Aperçu des systèmes d'entrée modernes
Faire fonctionner des appareils est pour nous une normalité.
Systèmes d'entrée modernes : comment contrôler
Nous utilisons nos appareils
Le téléphone portable nous accompagne jour et nuit. Il réagit aux informations que nous saisissons d'une manière ou d'une autre. La technologie de commande tactile des smartphones est appelée PCAP ou Projected Capacitive Touch. Tous les appareils avec lesquels nous communiquons nécessitent des systèmes de saisie modernes. Sur un ordinateur portable, nous utilisons généralement un clavier et une souris. Dans un distributeur de tickets, par exemple, ce sont des touches, souvent associées à un écran. Le lave-vaisselle, le four, le mixeur - tous ces appareils ont des touches. En voiture, nous utilisons également des touches, un écran tactile, une molette, un joystick, des commandes vocales et parfois ce que l'on appelle des gestes - c'est-à-dire un mouvement d'expression par lequel nous transmettons un ordre. En fonction de la saisie et des besoins, différentes technologies sont choisiescomme IHM (interface homme-machine) ou comme système de saisie.
Différents types de capteurs de pression pour les systèmes d'entrée
Derrière chaque touche se cache une sorte de capteur. Il détermine si une touche est enfoncée. Un consommateur est ainsi activé ou l'information de la pression sur la touche est transmise à un appareil de commande. L'interrupteur simple typique, par exemple un interrupteur de lumière, ferme ou interrompt le circuit électrique. Lumière allumée : le circuit électrique est fermé. Lumière éteinte : Le circuit électrique est interrompu. Le circuit électrique est donc fermé ou interrompu par un mouvement mécanique. La plupart des touches sont basées sur le principe on-off.
Typiquement, les systèmes de saisie sont mis en œuvre comme suit :
- Contacts de fermeture
- Capteurs résistifs
- Capteurs piézoélectriques
- Capteurs capacitifs
- Capteurs agnostiques
Les claviers d'ordinateur, les touches de photocopieurs, les touches de différents appareils électroménagers, etc. ont dans la plupart des cas des boutons-poussoirs à faible course ou des microrupteurs. Sur les claviers à membrane, les contacts sont fermés par un dôme métallique. La plupart des boutons-poussoirs ont de tels "contacts de fermeture". Les avantages : une évaluation simple du signal, un retour tactile naturel grâce à une course de la touche, pas de consommation d'énergie au repos. Les inconvénients, en revanche, sont les suivants : une ouverture mécanique autour de la touche, des bords de saleté existants, le panneau de saisie n'est pas étanche et a une durée de vie limitée. Dans le cas des claviers à membrane, il faut ajouter que la condition du film plastique comme façade de commande limite les possibilités de conception. Les deux variantes sont vulnérables au vandalisme.
Comment fonctionne un écran tactile résistif...
Le tactile résistif, comme par exemple un écran tactile résistif , fonctionne comme suit : Le film avant est pressé sur le film arrière et ferme un contact. Dans ce cas, les conducteurs électriques sont presque invisibles afin que l'écran reste visible derrière le tactile résistif. Un tel clavier se compose de pistes conductrices qui sont souvent réalisées sous forme de matrice. Les films mobiles servant de surface sont alors une condition et limitent les variantes de design. Si la feuille frontale est défectueuse, le système de saisie ne fonctionne généralement plus. L'écran tactile résistif a entre-temps été largement remplacé par le tactile capacitif ou PCAP.
Quand un capteur capacitif est-il utile ?
Un capteur capacitif fonctionne de manière totalement différente : il s'agit d'un type de capteur qui utilise les variations de la capacité d'un condensateur électrique pour saisir des informations sur l'environnement ou réagir au toucher. Le capteur capacitif contient une électronique qui détecte le changement de capacité et le convertit en un signal électrique.
