ứng phù hợp cho ứng dụng của bạn.

Từ khóa: màn hình cảm ứng HMI công nghiệp, cảm ứng điện trở và cảm ứng điện dung, chế độ găng tay PCAP, công nghệ cảm ứng công nghiệp, cảm ứng SAW, cảm ứng hồng ngoại, lựa chọn HMI tại nhà máy, màn hình cảm ứng chống nước