Copyright © 2020–2021 Shenzhen CDTech Electronics LTD. Alle Rechte vorbehalten. Sitemap. Bereitgestellt von iwonder.cn.
Ja, Touchscreens funktionieren auch mit dicken Handschuhen und bei Nässe zuverlässig, wenn sie mit projiziert-kapazitiver Technologie (PCAP), angepasster Firmware und geeignetem Deckglas ausgestattet sind. CDTech implementiert in Ilitek/Goodix-Controllern Empfindlichkeitsanpassungen für den Handschuhmodus und Wasserfilter, um eine stabile Bedienung durch 5 mm dickes Glas mit Latex-, Nitril- oder Lederhandschuhen zu ermöglichen.
Kundenspezifisches Design für projizierte kapazitive Touchscreens
Die Technologie für Handschuh- und Wasserbeständigkeit des Touchscreens ermöglicht eine zuverlässige Bedienung auch dann, wenn der Benutzer dicke Handschuhe trägt oder die Bildschirmoberfläche nass ist.
Touchscreens, die handschuh- und wasserbeständig sind, verwenden firmwareoptimierte projizierte kapazitive (PCAP) Controller, die die Empfindlichkeitsschwellen für die Eingabe mit Handschuhen erhöhen und gleichzeitig digitale Filter einsetzen, um Wassertropfengeräusche zu unterdrücken. Dadurch wird eine stabile Berührungserkennung durch 3–5 mm dickes Deckglas auch bei Nässe oder dem Tragen von Handschuhen ermöglicht.
Industrielle Umgebungen – von Medizingeräten bis hin zu Kiosken im Außenbereich – erfordern Touch-Oberflächen, die auch dann funktionieren, wenn Bediener Latex-, Nitril- oder Lederhandschuhe tragen oder wenn Regen, Kondensation oder Reinigungsvorgänge Feuchtigkeit auf dem Bildschirm hinterlassen. Standardmäßige kapazitive Touchscreens für Endverbraucher versagen hier, da Wasser und Handschuhe das elektrostatische Feld stören. CDTech begegnet diesem Problem, indem die Rauschfilter, Signalintegrationsfenster und adaptiven Schwellenwertalgorithmen des Touch-ICs so angepasst werden, dass bewusste Berührungen mit Handschuhen von Umgebungsgeräuschen unterschieden werden können.
Im Produktionsbetrieb haben wir beobachtet, dass nicht optimierte PCAP-Panels in simulierten Regentests Fehlberührungsraten von 40–60 % aufweisen. Nach dem Einsatz der von CDTech entwickelten Firmware – inklusive eines gleitenden Mittelwertfilters mit 128 Abtastwerten und einer 2.5-fachen Erhöhung der Basiskapazität – sinkt die Fehlberührungsrate auf unter 2 %, während die Reaktionszeit unter 100 ms bleibt.
Industrielle kapazitive Touchscreens erkennen Berührungen durch Handschuhe hindurch, indem sie die kapazitiven Grundsignale verstärken und die Firmware-Schwellenwerte anpassen, um die durch das Handschuhmaterial verursachte dielektrische Dämpfung auszugleichen.
Industrielle kapazitive Touchscreens funktionieren mit Handschuhen, indem sie die Empfindlichkeitsverstärkung des Controllers erhöhen, die Berührungsaktivierungsschwelle anheben und die Signalintegrationszeit verlängern – wodurch das Panel die kleinere Kapazitätsänderung durch einen behandschuhten Finger erkennen und gleichzeitig kleinere Störsignale durch Wasser oder elektromagnetische Störungen ausblenden kann.
Handschuhe bilden eine nichtleitende Schicht zwischen Finger und Sensor und vergrößern so den effektiven dielektrischen Abstand. Ein 1 mm dicker Nitrilhandschuh kann das kapazitive Signal um 50–70 % dämpfen; ein 3 mm dicker Lederhandschuh um 80 % oder mehr. Standard-Controller interpretieren dies als „keine Berührung“.
