La superficie di vetro sigillata presente sui sistemi touch a capacità proiettata o PCap (Projected Capacitive) non solo garantisce un aspetto più attraente, ma permette anche di migliorare l’igiene sui bordi dove invece, con le altre tecnologie touch, si forma la raccolta dello sporco. La sporcizia si può infatti annidare in qualsiasi spazio, scalino, anche di pochi millimetri, e la pulizia può solo spostare lo sporco e i batteri nei bordi. Per evitare questo e creare una superficie continua, le unità touch di tipo resistivo sono state parzialmente coperte da pellicole decorative. La delicata superficie dell’unità touch (con tecnologia resistiva inclusa vetro/film) rimane così sensibile a influenze esterne come graffi e impatti. Inoltre, le guarnizioni in silicone o gomma nelle aperture possono essere danneggiate da fluidi aggressivi di pulizia come l’alcool. Le unità touch resistive tuttavia continuano a essere largamente utilizzate, in quanto, dal punto di vista tecnico, non esistono problemi con l’utilizzo con guanti e l’affidabilità rimane garantita anche quando la superficie viene a contatto con fluidi (elettricamente conduttivi), specialmente in sistemi medicali. Nonostante questo, i sistemi di tocco resistivo offrono opzioni operative limitate. Gli schermi realizzati in tecnologia PCap, invece, oltre ad essere multitouch sono progettati con vetro che è estremamente resistente alle sostanze chimiche e agli urti. Il sistema PCap sigillato è generalmente integrato nel lato anteriore dell’alloggiamento e rimane impermeabile ai fluidi e alla polvere. Oggi, grazie alla soluzione easyTouch sviluppata da Data Modul è possibile utilizzare guanti di qualsiasi materiale ed effettuare la manutenzione superficiale con liquidi in qualsiasi applicazione industriale.
La sfida dei liquidi
In ambito medicale, oltre alla necessità di poter operare con i guanti, ci sono anche possibili limitazioni di funzionamento derivanti da fluidi altamente conduttivi, come la soluzione salina a salinità 0,3-1,0%, i liquidi con alcool per la disinfezione, così come il sangue e altri fluidi corporei. Le principali sfide per il mantenimento della funzionalità di un sistema PCap sotto l’influenza di fluidi altamente conduttivi, sono quelle di permettere di evitare errori di funzionamento o falsi spostamenti che garantiscano l’operazione nonostante la presenza fluidi sulla superficie. Qualsiasi tipo di fluido, anche le gocce sull’interfaccia utente, influenza massivamente il campo elettrico e, se i sistemi non sono adeguatamente configurati, possono provocare cosiddetti tocchi fantasma. L’operazione di tocco in una “pozzanghera d’acqua” crea una situazione incline a errori per un lungo periodo, poiché i controller non sono più nella condizione di rilevare eventi di contatto a causa del segnale di interferenza dalla superficie dell’acqua. Se però l’utente rimuove il film d’acqua, è possibile riconoscere nuovamente il tocco, in quanto la pulitura distribuisce grandi superfici d’acqua sulla superficie in gocce più piccole, che hanno quindi meno effetto sul campo elettrico e quindi non sono in grado di innescare qualsiasi falso intervento. Oggi l’operazione di tocco con presenza di acqua sulla superficie può essere gestita anche grazie agli algoritmi di elaborazione del segnale nel touch controller che sono in grado di mascherare film d’acqua o goccioline sull’interfaccia utente e rilevarli come interferenze.
