Màn hình cảm ứng điện trở và cảm ứng điện dung. Nên chọn cái nào?

Tất cả các công nghệ màn hình cảm ứng đều cung cấp cùng một chức năng nhưng rất đa dạng về chủng loại và phương thức hoạt động. Mỗi loại có những lợi ích và khiếm khuyết cụ thể, do đó việc lựa chọn loại màn hình cảm ứng phù hợp cho một ứng dụng cụ thể có thể khó khăn và đòi hỏi kiến thức toàn diện về các loại công nghệ khác nhau và các cân nhắc về hoạt động của chúng. Mục đích của bài viết này là cung cấp một cái nhìn tổng quan về các loại công nghệ màn hình cảm ứng phổ biến và khám phá những lợi ích và điểm yếu của chúng.

Màn hình cảm ứng là gì?

Màn hình cảm ứng là công nghệ cho phép người dùng tương tác với máy tính bằng cách chạm vào màn hình hiển thị mà không cần sử dụng chuột máy tính. Màn hình cảm ứng được sử dụng cho vô số ứng dụng như ki-ốt, biển báo kỹ thuật số, tự động hóa, giao thông vận tải, v.v.

Màn hình cảm ứng LCD công nghiệp cung cấp màn hình cảm ứng có độ nhạy cao cho phép chất lượng giao diện cao hơn giữa người vận hành và máy móc tự động. Ngoài ra, màn hình LCD cảm ứng cung cấp hai tính năng để lựa chọn, chẳng hạn như màn hình cảm ứng điện trở và cảm ứng điện dung.

Màn hình cảm ứng điện dung là gì?

Có hai loại công nghệ màn hình cảm ứng điện dung, điện dung bề mặt và PCAP (projected capacitive). Tuy nhiên, PCAP là công nghệ tiêu chuẩn được sử dụng cho tất cả các ứng dụng màn hình cảm ứng điện dung. Cấu tạo của màn hình cảm ứng PCAP sử dụng lớp vỏ bảo vệ trên cùng, thường được làm bằng thủy tinh cách nhiệt, sau đó là lớp trong suốt của các cảm biến điện cực phát ra trường điện từ cảm nhận độ dẫn điện và cuối cùng là chất nền thủy tinh. Lớp điện cực được tạo thành từ một mô hình ca rô của các điện cực X và điện cực Y thay đổi công suất tĩnh điện khi một vật dẫn điện, trong trường hợp này là ngón tay, tiếp xúc. Phản ứng này được chuyển tiếp đến một bộ điều khiển cảm ứng và xác định chính xác vị trí tiếp xúc và báo hiệu cho máy tính.

Màn hình cảm ứng điện dung sử dụng độ dẫn điện thay vì áp suất để phát hiện đầu vào. Màn hình cảm ứng điện dung cảm nhận các đặc tính dẫn điện, chẳng hạn như đầu ngón tay hoặc găng tay dẫn điện. Sử dụng độ dẫn điện để phát hiện cảm ứng giúp tăng khả năng phản hồi và độ nhạy, cho phép cảm ứng tối đa 10 điểm chạm và cử chỉ, do đó cung cấp nhiều tùy chọn hơn cho người dùng dựa trên các ứng dụng công nghiệp khác nhau, như thu phóng, chụm hoặc cảm ứng đa điểm. Màn hình cảm ứng điện dung đã được sử dụng rộng rãi trong các triển khai công nghiệp, chẳng hạn như ki-ốt và bán lẻ, trong đó nó yêu cầu màn hình cảm ứng có độ nhạy cao để có trải nghiệm người dùng cuối tốt hơn.

Tính năng PCAP

Có nhiều tính năng khiến PCAP trở thành công nghệ màn hình cảm ứng tiêu chuẩn cho các ứng dụng công nghiệp. Lợi ích chính là khả năng đa điểm chạm (đa chạm). Do cấu trúc của PCAP, nó có thể phát hiện đồng thời các điểm cảm ứng đa điểm (Còn được gọi là cảm ứng 10 điểm) cho phép thực hiện chức năng cử chỉ. Một ví dụ về cử chỉ là với việc sử dụng hai ngón tay, người dùng có thể phóng to/ thu nhỏ một ứng dụng bằng cách sử dụng cử chỉ véo.

