作者： Abhishek Jadhav

觸摸屏技術(shù)徹底改變了人類操作員與工廠和工業(yè)場(chǎng)所復(fù)雜機(jī)器的交互方式。

受到智能手機(jī)和平板電腦精確且直觀的界面的啟發(fā)，制造商已在工廠車間采用電容式觸摸屏（圖 1）以復(fù)制這種用戶友好的體驗(yàn)。但電容式顯示屏真的能滿足工業(yè)環(huán)境的需求嗎？

圖 1：[Seeed] Studio [reTerminal] 采用 5 英寸 IPS 電容式多點(diǎn)觸控屏幕，分辨率為 1280 x 720。（圖片來源：Seeed Studio）

當(dāng)工廠車間操作員戴著手套點(diǎn)按電容式觸摸屏卻沒有任何反應(yīng)時(shí)，我們可以發(fā)現(xiàn)消費(fèi)設(shè)計(jì)與工業(yè)現(xiàn)實(shí)之間的脫節(jié)是顯而易見的。

如果工廠車間操作員戴著手套難以記錄輸入，則后果可能很嚴(yán)重。可能的后果包括工作流程中斷、關(guān)鍵任務(wù)場(chǎng)景中的延遲響應(yīng)，甚至是在時(shí)間敏感操作中出現(xiàn)潛在安全風(fēng)險(xiǎn)。

電容式界面也會(huì)遇到電磁干擾的問題。在電磁噪聲普遍存在的工廠環(huán)境中，干擾水平可能會(huì)導(dǎo)致響應(yīng)不一致的問題并進(jìn)一步降低準(zhǔn)確性。

盡管它們提供了更好的用戶交互，但它們?cè)诔睗?、化學(xué)物質(zhì)暴露和溫度波動(dòng)等極端操作條件下表現(xiàn)不佳，這引發(fā)了人們對(duì)它們?cè)诠I(yè)應(yīng)用中適用性的擔(dān)憂。

此外，在食品加工廠和制造工廠等地方，這些屏幕經(jīng)常暴露在惡劣的環(huán)境中，這使得它們固有的局限性更加嚴(yán)重。由于存在這些挑戰(zhàn)，許多行業(yè)正在轉(zhuǎn)向更強(qiáng)大、更具成本效益的替代方案。

電阻式觸摸案例

電阻式觸摸屏（圖 2）通過檢測(cè)施加在界面上的壓力來發(fā)揮作用。這種設(shè)計(jì)由柔性外層和剛性內(nèi)層組成，兩層均涂有導(dǎo)電材料，并由填充有絕緣隔離層的薄間隙隔開。

圖 2：[NKK Switches] [電阻式觸摸屏] 具有 RS232 和 USB 通信接口。（圖片來源：NKK Switches）

這種結(jié)構(gòu)使得兩層在施加壓力時(shí)能夠接觸，無論是用手指還是觸針，即使操作員戴著手套，亦可完成電路回路。雖然電阻式觸摸屏具有不錯(cuò)的精度，但它們無法提供與電容觸摸屏相同的精度水平。

對(duì)于工業(yè)環(huán)境，電阻式觸摸屏具有防水、防塵以及在某些情況下防化學(xué)物質(zhì)的能力。與電容式顯示器相比，它們的制造成本更低，適合需要大屏幕的應(yīng)用。

然而，電阻式觸摸也存在缺點(diǎn)。精度有限和無法支持多點(diǎn)觸控手勢(shì)會(huì)限制其在高級(jí)交互場(chǎng)所中的應(yīng)用。對(duì)于需要堅(jiān)固解決方案的應(yīng)用，就需要兼具耐用性和高精確度。為此制造商正在推出增強(qiáng)電容技術(shù)。

增強(qiáng)電容式界面

制造商正在開發(fā)增強(qiáng)投射式電容 (PCAP) 觸摸屏，它結(jié)合了現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)勢(shì)以及更高的耐用性和抗外部干擾能力。這些屏幕具有涂有透明導(dǎo)體的絕緣層，有助于減輕電磁干擾引起的電容噪聲。

增強(qiáng) PCAP 觸摸屏（圖 3）專為惡劣條件而設(shè)計(jì)，具有防刮擦性能，即使暴露在污垢、灰塵、油脂和水中也能保持可靠的性能。它們能夠同時(shí)識(shí)別多個(gè)觸摸點(diǎn)，因此它們對(duì)需要多點(diǎn)觸控輸入進(jìn)行機(jī)器控制和數(shù)據(jù)訪問的動(dòng)態(tài)應(yīng)用至關(guān)重要。

圖 3：[Schurter Incorporated] [電容式觸摸屏觸摸套件] 的工作溫度范圍為 -10°C 至 +70°C。（圖片來源：Schurter Incorporated）

升級(jí)的光學(xué)性能確保其集成到平板電腦和工業(yè)顯示器中時(shí)具有高透射率和清晰的視覺效果。

PCAP 觸摸屏的設(shè)計(jì)不僅更加堅(jiān)固，還能承受各種溫度變化。因此，它們可以部署在建筑工地、戶外遠(yuǎn)程裝置、遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)施和物流運(yùn)營(yíng)環(huán)境中。

結(jié)語(yǔ)

電容式觸摸屏適合工業(yè)環(huán)境是否被夸大并沒有直接的答案。是消費(fèi)級(jí)多點(diǎn)觸控電容式界面、低成本電阻式觸摸屏，還是更先進(jìn)的 PCAP，理想選擇取決于戴手套操作、潮濕和化學(xué)物質(zhì)暴露等具體要求。