La misurazione nella tecnologia PCap
La tecnologia PCap rileva i tocchi misurando la capacità elettrica degli elettrodi. Se la capacità di un dito o di una penna conduttiva si avvicina a un elettrodo o lo tocca, il campo elettromagnetico viene influenzato e la capacità cambia. Questa modifica può essere misurata dall’unità elettronica (controller touch) e convertita in coordinate XY che possono essere utilizzate per il rilevamento del tocco. I due principali metodi di misurazione per il rilevamento del tocco sono l’auto capacità e la capacità reciproca. Le due misurazioni sono adatte a diverse applicazioni. Mentre la capacità di un elettrodo rispetto al suolo viene misurata per auto-comparazione e ogni elemento del sensore (elettrodi X e Y) viene rilevato indipendentemente l’uno dall’altro, la capacità reciproca è intesa come misura della capacità elettrica condivisa. Di conseguenza, l’elettronica di sistema può misurare singolarmente ciascun punto di attraversamento dell’elettrodo e allo stesso tempo individuare più tocchi sullo schermo. Unendo i due metodi di misura all’elaborazione del segnale di tutti i dati grezzi, l’accumulo di acqua sullo schermo può essere meglio rilevato in quanto l’acqua ha minore influenza sulla misura della capacità rispetto alla misura della capacità reciproca. Di conseguenza, è possibile rilevare e mascherare, attraverso il confronto di entrambi i valori di misurazione, l’acqua. Pertanto, il sistema può bloccare lo schermo o le singole sezioni e consentire altri tocchi. In questo caso, i requisiti funzionali più importanti sono la capacità di rilevare le operazioni di tocco sull’acqua e di seguire questo tocco nell’acqua. Dovendo operare con i guanti e in presenza di liquidi, la configurazione di una soluzione Pcap è decisamente impegnativa e deve avvenire in stretta collaborazione con il cliente finale.
L’importanza del vetro
Il vetro è l’interfaccia utente utilizzata dalla tecnologia PCap. Il rapido sviluppo delle applicazioni touchscreen in tutte le aree ha anche portato all’aumento della domanda di superfici e vetri antibatterici. Anche gli aspetti ambientali, sanitari e di sicurezza svolgono un ruolo centrale nello sviluppo di vetri antibatterici a bassa tossicità. Il vetro antibatterico rappresenta l’argomento fondamentale per l’uso della tecnologia PCap soprattutto in ambito medicale; grazie all’effetto antimicrobico degli ioni d’argento nel vetro, il vetro antibatterico elimina infatti il 99% dei batteri presenti sulle superfici, previene la diffusione dei funghi e può essere utilizzato in ambienti in cui prevalgono rigorosi requisiti igienici. Data Modul ha acquisito dalla società Planibel dei brevetti sul vetro trasparente antibatterico per le proprie soluzioni Hmi. Qui, gli ioni d’argento lavorano direttamente dal substrato di vetro e rendono inutile un ulteriore rivestimento. Il vetro risulta estremamente facile da pulire e a bassa manutenzione. L’effetto antibatterico rimane, anche dopo la pulizia anche con prodotti aggressivi. D’altra parte, il vetro trasparente convenzionale deve essere trattato ad esempio con nano argento (finitura spray, rivestimento) per ottenere un effetto simile. Altre possibili varianti di vetro antibatterico sono il vetro laccato, il vetro a specchio e il vetro di sicurezza laminato, con e senza isolamento acustico. Il vetro antibatterico è attualmente il più comunemente usato negli ospedali dove ci sono esigenze igieniche per gli ambienti sterili, soprattutto in dipartimenti clinici particolarmente sensibili come geriatria, terapia intensiva, oncologia, reparti infantili, ematologia, sale di isolamento e stanze di sterilizzazione.
Opzioni di finitura
La tecnologia PCap, con vetro antibatterico o con vetro normale, continua a svilupparsi. Il rivestimento antiriflesso per il miglioramento della trasmissione e il rivestimento anti-impronte digitali sono funzioni aggiuntive che, integrate in un dispositivo medico, consentono una leggibilità migliore e non compromessa. Le classi IK migliorate proteggono anche contro urti e shock meccanici. Le varie opzioni di tocco come i trascinamenti, le gestures o addirittura il tocco di forza con pressione sono in continuo sviluppo e perfezionamento da Data Modul e sono orientate alle esigenze e ai requisiti di un’ampia varietà di applicazioni. I sistemi di sicurezza ridondanti nei PCap attraverso funzioni di controllo del vetro di copertura assicurano, tra l’altro, la funzionalità dei prodotti medici anche in condizioni ambientali molto critiche, come ad esempio in terapia intensiva o in medicina di emergenza.