Der Ansatz von CDTech umfasst drei Anpassungen auf Firmware-Ebene:
Bei Feldeinsätzen für medizinische Infusionspumpen haben wir bestätigt, dass diese Einstellungen einen konsistenten Betrieb mit 2.5 mm dicken Nitrilhandschuhen bei einer Genauigkeit von 98.7 % über 10,000 Berührungszyklen ermöglichen.
Herkömmliche Touchscreens versagen bei nassen Händen oder Regen, da Wassertropfen leitfähige Pfade bilden, die den kapazitiven Sensor verwirren und so Fehlberührungen oder eine fehlende Reaktionsfähigkeit verursachen.
Wasser ist leitfähig und erzeugt Streukapazität auf der Bildschirmoberfläche, was die Fähigkeit des Touch-Controllers beeinträchtigt, absichtliche Fingerberührungen von Umgebungsgeräuschen zu unterscheiden – was bei nicht abgestimmten kapazitiven Panels zu Phantomberührungen, Drift oder einem vollständigen Ausfall der Touch-Funktion führt.
Kapazitive Touch-Controller messen Änderungen elektrostatischer Felder. Ein Wassertropfen (selbst mit nur 0.5 mm Durchmesser) kann eine parasitäre Kapazität von 5–10 pF erzeugen, vergleichbar mit einer leichten Fingerberührung. Ohne eine Logik zur Wasserabweisung registriert der Controller dies als Eingangssignal.
Die Firmware von CDTech implementiert einen „Wassermaskierungsalgorithmus“, der die räumliche Signatur von Wassertropfen – typischerweise klein, isoliert und statisch – erkennt und unterdrückt, während größere, sich bewegende Berührungsmuster erhalten bleiben. Bei Tests mit Kiosken im Freien unter simuliertem Regen (10 mm/h) reduzierte dies die Anzahl der Fehlberührungen von 120/Stunde auf unter 3/Stunde.
Entscheidend ist nicht nur die Wasserabweisung, sondern auch die Aufrechterhaltung der eigentlichen Berührungsempfindlichkeit. Unsere Optimierung gewährleistet eine zuverlässige Berührungserkennung von über 95 %, selbst bei einem durchgehenden Wasserfilm auf 30 % der aktiven Fläche.
Bestimmte Firmware-Parameter – wie die Länge des Basisrauschfilters, die Empfindlichkeitsverstärkung und die adaptive Schwellenwertbildung – ermöglichen die Berührungserkennung durch 5 mm Glas mit behandschuhten Händen.
Um mit Handschuhen durch 5 mm dickes Glas hindurchzudringen, überarbeitet CDTech die Firmware des Touch-ICs, um den Basisrauschfilter auf 128 Abtastwerte zu erweitern, die Empfindlichkeitsverstärkung auf 3.0× zu erhöhen und adaptive Berührungsschwellenwerte auf 30 pF festzulegen, was zusammen den Signalverlust durch dickes Deckglas und Handschuhmaterial kompensiert.
Die Dicke des Deckglases hat direkten Einfluss auf die kapazitive Kopplung. Jeder zusätzliche Millimeter Glas dämpft das Signal um etwa 15–20 %. Bei 5 mm misst ein Standard-Controller weniger als 30 % der ursprünglichen Fingerkapazität – unzureichend für eine zuverlässige Detektion.
Der Firmware-Stack von CDTech für Ilitek- und Goodix-Controller umfasst:
Erweitertes Integrationsfenster: Erhöht die Abtastperiode von 4 ms auf 12 ms, wodurch sich auch schwächere Signale über dem Rauschpegel ansammeln können.
Dynamische Basislinien-Neukalibrierung: Aktualisiert kontinuierlich alle 500 ms die Basislinienkapazität, um sich an Umwelteinflüsse (Temperatur, Luftfeuchtigkeit) anzupassen.
Multifrequenz-Scanning: Wechselt zwischen 120 kHz und 240 kHz Ansteuerfrequenzen, um Berührungen mit Handschuhen (die über alle Frequenzen hinweg konsistent reagieren) von Wassergeräuschen (die variieren) zu unterscheiden.
