Touchscreen i2c

Arten von Touchscreen-I2C

Ein Touchscreen-I2C ist eine Art von Touchscreen, der das I2C-Kommunikationsprotokoll verwendet, um Berührungspositionsdaten vom Bildschirm an das Gerät zu übertragen. I2C steht für Inter-Integrated Circuit und wird in anderen Umgebungen häufig als TWI (Two Wire Interface) oder SMBus (System Management Bus) bezeichnet. Der I2C verwendet ein Zwei-Draht-System, eine Taktleitung (SCL) und eine Datenübertragungsleitung (SDA), die beide von mehreren Geräten verwendet werden können, sodass sie nicht exklusiv für ein Gerät sind. Diese Art von Touchscreen wird hauptsächlich in eingebetteten Systemen, Anwendungen mit Echtzeit-Datenaustausch und Unterhaltungselektronikgeräten wie Tablets und Smartphones verwendet.

Es gibt verschiedene Arten von Touchscreen-I2Cs – resistive und kapazitive Touchscreens. Die Kenntnis jedes Typs hilft Benutzern, je nach Bedarf bessere Entscheidungen zu treffen.

Resistiver Touchscreen

Der resistive Touchscreen-I2C-Typ arbeitet nach dem Prinzip des Widerstands zwischen zwei leitenden Schichten. Diese beiden resistiven Schichten bestehen aus Glas oder Kunststoff mit einer leitenden Beschichtung auf einer oder beiden Seiten. Wenn Druck auf den Bildschirm ausgeübt wird, berühren sich diese beiden Schichten und die X- und Y-Koordinaten werden über den Widerstand berechnet. Da er durch Druck funktioniert, der die beiden Schichten in Kontakt bringt, kann der resistive Touchscreen mit allem verwendet werden, um den erforderlichen Druck auszuüben – von Fingern über Stifte bis hin zu Stiftwerkzeugen oder sogar Handschuhen.

Resistive Touchscreens sind im Allgemeinen erschwinglicher, einfacher herzustellen und für ihre konstante Genauigkeit bekannt. Sie haben jedoch auch einige Einschränkungen. So können sie beispielsweise nur einen Berührungspunkt gleichzeitig erkennen (kein Multitouch), und die Schichtung auf dem Bildschirm kann die Gesamtqualität und Helligkeit des Displays beeinträchtigen. Sie neigen auch dazu, weniger empfindlich auf leichtere Berührungen zu reagieren als kapazitive Touchscreens.

Kapazitiver Touchscreen

Der kapazitive Touchscreen-I2C-Typ funktioniert anders als der resistive Touchscreen. Er arbeitet, indem er Änderungen der Kapazität erkennt, die durch die elektrische Ladung des menschlichen Körpers verursacht werden, wenn ein Benutzer den Bildschirm berührt. Der Bildschirm ist mit mikroskopisch kleinen kapazitiven Sensoren beschichtet, die die Berührungsposition erkennen können. Im Gegensatz zu der resistiven Art funktioniert der kapazitive Touchscreen nur mit leitenden oder kapazitiven Materialien, d. h. dem menschlichen Körper. Daher kann der Bildschirm nur mit Fingern verwendet werden – Stifte und Füller funktionieren nicht, es sei denn, sie sind so modifiziert, dass sie eine gewisse Form der Leitfähigkeit zwischen dem Bildschirm und dem Benutzer erzeugen.

Kapazitive Touchscreens sind bekannt für ihre überlegene Empfindlichkeit und Multitouch-Fähigkeiten und bieten ein viel klareres Display. Sie sind jedoch in der Regel viel teurer als resistive Touchscreens. Und ihre hohe Empfindlichkeit hat einen Preis – manchmal können Umgebungsfaktoren wie Luftfeuchtigkeit und Luftdruck die Leistung des Bildschirms beeinträchtigen.

Funktion & Merkmale

• LCD-Schutz:

  I2c-Touchscreens müssen in industriellen und medizinischen Umgebungen vor Stößen geschützt werden. Speziell angefertigte Schutzgehäuse aus robusten Materialien wie Stahl oder Glas werden häufig eingesetzt, um LCDs zu schützen und die Sicherheit und Haltbarkeit des Geräts zu verbessern.

• Dichtungsmaterialien:

  In Umgebungen mit Feuchtigkeit oder Staubeinwirkung ist es wichtig, eine gute Abdichtung zwischen Touchscreen und LCD zu gewährleisten. Dichtungsmaterialien wie Gummi- oder Silikondichtungen werden verwendet, um das Eindringen dieser Elemente zu vermeiden und das einwandfreie Funktionieren und die Langlebigkeit des Geräts zu gewährleisten.