• Ưu điểm
  • Dễ đọc do cấu trúc trong suốt của PCAP
  • Chức năng cảm ứng chính xác
  • Nhận dạng độ nhạy
  • Chống chất lỏng, chất gây ô nhiễm và chống xước vì các lớp bảo vệ hiện đại sử dụng kính cường lực
  • Liên kết quang học’ tùy chọn giúp lấp đầy khoảng trống không khí giữa các lớp bằng nhựa để tăng cường độ bền, rõ ràng, dễ đọc và sống động trong môi trường sáng
• Hạn chế
  • Giới hạn đối với các đối tượng cảm ứng
  • Đắt tiền so với màn hình cảm ứng điện trở

Màn hình cảm ứng điện trở là gì?

Công nghệ màn hình cảm ứng điện trở dựa vào việc đặt áp lực để ghi lại một lần chạm. Màn hình cảm ứng này được tạo thành từ một lớp phim bảo vệ trên cùng (thường được làm bằng polycarbonate trong), sau đó là một phim điện cực trong suốt được làm bằng ITO (oxit thiếc indium), các chấm đệm và chất cách điện, một phim điện cực khác và một lớp dưới cùng bằng thủy tinh. Cơ chế rất đơn giản, khi một vật đặt áp lên màn hình, không gian giữa hai màng điện cực trong suốt tiếp xúc và tạo ra sự thay đổi điện áp. Điều này báo hiệu cho bộ điều khiển cảm ứng tọa độ của tiếp điểm và đăng ký nó vào máy tính.

Cảm ứng điện trở cho phép các đối tượng đầu vào, chẳng hạn như ngón tay, móng tay, bút stylus hoặc găng tay. Để nâng cao độ bền, độ tin cậy và tuổi thọ, màng PET (màng polyester) được phủ thêm lên trên màn hình LCD cảm ứng điện trở. Màng PET là một loại nhựa nhiệt dẻo trong suốt, hiệu suất cao với độ hút ẩm thấp, khả năng chống tia cực tím và độ bền kéo cao hơn.

Có hai công nghệ cảm ứng điện trở thường được sử dụng là cảm ứng điện trở analog 4 dây và analog 5 dây. Màn hình cảm ứng điện trở 4 dây sử dụng phương pháp truyền thống là sử dụng cả hai lớp phim điện cực để xác định vị trí của điểm tiếp xúc. Màn hình cảm ứng này tiết kiệm chi phí nhất do thiết kế đơn giản cho các ứng dụng cấp thấp. Màn hình cảm ứng điện trở 5 dây là sản phẩm chủ yếu cho các ứng dụng công nghiệp vì tuổi thọ, độ tin cậy và độ chắc chắn của chúng. Màn hình cảm ứng điện trở 5 dây tương tự chỉ sử dụng lớp điện cực dưới cùng thay vì cả hai như 4 dây. Vì màng trên cùng chỉ đóng vai trò là lớp bảo vệ giữa vật tiếp xúc và màng điện cực, nên màng trên cùng có thể chịu mài mòn lâu dài mà không cản trở hiệu suất và độ chính xác của cảm ứng. Ngoài ra, có độ nhạy cảm ứng tăng lên, vì vậy người dùng không cần phải đặt nhiều áp lực lên màn hình để đăng ký trong khi vẫn không có khả năng chịu được các đầu vào ngẫu nhiên.

Tính năng cảm ứng điện trở

Trong khi màn hình cảm ứng PCAP chiếm gần 90% thị trường màn hình cảm ứng, công nghệ màn hình cảm ứng điện trở vẫn cực kỳ phù hợp trong lĩnh vực công nghiệp. Bởi vì nó chỉ phát hiện một điểm tiếp xúc và yêu cầu áp lực thay vì một cú chạm đơn giản, nó không có dung sai cho các lỗi và các đầu vào ngẫu nhiên bị loại bỏ.

• Ưu điểm
  • Tiết kiệm chi phí vì sự đơn giản trong thiết kế
  • Tiêu thụ ít điện nhất so với các công nghệ cảm ứng khác
  • Chống chất lỏng và chất gây ô nhiễm
  • Chạm bằng găng tay, bút cảm ứng, v.v. vì nó không yêu cầu vật dẫn điện như màn hình cảm ứng PCAP, áp lực lên màn hình là tất cả những gì cần thiết.
  • Tỷ lệ phản hồi cao, màn hình cảm ứng điện trở được biết đến với thời gian phản hồi nhanh

• Hạn chế
  • Chất lượng hình ảnh giảm do có nhiều lớp phim trên màn hình
  • Cần hiệu chuẩn lại định kỳ do bị trôi tương tự
  • Hạn chế đối với kích thước màn hình (độ chính xác phát hiện giảm với kích thước màn hình lớn hơn và có thể được ngăn chặn bằng cách kết hợp nhiều màn hình)

Nên chọn cảm ứng điện trở hay điện dung?