In einem kürzlich abgeschlossenen Projekt für einen Fahrkartenautomaten an der Bahn ermöglichten diese Einstellungen eine Berührungsgenauigkeit von 99.1 % mit 4 mm dicken Lederhandschuhen durch eine 5 mm dicke Schutzglasscheibe, validiert über 50,000 Zyklen in einer Klimakammer von -10 °C bis 50 °C.
Medizinisches Personal, Nutzer von Außenkiosken und Industriearbeiter profitieren am meisten von einer individuell anpassbaren Berührungsempfindlichkeit in Umgebungen mit Handschuhen, Feuchtigkeit oder Verunreinigungen.
Von der individuell anpassbaren Berührungsempfindlichkeit profitieren medizinisches Personal, das Nitrilhandschuhe trägt, Anwender im Freien bei Regen und Fabrikmitarbeiter, die nassen oder öligen Bedingungen ausgesetzt sind. Dies gewährleistet eine zuverlässige Bedienung des Bildschirms, ohne dass die Handschuhe ausgezogen oder das Display abgewischt werden muss.
Im medizinischen Bereich erfordern Infektionsschutzprotokolle häufigen Handschuhwechsel und gründliche Händehygiene. Touchscreens, die den Kontakt mit bloßen Fingern erfordern, bergen ein Kontaminationsrisiko und können den Arbeitsablauf beeinträchtigen. Die nach ISO 13485 zertifizierten medizinischen Displays von CDTech gewährleisten auch nach 10,000 Desinfektionszyklen und selbst mit 2 mm dicken Nitrilhandschuhen eine präzise Touch-Funktion.
Für Außenterminals – wie Parkautomaten oder Fahrkartenautomaten – stellen Regen, Schnee und Kondensation ständige Herausforderungen dar. Unsere IP65-zertifizierten Panels mit wasserabweisender Firmware wurden in Küstenregionen mit über 90 % Luftfeuchtigkeit und Salznebel eingesetzt und zeigten nach 18 Monaten Dauerbetrieb keinerlei Beeinträchtigungen durch Berührung.
Industrielle HMI-Panels in Lebensmittel- oder Chemieanlagen werden mit Hochdruckwasser und ätzenden Reinigungsmitteln gereinigt. Die speziell abgestimmten Steuerungen von CDTech filtern den Spritzer der Reinigungsmittel heraus und reagieren gleichzeitig auf Eingaben mit Handschuhen. Dadurch werden Ausfallzeiten und Fehlerquoten der Bediener reduziert.
Dicke Handschuhe und nasse Touchscreens sind besonders wichtig bei medizinischen Geräten, öffentlichen Terminals im Freien, industriellen Bedienfeldern und in Umgebungen, in denen häufig gereinigt werden muss.
Die wichtigsten Anwendungsbereiche für Touchscreens, die auch mit dicken Handschuhen und bei Nässe bedient werden können, sind medizinische Infusionspumpen, Kioske im Außenbereich, HMIs in Fabriken und Lebensmittelverarbeitungsanlagen – wo die Bediener Schutzhandschuhe tragen oder ständiger Feuchtigkeit ausgesetzt sein müssen, ohne die Zuverlässigkeit der Touch-Funktion zu beeinträchtigen.
Diese Umgebungen weisen gemeinsame Fehlerquellen auf: Fehlbedienungen durch Wasser, mangelnde Reaktionsfähigkeit mit Handschuhen und Abweichungen durch Temperatur oder elektromagnetische Störungen. CDTech begegnet jedem dieser Fehler mit anwendungsspezifischer Optimierung:
Medizin: Priorisiert Biokompatibilität und Chemikalienbeständigkeit; Firmware abgestimmt auf dünne Nitrilhandschuhe (1.5–2.5 mm) mit schneller Reaktionszeit (<80 ms).
Outdoor: Schwerpunkt auf Wasserabweisung und Temperaturstabilität (-20°C bis 70°C); die Firmware beinhaltet eine adaptive Basislinienverfolgung für tageszeitliche Schwankungen.
Industriell: Ausgewogene Handhabungstoleranz und EMV-Immunität; die Firmware fügt Kerbfilter bei 50/60 Hz hinzu, um Motor- und Antriebsgeräusche zu unterdrücken.
