Resistieve touchscreens waren een van de eerste touchscreens die veel gebruikt werden. Hun eenvoudige constructie en relatief lage productiekosten maakten ze een bekende vertoning in technologische apparatuur in bepaalde industrieën. Het is echter niet altijd duidelijk wat resistieve touchscreens zijn en hoe ze werken.
Een resistief touchscreen is een touchscreen dat twee lagen heeft, welke zijn gecoat met een geleidend materiaal. Wanneer de twee lagen elkaar raken, meet het systeem de spanning op die specifieke plek, waarna het de x- en y-coördinaten van de aanraking kan bepalen.
In dit artikel zullen we alles doornemen wat u moet weten over de opbouw van deze touchscreens en precies hoe ze aanrakingen meten. We zullen ook veelvoorkomende type resistieve touchscreens bespreken en hoe deze zich verhouden tot moderne alternatieven.
Constructie
Een resistief touchscreen bestaat uit vier lagen die worden gescheiden door afstandhouders en met elkaar verbonden zijn met elektrische verbindingen. Hieronder vindt u een beschrijving van elke laag.
Bovenste laag
De bovenste laag van een resistief touchscreen is meestal gemaakt van een dun, flexibel materiaal zoals PET (polyethyleentereftalaat) of PEN (polyethyleennaftalaat). Deze laag is transparant en is het oppervlak dat gebruikers aanraken.
Afstandshouders
Onder de bovenste laag bevinden zich kleine afstandhouders of een patroon gemaakt van isolatiemateriaal zoals glas of acryl. Deze afstandhouders helpen een gelijke afstand tussen de bovenste en onderste lagen te behouden wanneer er geen druk wordt uitgeoefend. Ook wordt de hoeveelheid druk die nodig is om een aanraking te veroorzaken grotendeels bepaald door de ruimte tussen en de grootte van deze afstandhouders.
Geleidende lagen (ITO)
Onder en boven de afstandhouders bevinden zich geleidende lagen die meestal zijn gemaakt van een transparant materiaal genaamd Indium Tin Oxide (ITO), wat een geleidend metaal is. Deze lagen zijn gecoat aan de onderkant van de bovenste laag en boven op de onderste laag.
Onderste laag
De onderste laag dient als een stabiele basis voor de touchscreen. Het biedt structurele ondersteuning en dient als een basis voor de geleidende lagen. Vaak is dit glas.
Elektrische verbindingen
Elke geleidende laag is verbonden met het de touchscreencontroller (het brein van het systeem) via elektrische verbindingen. Er is een controller nodig om de invoer van het elektrische systeem 'te lezen' om precies de juiste locatie van de aanraking te identificeren.
In 4-draads en 8-draads resistieve touchscreens zit aan elk kant van het scherm twee draden welke zijn verbonden met de controller. Deze zijn nodig om de aanraking te registreren.
5-draads touchscreens deze draden niet, maar gebruiken elektroden die op elke hoek van het onderste laag zijn geplaatst. Deze elektroden zijn verbonden door draden langs de omtrek van de onderste laag. Deze touchscreens hebben ook een 5e draad die is geïntegreerd in de bovenste PET-laag.
Soorten resistieve touchscreens
Gedurende de jaren hebben resistieve touchscreens verschillende veranderingen ondergaan. De vier meest voorkomende worden hieronder genoemd.
4-draads
4-draads touchscreens hebben twee draden aan de linkerkant van de bovenste PET-laag en twee draden aan de rechterkant. De onderste glaslaag heeft ook twee draden aan de onderkant en twee aan de bovenkant. Deze draden worden X+ (links), X- (rechts), Y+ (boven) en Y- (onder) genoemd.
Er wordt een constant spanningsverschil toegepast op de ITO-laag van het bovenste blad. Stel je bijvoorbeeld voor dat 5V wordt toegepast op de linker draad (X+) en 0V op de rechter draad (X-). Wanneer de bovenste en onderste lagen elkaar raken, wordt een spanning van 2,5V gedetecteerd in het midden.
Dit vertelt het systeem dat de x-coördinaat zich in het midden van het scherm bevindt. Hetzelfde proces wordt gebruikt om de y-coördinaat te vinden met de Y+ en Y- draden. De volgorde van de spanning kan worden omgekeerd, afhankelijk van het systeem.
5-draads
5-draads resistieve touchscreens zijn anders omdat ze het aanraakpunt niet meten op twee verschillende lagen (boven en onder). In plaats daarvan meten deze touchscreens zowel de x- als de y-coördinaat op de onderste laag. Dit betekent dat hun opbouw iets anders is zoals hierboven uitgelegd.
5-draads touchscreens gebruiken de bovenste laag als een spanningsmeter. Deze spanningsmeter meet de afstand van de X- en X+ draad om de x-coördinaat te krijgen en Y- en Y+ om de y-coördinaat te krijgen. 4-draads en 5-draads touchscreens meten dus coördinaten op vergelijkbare wijze, alleen op een net iets andere manier.
8-draads
8-draads resistieve touchscreens zijn grotendeels vergelijkbaar met 4-draads touchscreens. Elke zijde van het scherm heeft echter een extra draad die is bevestigd aan een elektrode. Als het gaat om het registreren van aanraking, functioneert dit display alsof het een 4-draads touchscreen is.