Có nhiều yếu tố khác nhau xuất hiện khi quyết định giữa màn hình cảm ứng điện dung hay điện trở. Một số lời khuyên hướng dẫn là để giúp bạn tìm ra công nghệ màn hình cảm ứng nào phù hợp nhất với bạn.

Mục đích sử dụng: Bạn sẽ sử dụng nó để làm gì? Bạn có cần sử dụng cảm ứng đa điểm?

Có rất nhiều chức năng mà màn hình cảm ứng PCAP cung cấp, tuy nhiên, màn hình cảm ứng điện trở có thể hoạt động tốt hơn với ít tính năng hơn. Đôi khi ít lại hơn.

Thao tác bằng gì : Bạn sẽ đeo găng tay, sử dụng bút cảm ứng hay ngón tay trần? 

Màn hình cảm ứng PCAP không có dung sai đối với các đầu vào ngẫu nhiên do áp lực cần thiết để đăng ký đầu vào và có thể được sử dụng với găng tay hoặc bút stylus. PCAP yêu cầu một vật dẫn điện như ngón tay hoặc bút cảm ứng chuyên dụng.

Hiển thị rõ ràng: Bạn sẽ hoạt động trong phòng có độ sáng cao hay ngoài trời?

Màn hình cảm ứng PCAP có độ rõ nét và khả năng đọc hình ảnh tốt hơn, cho phép ít chói hơn trong điều kiện sáng.

Độ bền: Bạn có đang hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt?

Màn hình cảm ứng PCAP sử dụng kính cường lực làm lớp bảo vệ bên ngoài trong khi màn hình cảm ứng điện trở sử dụng một lớp màng bảo vệ sẽ xuống cấp theo thời gian dài.

Bảng so sánh cảm ứng điện trở và cảm ứng điện dung

Các công nghệ màn hình cảm ứng khác

Màn hình cảm ứng điện dung bề mặt – Surface Capacitive Touchscreens

Được xây dựng giống như PCAP, tuy nhiên chỉ giới hạn ở một lần chạm. Được tạo thành từ một màng điện cực trong suốt duy nhất giữa đế thủy tinh ở dưới cùng và nắp bảo vệ ở trên, màn hình cảm ứng điện dung bề mặt có trường điện từ đồng nhất tìm cách giảm điện áp trên bất kỳ điểm nào của màn hình và chuyển tín hiệu đó đến bộ điều khiển. Do kiến trúc này, điện dung bề mặt chỉ có thể phát hiện một lần chạm tại bất kỳ thời điểm nào.

Màn hình cảm ứng âm thanh sóng bề mặt (Surface Wave Acoustics – SAW)

Màn hình cảm ứng SAW là một loại công nghệ cảm ứng điện trở nhưng sử dụng sóng siêu âm để đăng ký đầu vào. Nó được sử dụng để cải thiện độ rõ và độ sáng quang học mà màn hình cảm ứng điện trở thiếu bằng cách thay thế các lớp phim bằng thủy tinh. Giữa một cặp ô kính, là hai bộ chuyển đổi và bộ thu ở các mặt đối diện của mỗi góc hiển thị, và các bộ phản xạ sóng âm được lắp đặt xung quanh chu vi của vỏ bọc. Cảm ứng từ một đối tượng được phát hiện khi sóng siêu âm bị gián đoạn và được điều phối thông qua bộ điều khiển cảm ứng. Màn hình cảm ứng SAW có độ bền cao, chống xước với kết cấu bằng kính và có độ rõ nét quang học được cải thiện trong khi vẫn dựa trên áp lực. Có vẻ như có nhiều nâng cấp từ màn hình cảm ứng điện trở, SAW thỉnh thoảng vẫn yêu cầu hiệu chuẩn, không có khả năng chống lại các chất gây ô nhiễm và chất lỏng, đồng thời tuổi thọ ngắn do có các cảm biến.