¿Qué es una tecnología de pantalla táctil y su funcionamiento?

La tecnología de las pantallas táctiles es el tipo de manipulación directa de la tecnología basada en los gestos. La manipulación directa es la capacidad de manipular el mundo digital dentro de una pantalla. Una pantalla táctil es una pantalla visual electrónica capaz de detectar y localizar un toque sobre su área de visualización. En general, se trata de tocar la pantalla del dispositivo con un dedo o con la mano. Esta tecnología es la más utilizada en ordenadores, máquinas interactivas, teléfonos inteligentes, tabletas, etc. para sustituir la mayoría de las funciones del ratón y el teclado.

La tecnología de pantalla táctil existe desde hace varios años, pero la tecnología de pantalla táctil avanzada ha avanzado a pasos agigantados recientemente. Las empresas están incluyendo esta tecnología en más productos. Las tres tecnologías de pantalla táctil más comunes son la resistiva, la capacitiva y la SAW (onda acústica superficial). La mayoría de los dispositivos de pantalla táctil de gama baja contienen una placa enchufable de circuito impreso estándar y se utilizan con el protocolo SPI. El sistema tiene dos partes, a saber: el hardware y el software. La arquitectura de hardware consiste en un sistema autónomo integrado que utiliza un microcontrolador de 8 bits, varios tipos de interfaz y circuitos de controladores. El controlador de software del sistema se desarrolla utilizando un lenguaje de programación C interactivo.

¿Qué es una tecnología de pantalla táctil?

Una tecnología de pantalla táctil es el conjunto de un panel táctil y un dispositivo de visualización. Generalmente, un panel táctil está cubierto por una pantalla visual electrónica dentro de un sistema de procesamiento. En este caso, la pantalla es un LCD o un OLED, mientras que el sistema es normalmente como un smartphone, una tableta o un ordenador portátil. Un consumidor puede dar entrada a través de simples gestos táctiles moviendo la pantalla con un lápiz especial o con los dedos. En algunos tipos de pantallas táctiles, se utilizan guantes normales o recubiertos para que funcionen correctamente, mientras que otros pueden funcionar simplemente con la ayuda de un lápiz especial.

El operador utiliza la pantalla táctil para responder a lo que se muestra y, si el software del dispositivo lo permite, para controlar cómo se puede exhibir, como el zoom de la pantalla para mejorar el tamaño del texto. Así, la pantalla táctil permite al operador comunicarse directamente a través de la información mostrada en lugar de utilizar un panel táctil, un ratón, etc. Las pantallas táctiles se utilizan en diferentes dispositivos como ordenadores personales, consolas de juegos, EVMs, etc. Las pantallas táctiles también son esenciales en instituciones educativas como las aulas de los colegios.

¿Quién inventó la pantalla táctil?

El primer concepto de pantalla táctil fue descrito y publicado en el año 1965 por E.A. Johnson. Entonces, la primera pantalla táctil fue desarrollada en los años 70 por los ingenieros del CERN, concretamente Bent Stumpe 7 Frank Beck. El primer dispositivo de pantalla táctil fue creado y utilizado en el año 1973. La primera pantalla táctil resistiva fue diseñada en 1975 por George Samuel Hurst, pero no fue lanzada y utilizada hasta 1982.

¿Cómo funciona la tecnología de pantalla táctil?

Los distintos tipos de tecnología de pantalla táctil funcionan con métodos diferentes. Algunas pueden detectar simplemente un dedo a la vez y se confunden mucho si intentas pulsar en dos posiciones a la vez. Otros tipos de pantallas pueden notar y diferenciar simplemente la pulsación de una tecla a la vez. Hay diferentes componentes utilizados en la tecnología de pantalla táctil que incluyen lo siguiente

Funcionamiento del panel de pantalla táctil

Una pantalla táctil básica tiene un sensor táctil, un controlador y un controlador de software como tres componentes principales. La pantalla táctil debe combinarse con una pantalla y un PC para crear un sistema de pantalla táctil.

Sensor táctil

El sensor suele tener una corriente o señal eléctrica que lo atraviesa y al tocar la pantalla se produce un cambio en la señal. Este cambio se utiliza para determinar la ubicación del toque de la pantalla.

Controlador

Se conectará un controlador entre el sensor táctil y el PC. Toma la información del sensor y la traduce para que la entienda el PC. El controlador determina qué tipo de conexión se necesita.

Controlador de software

Permite que los ordenadores y las pantallas táctiles trabajen juntos. Indica al sistema operativo cómo interactuar con la información de eventos táctiles que se envía desde el controlador.