• Wasserdichte Geräte:

  Geräte, die im Außeneinsatz verwendet werden, wie z. B. Handheld-Geräte und HMI, sind manchmal Wasser ausgesetzt. Dies erfordert die Herstellung wasserdichter Geräte, die über I2c-Touchscreens verfügen, die gegen Wassereintritt abgedichtet sind. I2c-Touchscreens können Teil dieser Geräte sein, wenn eine ordnungsgemäße Abdichtung zwischen LCD und Touchscreen gewährleistet ist, um das Eindringen von Wasser zu verhindern. Geräte mit IP-Schutzklassen sind typische wasserdichte Geräte. Die Schutzklassen geben den Schutzgrad gegen Wasser und Staub an. Geräte mit IP65, IP66 und IP67 sind beispielsweise hochgradig gegen Wasser geschützt.

• Montagekomponenten:

  I2c-Touchscreens müssen in Gerätekonstruktionen fest und stabil montiert werden. Dies erfordert die Verwendung von Montagekomponenten wie Halterungen und Schrauben, um den Touchscreen korrekt in Bezug auf das LCD zu positionieren und die einwandfreie Funktion des Geräts zu gewährleisten.

• Integration mit anderen Elementen:

  I2c-Touchscreens müssen nicht nur in das LCD integriert werden, sondern auch in verschiedene andere Komponenten des Geräts, wie z. B. den Mikrocontroller zur Verarbeitung der Benutzereingabe und die Kommunikationsschnittstellen zur Datenübertragung. Außerdem müssen Stromversorgungselemente integriert werden, um den Touchscreen und andere Komponenten am Laufen zu halten. Damit das Gerät optimal funktioniert, ist es daher wichtig, dass der I2c-Touchscreen gut in alle seine Komponenten integriert ist.

Anwendungen von I2C-Touchscreens

Die Anwendungen von kapazitiven Touchscreens sind zahlreich. Wenn man weiß und versteht, welche Arten von Touchscreen-Anwendungen mit den Anforderungen der Benutzer kompatibel sind, kann dies dazu beitragen, das Benutzererlebnis zu vereinfachen und effizienter zu gestalten. Zu den breiten Kategorien und Branchen, in denen I2C-Touchscreens eingesetzt werden, gehören:

• Unterhaltungselektronik: Einer der wichtigsten Märkte, der Berührungssensoren in seine Produkte integriert, ist die Unterhaltungselektronik. Sensoren werden Laptops, Kameradisplays, Tablets, E-Readern, Smartphones und Spielekonsolen hinzugefügt, um eine intuitivere Schnittstelle für Fahrer, Passagiere und Automobil-OEMs zu bieten.
• Medizinische Geräte: Ein bedeutender Markt für Touchscreen 2.0 I2C-Produkte sind medizinische Geräte. Viele Produkte, darunter Fieberthermometer, Blutdruckmessgeräte, Inhalatoren, Zahnarztgeräte sowie Diagnose- und Ultraschallgeräte, verwenden Touchscreens. Die I2C-Technologie ist in dieser Branche von entscheidender Bedeutung, da sie bequeme und sichere Lösungen für Patienten und medizinisches Personal bietet.
• Industriemaschinen: I2C-Touchscreens können viele Modelle von Industriemaschinen steuern, darunter Arbeitsplätze, Gabelstapler, Roboterarme, Bergbaumaschinen und Baumaschinen sowie landwirtschaftliche Geräte. Da das Multitouch- und Gestensystem reaktionsschnell ist, können Benutzer Maschinen präzise bedienen. I2C-Technologien verbessern die Genauigkeit und reduzieren die Fehlermarge in vielen Anwendungen.
• Point-of-Sale-Systeme: Praktisch jedes Point-of-Sale- oder Transaktionssystem verwendet einen I2C-Berührungssensor. Geldautomaten, Kassen in Supermärkten und Einkaufszentren, mobile Zahlungsgeräte und Selbstbedienungs-Kioske beinhalten alle Touchscreens. Kunden können dank des I2C-Systems effektiver Einkäufe tätigen, Produktinformationen einsehen und auschecken.
• Spiele & Unterhaltung: Die Spiele- und Unterhaltungsindustrie setzt I2C-Anwendungen in großem Umfang ein. I2C-Sensoren können in VR-Ausrüstung, interaktive Spielkonsolen und mobile Spielegeräte integriert werden, um Spielern ein immersives und intuitives Erlebnis zu bieten.
• Smart Homes & IoT-Geräte: I2C-Sensoren ermöglichen Smart-Home-Anwendungen wie Haussicherheitsanlagen, Smart Kitchens, intelligente Thermostate und intelligente Lichter. Ein beträchtlicher I2C-Touchscreen-Markt besteht für intelligente und vernetzte Geräte, die einfache Benutzeroberflächen ermöglichen. Mit dem Aufkommen von IoT-Verbindungen können Menschen ihre Wohn- und Arbeitsbereiche effizient steuern und verwalten.

So wählen Sie einen Touchscreen-I2C aus

Bei der Auswahl eines Touchscreen-I2C für ein Projekt müssen mehrere wichtige Faktoren berücksichtigt werden, um die Kompatibilität und Funktionalität für eine bestimmte Anwendung zu gewährleisten.