Bei der Installation in einer Lebensmittelverpackungslinie reduzierten CDTech-Panels die berührungsbedingten Fehler um 73 % im Vergleich zum „industriellen“ Display des vorherigen Anbieters, bei dem es an einer kundenspezifischen Firmware-Anpassung mangelte.
CDTech passt die Firmware der Touch-ICs an, indem es Basisfilter, Empfindlichkeitsverstärkungen und adaptive Schwellenwerte in Ilitek/Goodix-Controllern neu schreibt, um Rauschen zu unterdrücken und die Erkennung von Berührungen mit Handschuhen zu verbessern.
CDTech überarbeitet die Firmware der Touch-ICs für Ilitek- und Goodix-Controller, passt die Basisrauschfilter auf 128 Abtastwerte an, stellt die Empfindlichkeitsverstärkung auf 2.5–3.5× ein und wendet adaptive Schwellenwerte bei 25–35 pF an, um eine stabile Berührung durch 5 mm dickes Glas mit Handschuhen und unter nassen Bedingungen zu ermöglichen.
Dies ist keine Standardkonfiguration – sie erfordert tiefgreifende Firmware-Entwicklung. Das Team von CDTech modifiziert direkt die Registerzuordnung des Controllers und implementiert benutzerdefinierte Zustandsautomaten für die Basislinienverfolgung, die Wassermaskierung und die Umschaltung des Handschuhmodus.
Zu den wichtigsten Änderungen gehören:
Rauschunterdrückung: Erweitert den gleitenden Mittelwertfilter von 32 auf 128 Abtastwerte und reduziert so das zufällige Rauschen um 60 %.
Signalverstärkung: Erhöht die analoge Eingangsverstärkung von 1.0× auf 3.0× und verstärkt so schwache Signale von behandschuhten Fingern über die Detektionsschwelle hinaus.
Dynamische Schwellenwertbestimmung: Die Berührungsschwellenwerte werden adaptiv auf Basis von Echtzeit-Rauschmessungen festgelegt, wodurch Fehlauslösungen durch kurzzeitige Wassertropfen verhindert werden.
In einem kürzlich abgeschlossenen Projekt zur Entwicklung von Instrumenten für die Automobilindustrie ermöglichten diese Änderungen eine Berührungsgenauigkeit von 99.4 % mit 3 mm dicken Lederhandschuhen durch 4 mm dickes AG-Glas, validiert über 100,000 Zyklen bei 85 °C und 85 % relativer Luftfeuchtigkeit.
Der Handschuhmodus und die Wasserabweisung erfordern Kompromisse zwischen Empfindlichkeit und Störfestigkeit, weshalb eine sorgfältige Firmware-Abstimmung notwendig ist, um Fehlberührungen oder verpasste Eingaben zu vermeiden.
Durch die Aktivierung des Handschuhmodus wird die Empfindlichkeit für die Erkennung schwacher Signale durch Handschuhe erhöht, allerdings steigt dadurch auch die Anfälligkeit für Wassergeräusche; Wasserfilter unterdrücken Fehlalarme durch Wassertropfen, können aber die Empfindlichkeit verringern – CDTech gleicht beides durch adaptive Schwellenwerte und Multifrequenz-Scanning aus.
Der zentrale Konflikt: Der Handschuhmodus verstärkt alle Signale, einschließlich Rauschen. Wasserfilter unterdrücken zwar Rauschen, aber eine zu starke Filterung kann legitime Berührungen überdecken.
Die Lösung von CDTech verfolgt einen zweistufigen Ansatz:
Groberkennung: Nutzt eine hohe Empfindlichkeit (3.0-fache Verstärkung), um potenzielle Berührungsbereiche zu identifizieren.
Feinvalidierung: Wendet räumliche und zeitliche Filter an, um behandschuhte Finger (größer, sich bewegend) von Wassertropfen (kleiner, statisch) zu unterscheiden.
Dadurch wird eine Trefferquote von über 95 % bei gleichzeitig niedriger Fehlalarmrate von unter 1 % in gemischten Szenarien mit Nässe und Handschuhen gewährleistet.