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Modos de la pantalla táctil

El funcionamiento de la pantalla táctil puede hacerse de diferentes maneras, como un solo toque, un doble toque, tocar y mantener, deslizar, pellizcar.

  • En un toque simple, se utiliza un solo toque en la pantalla para abrir una aplicación o elegir un objeto.
  • En el doble toque, se utilizan varios toques para servir a diferentes funcionalidades como hacer zoom en la pantalla, elegir una palabra o un conjunto de palabras.
  • La opción de tocar y mantener pulsado se utiliza principalmente para elegir un objeto y arrastrarlo, y también da la opción de desbloquear la pantalla o encenderla/apagarla.
  • Deslizar el dedo por la pantalla se utiliza para escribir las letras mediante el teclado de la pantalla. También se utiliza para mover las páginas de derecha a izquierda y también para cerrar aplicaciones no deseadas.
  • Al pellizcar, se utilizan dos dedos para acercar o alejar la pantalla.

Tipos de tecnología de pantalla táctil

La pantalla táctil es un dispositivo sensorial bidimensional formado por 2 hojas de material separadas por espaciadores. Hay cuatro tecnologías principales de pantallas táctiles: Resistiva, Capacitiva, Ondas Acústicas Superficiales (SAW) e Infrarrojos (IR).

Resistiva

La pantalla táctil resistiva se compone de una capa superior flexible de polietileno y una capa inferior rígida de vidrio separadas por puntos aislantes, unidas a un controlador de pantalla táctil. Los paneles de la pantalla táctil resistiva son más asequibles, pero sólo ofrecen el 75% del monitor de luz y la capa puede dañarse con objetos afilados. La pantalla táctil resistiva se divide a su vez en pantalla táctil resistiva de 4, 5, 6, 7 y 8 hilos. El diseño de construcción de todos estos módulos es similar, pero hay una gran distinción en cada uno de sus métodos para determinar las coordenadas del tacto.

Capacitivo

Un panel de pantalla táctil capacitiva está recubierto de un material que almacena cargas eléctricas. Los sistemas capacitivos pueden transmitir hasta el 90% de la luz del monitor. Se divide en dos categorías. En la tecnología capacitiva de superficie, sólo una cara del aislante está recubierta con una capa conductora.

Cuando un dedo humano toca la pantalla, se produce la conducción de cargas eléctricas sobre la capa no recubierta, lo que da lugar a la formación de un condensador dinámico. El controlador detecta entonces la posición del toque midiendo el cambio de la capacitancia en las cuatro esquinas de la pantalla.

En la tecnología capacitiva proyectada, la capa conductora (óxido de indio y estaño) se graba para formar una red de múltiples electrodos horizontales y verticales. Se trata de una detección a lo largo de los ejes X e Y mediante un patrón de ITO claramente grabado. Para aumentar la precisión del sistema, la pantalla proyectiva contiene un sensor en cada interacción de la fila y la columna.

Infrarrojo

En una tecnología de pantalla táctil de infrarrojos, una matriz de los ejes X e Y está equipada con pares de Leds IR y fotodetectores. Los fotodetectores detectarán cualquier imagen en el patrón de luz emitido por los Leds cada vez que el usuario toque la pantalla.

Ondas acústicas de superficie

La tecnología de ondas acústicas de superficie contiene dos transductores colocados a lo largo de los ejes X e Y de la placa de cristal del monitor, junto con algunos reflectores. Cuando se toca la pantalla, las ondas son absorbidas y se detecta un toque en ese punto. Estos reflectores reflejan todas las señales eléctricas enviadas de un transductor a otro. Esta tecnología proporciona un rendimiento y una calidad excelentes.

Tecnología de pantalla táctil virtual

Una pantalla táctil virtual es un sistema de interfaz de usuario que mejora los objetos esenciales en la realidad mediante una pantalla óptica o un proyector que utiliza sensores para seguir la interacción de una persona a través de un objeto. Por ejemplo, una persona puede crear un sistema de proyector trasero o una pantalla para crear imágenes tridimensionales que aparecen para flotar en el aire.

Algunos sistemas utilizan una pantalla con un cabezal óptico para ampliar los objetos prácticos en la pantalla cristalina a través de sensores para decidir las interacciones tanto visuales como físicas a través de los objetos virtuales proyectados.

Tecnología de pantalla táctil PCAP

La tecnología de pantalla táctil PCAP o capacitiva proyectada proporciona la experiencia multitáctil accesible a través de tabletas, teléfonos inteligentes para operar a través de un toque extremadamente ligero utilizando una superficie de vidrio extremadamente resistente. Son resistentes y se fijan fácilmente con un cristal protector y la principal característica de esta tecnología es la función multitáctil para hasta diez dedos al permitir el control de la señal.