De reden dat 8-draads touchscreens bestaan, is omdat ze een aanpassing zijn op 4-draads touchscreens en hun tekortkomingen. Eerdere generaties 4-draads touchscreens moesten het scherm kalibreren als ze werden aangezet, terwijl ze ook regelmatige kalibratie van het scherm gedurende de levensduur nodig hadden.
De extra draden in een 8-draads touchscreen bieden een extra set metingen. Deze metingen worden gebruikt om het scherm automatisch opnieuw te kalibreren wanneer de spanning van de andere 4 draden niet meer lijkt te kloppen.
In de afgelopen jaren zijn 8-draads resistieve touchscreens niet heel populair geworden. Dit komt voornamelijk door de verbeterde kwaliteit van 4-draads touchscreens en de ontwikkeling van 5-draads resistieve touchscreens.
Digitale matrix
De voorloper van de eerder besproken touchscreens is het digitale matrix resistieve touchscreen. Tegenwoordig worden deze touchscreens niet meer gebruikt in moderne technologie.
Digitale matrix touchscreens konden alleen op specifieke punten worden aangeraakt, wat hun capaciteit voor moderne toepassingen zoals tekenen ernstig beperkte. De reden hiervoor is dat de bovenste en onderste lagen van deze schermen niet volledig waren gecoat met ITO (zoals het geval is bij andere resistieve touchscreens).
In plaats daarvan hadden digitale matrix touchscreens strepen van verticale en horizontale ITO-coatings. Bijvoorbeeld, verticale ITO-strepen op de onderste laag, en horizontale strepen op de bovenste laag. Wanneer erop werd gedrukt, raakten de ITO-coatings elkaar op specifieke punten, wat dan werd geregistreerd als een aanraking. Dit betekent echter ook dat er veel punten waren waar deze aanraking niet geregistreerd kon worden.
Voordelen
Resistieve touchscreens hebben verschillende voordelen die ze nuttig maken voor bepaalde moderne toepassingen.
Ten eerste bevatten deze touchscreens vrij eenvoudige technologie vergeleken met andere vormen van touchscreens. Daarom zijn ze kosteneffectief en worden ze gebruikt in situaties waarin kosten belangrijk zijn. Dit betekent dat u ze zult vinden in budgetvriendelijke consumentenelektronica, net als openbare kiosken.
Vanwege de manier waarop ze aanraking registreren, worden resistieve touchscreens ook gebruikt voor toepassingen waarbij gebruikers handschoenen moeten dragen. Dit betekent dat ze veel worden gebruikt voor operationele industriële toepassingen waarbij het dragen van handschoenen verplicht is.
Nadelen
Resistieve touchscreens hebben ook enkele grote nadelen die ze ongeschikt maken voor serieuze commerciële en/of industriële omgevingen.
Ten eerste is het risico op slijtage groot omdat deze touchscreens flexibele lagen gebruiken om aanraking te registreren. Om deze reden kan de gevoeligheid in de loop van de tijd afnemen of onnauwkeurig worden, waardoor ze minder geschikt zijn voor toepassingen die heel belangrijk zijn of waarbij precieze gebaren nodig zijn.
Ten tweede hebben resistieve touchscreens over het algemeen een lagere optische helderheid dan bijvoorbeeld capacitieve touchscreens. Dit komt doordat de resistieve touchscreens twee lagen met een kleine laag lucht ertussen hebben. In gevallen waar een scherp beeld belangrijk is, is dit dus niet ideaal.
Ten derde zijn resistieve touchscreens meestal niet in staat om meerdere aanrakingen tegelijk te registreren. Ook dit komt door de manier waarop ze zijn opgebouwd.
Sommige van deze touchscreens hebben nu wel enige functionaliteit voor dubbele aanrakingen, waardoor knijp-/zoomgebaren mogelijk zijn. Echter, 10-punts multi-touch is typisch gebruikelijker in capacitieve touchscreens. Dit betekent dat resistieve touchscreens niet worden gebruikt in situaties waarbij veel aanrakingen tegelijk moeten worden geregistreerd, wat vrij gebruikelijk is in commerciële of industriële toepassingen.
Resistieve vs. capacitieve touchscreens
Er zijn veel verschillende soorten touchscreens. Degene die het meest worden gebruikt in de hedendaagse toepassingen zijn capacitieve en resistieve touchscreens. Resistieve touchscreens waren vroeger vaak de norm, maar ze zijn ergens rond 2010 ingehaald door capacitieve touchscreens.
Zoals gezegd, hebben resistieve touchscreens voornamelijk nog wat niche-toepassingen. Bijvoorbeeld in industriële omgevingen waar handschoenen moeten worden gedragen. Aan de andere kant zijn capacitieve touchscreens tegenwoordig de norm voor praktisch alle andere commerciële, industriële en consumententoepassingen.
Dit komt doordat capacitieve touchscreens niet gevoelig zijn voor slijtage, omdat ze alleen bestaan uit een glaslaag in plaats van twee flexibele lagen. Ook hebben capacitieve touchscreens vaak de mogelijkheid voor multi-touch, net als een hogere gevoeligheid voor aanraking in het algemeen. Dit maakt capacitieve touchscreens een veel beter product in veel toepassingen.