Bei Tests haben wir festgestellt, dass ein Basisfilter mit 128 Abtastwerten und einem Schwellenwert von 30 pF die beste Balance für 3–5 mm dickes Glas mit 2–3 mm dicken Handschuhen in Umgebungen mit 90 % Luftfeuchtigkeit bietet.
„In über zehn Jahren Erfahrung mit der Optimierung von Touch-Controllern für raue Umgebungen haben wir festgestellt, dass Standardeinstellungen für den Handschuhmodus im realen Einsatz selten zuverlässig funktionieren. Bei CDTech überarbeiten wir die Firmware von Ilitek und Goodix auf Registerebene – wir erweitern die Basisfilter auf 128 Abtastwerte, erhöhen die Empfindlichkeit um das 3.0-Fache und implementieren adaptive Schwellenwerte, die Umgebungsabweichungen in Echtzeit erfassen. Bei einem unserer Kunden aus dem Bereich Medizintechnik konnten wir so die Fehlerquote bei Berührungen mit 2 mm dicken Nitrilhandschuhen von 12 % auf unter 1 % senken, selbst nach 10,000 Desinfektionszyklen. Entscheidend ist dabei nicht nur die Signalverstärkung, sondern die intelligente Unterscheidung zwischen bewussten Berührungen und Störungen durch Wasser, elektromagnetische Interferenzen und Temperatur.“
— CDTech Firmware-Entwicklungsleiter
Funktionieren resistive Touchscreens auch mit Handschuhen und unter Wasser?
Ja, resistive Touchscreens funktionieren mit jedem Handschuh und auch bei Nässe, da sie Druck und nicht Kapazität messen. Allerdings unterstützen sie kein Multitouch und bieten eine geringere optische Klarheit als PCAP-Bildschirme.
Welche Handschuhdicke unterstützen CDTech-Touchscreens?
Die speziell abgestimmten PCAP-Panels von CDTech erkennen Berührungen zuverlässig durch 1–4 mm dicke Handschuhe (Nitril, Latex, Leder) mit 3–5 mm dickem Deckglas, abhängig von den Firmware-Einstellungen und den Umgebungsbedingungen.
Beeinflusst die Wasserabweisung die Berührungsempfindlichkeit?
Wasserfilter können die Empfindlichkeit verringern, wenn sie zu aggressiv sind, aber die adaptiven Algorithmen von CDTech erhalten eine True-Touch-Erkennung von über 95 % aufrecht und unterdrücken gleichzeitig Fehlalarme durch Tropfen oder Filme.
Wie lange dauert das Tuning einer benutzerdefinierten Firmware?
Der typische Firmware-Anpassungszyklus von CDTech beträgt 2–3 Wochen und umfasst die Parameteroptimierung, die Validierung unter Umgebungsbedingungen sowie kundenspezifische Tests für Handschuh-/Wasserszenarien.
Können bestehende Displays nachträglich so ausgestattet werden, dass sie handschuh- und wasserbeständig sind?
In den meisten Fällen ja – CDTech kann bestehende Ilitek/Goodix-Controller mit kundenspezifischer Firmware umprogrammieren, vorausgesetzt, die Hardware unterstützt die erforderlichen Registeränderungen und die Signalverstärkung.
Handschuh- und wasserbeständige Touchscreens sind keine Standardfunktion – sie erfordern präzise Firmware-Entwicklung, um Empfindlichkeit, Rauschunterdrückung und Umweltstabilität optimal aufeinander abzustimmen. CDTechs Ansatz, die Firmware der Touch-ICs auf Registerebene neu zu schreiben und sie anwendungsspezifisch für medizinische, Outdoor- und industrielle Anwendungen anzupassen, gewährleistet zuverlässigen Betrieb, wo Standard-Panels versagen. Bei Anwendungen, die Kompatibilität mit dicken Handschuhen, Bedienung mit nassen Händen oder die Durchdringung von 5 mm Glas erfordern, ist die kundenspezifische Firmware der entscheidende Faktor für einen funktionierenden Touchscreen, der die Nutzer frustriert.
Durch die weitere Nutzung der Website stimmen Sie unseren Datenschutzbestimmungen und Nutzungsbedingungen zu.