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Estas pantallas táctiles están equipadas con una red de electrodos, como nanohilos de plata, malla metálica e ITO, que proyectan un campo electromagnético que pasa por un cristal protector. Una vez que el campo se altera en un extremo a causa de un dedo que toca, se puede diseñar la posición del tacto, así como avanzar hacia el controlador.

Las pantallas táctiles PCAP incluyen una superficie de cristal principalmente resistente a los arañazos. Mediante el uso de cristales protectores opcionales, estas pantallas son a prueba de vandalismo y pueden utilizarse en zonas públicas. Sin embargo, los distintos puntos táctiles pueden cambiar en función de la fuerza del cristal protector utilizado. Estos tipos de pantallas táctiles son ideales para los recientes diseños True Flat, como los teléfonos inteligentes o las tabletas.

Tecnología de pantalla táctil de imagen óptica

Los sensores ópticos se utilizan para identificar el tacto, por lo que esta tecnología es muy popular por su escalabilidad y versatilidad. Esta tecnología depende principalmente de las luces infrarrojas. En la cúspide se disponen dos sensores de imagen IR, que hacen las veces de emisores, así como cintas retrorreflectantes en los tres lados. Las luces producidas se replican hacia los sensores de imagen, que se bloquean al final del toque y generan una sombra para colocar el toque.

Pantalla táctil de reconocimiento de pulsos acústicos

Una pantalla táctil de reconocimiento de pulsos acústicos está diseñada con una cubierta de cristal y cuatro transductores conectados a la parte exterior trasera. Cuando se acaricia la pantalla, la fricción crea señales acústicas. Los transductores perciben la señal acústica y la transforman en una señal. Estas pantallas son duraderas, escalables y resistentes al agua.

Tecnología de pantalla táctil transparente

Las pantallas táctiles transparentes funcionan utilizando dos tecnologías modernas para crear una pantalla de vanguardia difícil de ignorar. Estas pantallas táctiles ofrecen imágenes 4K o HD según el tamaño de la pantalla, similares a las de una pantalla profesional normal. La principal diferencia entre una pantalla táctil transparente y una normal es un sustrato de pantalla claro. Los píxeles blancos aparecen completamente transparentes, los negros no. Toda la variedad de colores RGB tiene las propiedades de la semitransparencia. Las pantallas táctiles transparentes están disponibles en diferentes tipos, como las pantallas LCD transparentes y las pantallas OLED transparentes.

¿Por qué algunas pantallas táctiles sólo funcionan con el dedo desnudo?

Cuando se utiliza un dedo desnudo para tocar la pantalla, se registran los comandos. Si utilizas un dedo enguantado o un lápiz óptico, no registra los comandos. Así que la razón principal son las propiedades conductoras. Hay diferentes tipos de tecnologías de pantalla táctil disponibles en el mercado, pero el tipo capacitivo es más popular que los demás porque el 90% de las pantallas táctiles vendidas y enviadas en todo el mundo funcionan con tecnología capacitiva.

Estas pantallas táctiles dependen de la conductividad para notar los comandos táctiles. Si utilizas un lápiz óptico o un dedo enguantado para controlarlas, no registrarán los comandos ni reaccionarán a tus órdenes.

Aplicación – Control remoto mediante tecnología de pantalla táctil

La pantalla táctil es una de las interfaces de PC más sencillas de utilizar, para un mayor número de aplicaciones. Una pantalla táctil es útil para acceder fácilmente a la información con sólo tocar la pantalla. El sistema de dispositivos de pantalla táctil es útil en una amplia gama de aplicaciones, desde el control de procesos industriales hasta la automatización del hogar.

Vehículo robótico basado en una pantalla táctil
Vehículo robótico con pantalla táctil – Transmisor

En tiempo real, simplemente tocando la pantalla táctil y con una interfaz gráfica, todos pueden supervisar y controlar operaciones complejas.

Vehículo-receptor robótico con pantalla táctil
Vehículo receptor robótico con pantalla táctil

En el extremo de transmisión, mediante una unidad de control con pantalla táctil, se envían algunas instrucciones al robot para que se mueva en una dirección concreta, como avanzar, retroceder, girar a la izquierda y girar a la derecha. En el extremo de recepción, cuatro motores están interconectados con el microcontrolador. Dos de ellos se utilizarán para el movimiento del brazo y del agarre del robot y los otros dos se utilizan para el movimiento del cuerpo.

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Algunas operaciones remotas pueden realizarse con tecnología de pantalla táctil utilizando la comunicación inalámbrica para responder a las llamadas, localizar y comunicarse con el personal y manejar vehículos y robots. Para ello se puede utilizar la comunicación por radiofrecuencia o por infrarrojos.

