Wat een touchscreen eigenlijk is
Een touchscreen is een beeldscherm dat tegelijk als invoerapparaat werkt. Je hebt dus geen aparte muis of toetsenbord nodig om een apparaat te bedienen. Door met je vinger of een stylus het scherm aan te raken, wordt deze aanraking omgezet in elektrische signalen die de elektronica kan verwerken. Afhankelijk van de techniek in het scherm gebeurt dat op een andere manier. De bekendste varianten zijn resistieve en capacitieve touchscreens.
Resistief touchscreen
Bij een resistief touchscreen liggen er twee transparante lagen dicht op elkaar, gescheiden door een dunne ruimte. De lagen zijn aan de binnenkant voorzien van een geleidende coating. Wanneer je op het scherm drukt, raken de twee lagen elkaar precies op die plek. De controller meet vervolgens waar de lagen contact maken door een spanningsverdeling te meten in horizontale en verticale richting. Deze techniek reageert op druk, werkt met vrijwel elk voorwerp en is relatief goedkoop, maar is minder gevoelig en minder helder doordat er extra lagen voor het lcd of oled paneel zitten.
Capacitief touchscreen
Een capacitief touchscreen werkt met elektrische velden. Op of in het glas van het scherm zit een fijn raster van doorzichtige elektroden. Samen vormen ze een soort condensatornetwerk. Je vinger geleidt stroom en heeft een eigen capaciteit ten opzichte van aarde. Zodra je het scherm aanraakt, verandert lokaal de capaciteit in dat raster. Een chip meet continu de kleine veranderingen in capaciteit en berekent zo de exacte positie van je vinger. Deze techniek is erg gevoelig, ondersteunt multi touch gebaren en geeft een helder beeld omdat er minder lagen nodig zijn.
Van aanraking naar actie
Een touchscreen is meer dan alleen een laag op het scherm. Onder de motorkap werkt een combinatie van elektronica en software om jouw aanraking om te zetten naar een concrete actie, zoals het openen van een app of het zoomen in een foto. Dit proces verloopt in een aantal stappen, van detectie tot interpretatie.
Detectie en coördinaten
De touchcontroller scant het elektrodenraster of de resistieve laag met hoge snelheid. Wanneer een verandering wordt gedetecteerd, vertaalt de controller dit naar x en y coördinaten op het scherm. Deze ruwe data wordt gefilterd om ruis te onderdrukken en om kleine trillingen van je vinger te negeren. Zo wordt een stabiel raakpunt berekend. Bij multi touch schermen worden meerdere raakpunten tegelijk herkend en als afzonderlijke coördinaten doorgegeven.
Besturingssysteem en gebaren
De coördinaten worden via een driver naar het besturingssysteem gestuurd, dat ze interpreteert als aanraakevenementen. De software bepaalt of het gaat om een tik, een dubbele tik, een swipe of een knijpbeweging om te zoomen. Applicaties ontvangen deze gebeurtenissen en reageren daarop, bijvoorbeeld door een knop in te drukken of een lijst te laten scrollen. De nauwkeurigheid en snelheid van dit geheel bepalen hoe vloeiend een touchscreen aanvoelt.
Toepassingen en keuzen in schakelingen
Voor elektronicaliefhebbers en ontwerpers is de keuze voor een bepaald type touchscreen afhankelijk van de toepassing. In industriële omgevingen is robuustheid belangrijk en zijn resistieve oplossingen soms nog steeds de beste keuze. In consumentenelektronica is de gebruikservaring doorslaggevend en wordt vrijwel altijd gekozen voor een capacitief scherm. Bij het ontwerpen van een schakeling moet rekening worden gehouden met ruisgevoelige meetelektronica, afscherming, correcte drivers en de voeding van de touchcontroller.
