I touchscreen capacitivi sono sopravvalutati per gli ambienti industriali?

La tecnologia touchscreen ha cambiato radicalmente il modo in cui gli operatori umani interagiscono con le macchine complesse nelle fabbriche e negli ambienti industriali.

Ispirati dalla precisione e dalle interfacce intuitive di smartphone e tablet, i produttori hanno adottato touchscreen capacitivi (Figura 1) per riprodurre quell'esperienza intuitiva in fabbrica. Ma i display capacitivi riescono a soddisfare le esigenze degli ambienti industriali?

Figura 1: Studio reTerminal di Seeed ha uno schermo multi-touch capacitivo IPS da 5 pollici con una risoluzione di 1280 x 720. (Immagine per gentile concessione di Seeed Studio)

La discrepanza tra design per il settore consumer e la realtà industriale si fa evidente quando un operatore di fabbrica che indossa i guanti tocca un touchscreen capacitivo e non succede nulla.

Nelle situazioni in cui gli operatori che indossano i guanti hanno difficoltà a registrare il loro comando, le conseguenze possono essere gravi, da minime interruzioni del flusso di lavoro, a risposte ritardate in scenari mission-critical, ma anche potenziali rischi per la sicurezza in operazioni in cui il fattore tempo è determinante.

Le interfacce capacitive presentano inoltre problemi di interferenze elettromagnetiche. Negli ambienti di fabbrica in cui è presente il rumore elettromagnetico, i livelli di interferenza possono causare problemi di risposte incoerenti e ridurre ulteriormente la precisione.

Sebbene offrano una migliore interazione con l'utente, faticano a funzionare in condizioni operative estreme, con umidità, esposizione a sostanze chimiche e fluttuazioni di temperatura, il che solleva dubbi sulla loro idoneità nelle applicazioni industriali.

Inoltre, in luoghi come gli stabilimenti di trasformazione alimentare e le strutture di produzione, questi schermi sono costantemente esposti a condizioni difficili, il che ne peggiora ulteriormente i limiti intrinseci. A causa di tutto questo, molti settori si stanno orientando verso alternative più robuste ed economicamente vantaggiose.

A difesa del tocco resistivo

I touchscreen resistivi (Figura 2) funzionano rilevando la pressione applicata all'interfaccia. Il design è costituito da uno strato esterno flessibile e da uno strato interno rigido, entrambi rivestiti in un materiale conduttivo e separati da un sottile spazio vuoto riempito con distanziali isolanti.

Figura 2: Il touchscreen resistivo di NKK Switches dispone di interfacce di comunicazione RS232 e USB. (Immagine per gentile concessione di NKK Switches)

Questo design consente ai due strati di entrare in contatto quando viene applicata una pressione, sia con un dito che con uno stilo, anche se l'operatore indossa i guanti, completando così un circuito elettrico. Sebbene i touchscreen resistivi offrano una discreta accuratezza, non garantiscono lo stesso livello di precisione dei touchscreen capacitivi.

Negli ambienti industriali, i touchscreen resistivi sono resistenti all'acqua, alla polvere e, in alcuni casi, alle sostanze chimiche. Sono più convenienti rispetto alle loro controparti capacitive, il che li rende adatti alle applicazioni in cui sono richiesti schermi di grandi dimensioni.

Tuttavia, il tocco resistivo comporta uno svantaggio. La limitata precisione e l'impossibilità di supportare gesti multi-touch possono limitarne l'applicabilità in contesti interattivi avanzati. Per le applicazioni che richiedono una soluzione robusta, durevole e con una maggiore precisione, i produttori stanno potenziando la tecnologia capacitiva.

Interfacce capacitive rinforzate

I produttori stanno sviluppando touchscreen PCAP (capacitivi proiettati) rinforzati che combinano i vantaggi delle tecnologie esistenti con una maggiore durata e resistenza alle interferenze esterne. Questi schermi sono dotati di uno strato isolante rivestito da un conduttore trasparente, che aiuta ad attenuare il rumore capacitivo causato dalle interferenze elettromagnetiche.

Progettati per condizioni difficili, i touchscreen PCAP rinforzati (Figura 3) sono resistenti ai graffi e assicurano prestazioni affidabili anche se esposti a sporcizia, polvere, grassi e acqua. La loro capacità di riconoscere più punti di contatto simultaneamente li rende fondamentali per le applicazioni dinamiche che richiedono input multi-touch per il controllo delle macchine e l'accesso ai dati.

Figura 3: Il touchkit con touchscreen capacitivo di Schurter Incorporated ha un ampio intervallo della temperatura di funzionamento da -10 °C a +70 °C. (Immagine per gentile concessione di Schurter Incorporated)

Le prestazioni ottiche migliorate garantiscono un'elevata trasmissività e immagini nitide per l'integrazione in PC a pannello e display industriali.

Per aumentare ulteriormente la robustezza, i touchscreen PCAP sono progettati per resistere a un'ampia gamma di variazioni termiche. Possono quindi essere impiegati in cantieri edili, installazioni remote all'aperto e di monitoraggio remoto e operazioni logistiche.

Conclusione

Non esiste una risposta definitiva al quesito se i touchscreen capacitivi siano sopravvalutati per gli ambienti industriali. La scelta ideale tra interfacce capacitive multi-touch di tipo consumer, touchscreen resistivi a basso costo e PCAP più avanzati dipende dai requisiti specifici di utilizzo con guanti, in presenza di umidità ed esposizione a sostanze chimiche.