Una aplicación en tiempo real: El control de los electrodomésticos mediante la tecnología de pantalla táctil

Es posible controlar los electrodomésticos en casa utilizando la tecnología de pantalla táctil. Todo el sistema funciona enviando comandos de entrada desde el panel de la pantalla táctil a través de la comunicación por radiofrecuencia, que se reciben en el extremo receptor y controlan la conmutación de las cargas.

En el extremo del transmisor, un panel de pantalla táctil se interconecta con el microcontrolador a través de un conector de pantalla táctil. Cuando se toca una zona del panel, las coordenadas x e y de esa zona se envían al Microcontrolador, que genera un código binario a partir de la entrada.

Estos datos binarios de 4 bits se envían a los pines de datos del codificador H12E, que desarrolla una salida en serie. Esta salida en serie se envía ahora mediante un módulo de RF y una antena.

En el extremo del receptor, el módulo de RF recibe los datos en serie codificados, los demodula y estos datos en serie se entregan al descodificador H12D. Este decodificador convierte estos datos en serie en datos paralelos que corresponden a los datos originales enviados por el microcontrolador en el extremo de transmisión. El microcontrolador del extremo receptor recibe estos datos y, en consecuencia, envía una señal lógica baja al optoaislador correspondiente que, a su vez, enciende el TRIAC respectivo para permitir que la carga reciba corriente alterna, y la carga respectiva se enciende

Propiedades de la pantalla táctil

Las principales propiedades de la pantalla táctil son las siguientes

  • Prueba de caída de bola
  • Claridad y brillo
  • Mecánica y montaje
  • 4K vs Full-HD
  • Compatible con HID
  • Puntos de contacto
  • Tiempo de respuesta
  • Resolución táctil
  • Bisel elevado
  • Latencia / Lag / Respuesta táctil

Ventajas

Las ventajas de la tecnología de pantalla táctil son las siguientes

  • Fácil de limpiar y mantener
  • Atractivo e interactivo
  • Función de autoservicio
  • El teclado y el ratón no son necesarios
  • Velocidad y eficacia
  • Movilidad y espacio
  • Durabilidad y resiliencia
  • Interfaz de usuario sencilla

Desventajas

Las desventajas de la tecnología de pantalla táctil son las siguientes

  • La pantalla del dispositivo tiene que ser grande para que funcione correctamente
  • La pantalla se ensucia
  • Son caros en comparación con los aparatos normales
  • Luz solar indirecta, es menos eficiente para leer la pantalla
  • La duración de la batería es baja debido a la gran pantalla brillante y utiliza una gran potencia de cálculo
  • Precisión y respuesta
  • Problemas con el teclado en pantalla
  • Problemas con la sensibilidad
  • Tamaño de la pantalla
  • Marcación accidental

Aplicaciones

Las aplicaciones de la tecnología de pantalla táctil son las siguientes. Algunos de los ejemplos de pantallas táctiles como los teléfonos inteligentes, una tableta o un ordenador y un dispositivo de punto de venta.

  • Ordenador todo en uno
  • Impresora con pantalla táctil
  • Máquina expendedora de billetes
  • Juego de arcade
  • Tableta
  • ATM
  • GPS para coches
  • Teléfono inteligente
  • Almohadillas de firma
  • Cámara
  • Máquina TPV
  • Equipo de música para el coche
  • Equipo médico
  • Caja registradora
  • Gran pantalla interactiva
  • Videocámara digital
  • Pantalla de entretenimiento en vuelo
  • Ordenador portátil
  • Consola de juegos portátil
  • Libro electrónico
  • Máquina de autocomprobación de comestibles
  • Kiosco
  • Gasolinera
  • Máquina de coser
  • Máquina de fitness
  • Pizarra electrónica
  • Máquina de fábrica

La pantalla táctil es compatible con la mayoría de los ordenadores de Acer, HP, Dell, Microsoft, Lenovo y otros diseñadores de PC. Además, algunos Chromebooks de Google de gama alta utilizan pantallas táctiles.

Por tanto, se trata de una visión general de la tecnología de las pantallas táctiles. Las principales razones para que los fabricantes elijan esta tecnología en lugar de los botones físicos son: son instintivos, sobre todo para las generaciones más jóvenes de usuarios. Al utilizar esta tecnología, los dispositivos pueden ser más pequeños. El diseño de estos dispositivos es más barato. En las pantallas táctiles, se utilizan diferentes tecnologías para que el operador maneje una pantalla. Algunas tecnologías utilizan el dedo, mientras que otras utilizan herramientas como un lápiz óptico. He aquí una pregunta para ti: ¿Las pantallas táctiles utilizan un teclado?

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