• Kompatibilität:

  Der Mikrocontroller sollte überprüft werden, um festzustellen, ob er über genügend I2C-Bus-Verbindungen verfügt; außerdem sollte seine Kompatibilität mit den Umgebungsbedingungen, unter denen er verwendet werden soll, sichergestellt werden; wenn das Projekt beispielsweise erfordert, dass der Touchscreen in einem schattigen Außenbereich montiert wird, sollten die Wetterfestigkeit und die Kompatibilität des Touchscreens mit dieser Umgebung berücksichtigt werden.

• Bildschirmgröße und Auflösung

  I2C-Touchscreens gibt es in verschiedenen Bildschirmgrößen und Auflösungen; daher sollten die gewünschte Bildschirmgröße und Auflösung für eine bestimmte Anwendung ermittelt werden. Berücksichtigen Sie Formfaktor, verfügbaren Montageplatz und physikalische Abmessungen. Die Auflösung sollte ebenfalls berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass klare Grafiken und Texte für die Bedürfnisse des Projekts geeignet sind.

• Touchscreen-Technologie:

  Verschiedene I2C-Touchscreens werden mit verschiedenen Touchscreen-Technologien wie kapazitiv und resistiv geliefert; daher sollte die geeignete Technologie basierend auf den Funktionsanforderungen ausgewählt werden. So sind beispielsweise kapazitive Touchscreens empfindlicher und unterstützen Multitouch, während resistive Touchscreens die Kompatibilität mit Stift-Eingabe bieten und unter extremen Bedingungen funktionieren.

• Schnittstelle und Treiber:

  Die Verfügbarkeit von Bibliotheken und Treibern für eine bevorzugte Programmiersprache oder Plattform sollte sichergestellt werden, um die Integration zu vereinfachen. Es sollte auch überprüft werden, ob das Touchpanel mit dem I2C-Kommunikationsprotokoll kompatibel ist, ohne dass Konflikte auftreten.

• Leistungsanforderungen:

  Die Stromversorgungsanforderungen des Touchscreens sollten überprüft und bestätigt werden, dass sie mit einem bestehenden System kompatibel sind. Die Leistungsprofile verschiedener Bildschirme sollten ebenfalls ausgewertet werden, insbesondere wenn die Anwendung portabel ist und der Stromverbrauch ein kritischer Faktor ist.

• Montageoptionen:

  Verschiedene I2C-Touch-LCD-Bildschirme bieten verschiedene Montageoptionen; aus diesem Grund sollte die bevorzugte Montagemethode ermittelt werden. Dies beinhaltet sicherzustellen, dass die Touchscreens in bestehende Setups richtig integriert oder an der benötigten Stelle physisch befestigt werden können.

• Budgetbeschränkungen:

  Das Budget für das Projekt sollte bei der Berücksichtigung der Kosten für I2C-Touchscreens berücksichtigt werden; daher sollte eine kostengünstige Lösung gefunden werden, ohne Kompromisse bei wesentlichen Spezifikationen und Funktionen einzugehen.

• Support und Dokumentation des Anbieters:

  Die Verfügbarkeit von Community-Ressourcen und Dokumentation sollte überprüft werden, um den Integrations- und Entwicklungsprozess des I2C-Touchscreens zu unterstützen; außerdem sollte der Anbieter Unterstützung und rechtzeitigen Support bei der Fehlersuche oder bei Anfragen anbieten.

Fragen & Antworten

F: Welche Vorteile hat der I2C gegenüber anderen Kommunikationsmethoden?

A: Der I2C ist einfacher zu implementieren und verwendet nur zwei Leitungen für die Verbindung; daher ist er bei vielen Ingenieuren und Bastlern beliebt.

F: Welche Vorteile hat der I2C gegenüber anderen Kommunikationsmethoden?

A: Der I2C ist einfacher zu implementieren und verwendet nur zwei Leitungen für die Verbindung; daher ist er bei vielen Ingenieuren und Bastlern beliebt.

F: Wie kann man den I2C beheben?

A: Überprüfen Sie die Pull-up-Widerstände; wenn die Werte zu hoch sind, steigt das Signal langsamer an. Wenn der Wert zu niedrig ist, steigen die Signale zu schnell an, was zu einer Verwirrung der Spannungsebenen führen kann.

F: Welche Geräte verwenden I2C?

A: Die Liste der Geräte, die den I2C-Bus verwenden, ist umfangreich und umfasst ADCs, DACs, Sensoren, RTCs, EEprom, Rauschunterdrücker, Verstärker, PM-Busse, GPIO-Erweiterungen, Multiplexer, Decoder und viele mehr.

F: Kann man Geräte mit verschiedenen I2C-Spannungsebenen verbinden?

A: Geräte mit unterschiedlichen I2C-Pegeln können verbunden werden, aber nur, wenn die Signale ohne Übersetzung in beide Richtungen übertragen werden können.