Pour qu'une variation de capacité puisse être détectée par l'approche ou le contact d'un doigt, il faut que le front d'entrée soit non conducteur. Le verre ou le plastique utilisé comme façade d'entrée remplit cette condition. En revanche, toutes les surfaces métalliques ne conviennent pas. Si le doigt qui déclenche la touche est isolé électriquement, par exemple par le port de gants, aucune modification de la capacité ne peut être détectée. Aucun signal n'est déclenché. Il en va de même lorsque l'appareil est utilisé avec un stylo ou une clé. Si la surface de commande capacitive est mouillée ou sale, la modification de capacité qui en résulte est filtrée par des algorithmes complexes. Le défi consiste à distinguer une pression de touche intentionnelle d'autres perturbations. Nous le réalisons lorsque la fonction prévue ne se déclenche pas ou est retardée (par exemple pour la cuisinière céramique). Selon l'humidité de l'air, l'utilisation de crème pour les mains ou le degré de salissure, la technologie capacitive est toutefois vulnérable. La pression sur la touche n'est pas reconnue ou seulement après plusieurs manipulations.
En principe, un capteur capacitif peut également être utilisé comme capteur de pression. La surface de commande est déplacée ou déformée par une pression sur une touche, ce qui modifie la distance entre les plaques et donc la capacité électriquement mesurable. Cela fonctionne également avec des façades métalliques. Il n'est toutefois pas facile d'obtenir une évaluation du signal fiable pour le processus, car la capacité est également influencée par la chaleur.
Un capteur de pression piézoélectrique fonctionne
par évaluation électronique
Le capteur de pression piézoélectrique fait également partie de la liste des systèmes d'entrée courants : une membrane métallique est recouverte d'un matériau piézoélectrique et est solidement reliée à une façade de commande. Lorsque l'on appuie sur une touche, le disque piézoélectrique s'étire légèrement. Elle émet ainsi une tension qui peut être évaluée électriquement. L'évaluation électronique d'une tension est plus complexe que, par exemple, une variation de résistance. Il peut être difficile de faire la différence entre un "signal thermique" dû à un changement rapide de température et un appui sur une touche. Pour un appui long sur une touche, cette technologie est moins adaptée.
Qu'entend-on par
jauges de contrainte ?
Les capteurs de pression les plus courants sont basés sur des jauges de contrainte. C'est le cas, par exemple, des mesures de poids pour les balances. Les jauges de contrainte détectent les variations de la résistance électrique causées par l'étirement ou la déformation d'un matériau.
La technologie Agnostic Touch comme nouvelle solution
parmi les systèmes d'entrée
La technologie Agnostic Touch utilise la technologie des jauges de contrainte. Le petit capteur de force très sensible avec circuit intégré en pont de Wheatstone est soudé sur un circuit imprimé par montage en surface. Le circuit imprimé est à son tour collé au dos de la façade de commande. La pression sur la touche déclenche alors une flexion mécanique qui est transmise par le capteur sous forme de variation de la résistance électrique. En général, il y a un capteur par touche. En fonction de la géométrie ou de l'application de la saisie, différentes dispositions sont judicieuses. En effet, plus la force exercée est élevée, plus la déformation mécanique de la surface de commande est importante. La résistance électrique varie linéairement en fonction de la déformation. La force de la pression sur les touches sert donc de dimension d'entrée supplémentaire.
Qu'est-ce qui rend le capteur Agnostic
est-il particulier ?
Il n'y a pas de limites au matériau de la surface de commande. Seule une flexion mécanique minimale de l'ordre du micromètre est nécessaire sur la surface de commande. Pour une façade en acier inoxydable d'un millimètre d'épaisseur, une force de quelques centaines de grammes suffit - comme une touche sur un smartphone. C'est à peine imaginable et très impressionnant à expérimenter.
Outre les surfaces métalliques comme l'acier inoxydable ou l'aluminium, le verre, la céramique ou une façade de commande en bois conviennent également à la saisie agnostique. Elle peut en outre être effectuée par un doigt, mais aussi par un stylo, une clé ou un outil. Et ce, indépendamment du fait que l'environnement soit humide, froid, chaud ou sale. Cette technologie est donc une solution idéale pour un grand nombre de machines, d'appareils et d'équipements.
Avec la technologie Agnostic Touch, les signaux de tous les capteurs du front d'entrée sont évalués par un logiciel. Les forces exercées sur la surface sont enregistrées de manière fiable. Il en résulte des signaux de touches stables et clairement attribués. Une pression dans la zone intermédiaire des touches ou une flexion indéfinie de la surface sont filtrées de manière fiable grâce à notre algorithme PatternMatching. Après avoir calibré le système de saisie avec une force définie, la force de déclenchement souhaitée peut être réglée individuellement.
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SCHNEIDER Franz
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