Comment choisir le bon circuit intégré de contrôleur tactile ?

Un écran tactile capacitif est bien plus qu’un morceau de verre de protection placé sur un écran LCD.

Derrière chaque interface tactile réactive se trouve un contrôleur tactile capacitif chargé de détecter les signaux tactiles, de filtrer le bruit électrique, de reconnaître les gestes et de communiquer avec le processeur hôte. Qu'il s'agisse d'une IHM industrielle, d'un dispositif médical, d'une borne libre-service ou d'un terminal extérieur, les performances du circuit intégré du contrôleur tactile ont un impact direct sur l'expérience utilisateur.

Pour cette raison, la sélection du bon contrôleur tactile est l'une des décisions les plus importantes lors de la conception d'un écran tactile capacitif projeté (PCAP).

Ce guide explique comment les ingénieurs évaluent les circuits intégrés de contrôleur tactile capacitif , quels facteurs techniques influencent la sélection du contrôleur et pourquoi la meilleure solution est déterminée par les exigences du projet plutôt que par la seule marque du contrôleur.

À quoi sert un circuit intégré de contrôleur tactile capacitif ?

Un circuit intégré de contrôleur tactile capacitif fait office de centre de traitement d'un écran tactile capacitif projeté.

Ses principales fonctions comprennent :

• Scanner le capteur tactile

• Détection des coordonnées tactiles

• Prise en charge du fonctionnement multi-touch

• Filtrage du bruit électrique

• Rejeter les fausses touches

• Reconnaître les gestes

• Communiquer avec le système hôte via des interfaces telles que I⊃2;C, USB ou SPI

Bien que différents fabricants utilisent des architectures matérielles et des algorithmes de micrologiciel différents, chaque circuit intégré de contrôleur tactile est conçu pour atteindre le même objectif : des performances tactiles précises et fiables dans des conditions de fonctionnement réelles.

Qu'est-ce qui détermine réellement la sélection du circuit intégré du contrôleur tactile ?

L’une des questions les plus fréquemment posées par les ingénieurs est :

Quel circuit intégré de contrôleur tactile dois-je choisir ?

Est-ce que ça devrait être Microchip ?

Bonix ?

ILITEK ?

La réponse est généralement :

Cela dépend de l'application.

Les ingénieurs expérimentés choisissent rarement un contrôleur tactile capacitif en se basant uniquement sur le fabricant. Au lieu de cela, ils évaluent d'abord les exigences techniques du projet.

Épaisseur du verre de couverture

L'épaisseur du verre de protection est souvent l'un des premiers facteurs pris en compte lors de la sélection du circuit intégré du contrôleur tactile..

À mesure que le verre de protection devient plus épais, la distance entre le doigt et le capteur augmente, ce qui affaiblit les signaux tactiles.

Les exemples typiques incluent :

• Electronique grand public : 0,7 à 1,1 mm

• Équipement industriel : 2 à 6 mm

• Bornes extérieures : 6 mm ou plus d'épaisseur

Les applications utilisant un verre de protection plus épais nécessitent généralement un circuit intégré de contrôleur tactile doté d'une capacité de traitement du signal plus forte et d'un micrologiciel optimisé pour une sensibilité élevée.

Taille du capteur tactile

Les capteurs tactiles plus grands nécessitent davantage de canaux de détection et un traitement du signal plus complexe.

À mesure que la taille du capteur augmente, les ingénieurs doivent prendre en compte :

• Temps de numérisation

• Atténuation du signal

• Nombre de chaînes

• Performances sonores

• Optimisation du micrologiciel

Pour cette raison, un contrôleur tactile adapté à un Un écran de 5 pouces n’est peut-être pas le choix idéal pour un moniteur tactile industriel de 21,5 pouces.

Immunité aux EMI et au bruit

Les environnements industriels contiennent souvent un bruit électrique important généré par les moteurs, les alimentations à découpage, les onduleurs, les écrans LCD et les bus de communication à haut débit.

Un circuit intégré de contrôleur tactile industriel fiable doit maintenir des performances tactiles stables même dans ces conditions difficiles.

De mauvaises performances EMI peuvent entraîner :

• Fausses touches

• Touches manquées

• Dérive des coordonnées

• Réponse lente

• Fonctionnement instable

Pour de nombreuses applications industrielles, l’immunité au bruit est considérée comme plus importante que la sensibilité tactile maximale.

Fonctionnement des gants

De nombreux appareils industriels et médicaux doivent rester pleinement opérationnels tant que les utilisateurs portent des gants de protection.

Pour obtenir un fonctionnement fiable des gants, il ne suffit pas de sélectionner un circuit intégré de contrôleur tactile spécifique..

Les ingénieurs doivent évaluer l’ensemble du système tactile, notamment :

• Épaisseur du verre de protection

• Conception du capteur tactile

• Capacité du contrôleur

• Réglage du micrologiciel

Ce n’est que lorsque ces éléments fonctionnent ensemble que des performances tactiles stables peuvent être obtenues.

Rejet d'eau

Les équipements extérieurs, les systèmes marins et les terminaux publics fonctionnent souvent dans des environnements humides.

La pluie, les gouttelettes d'eau ou la condensation peuvent facilement interférer avec la détection capacitive.

modernes Les circuits intégrés de contrôleur tactile capacitif combinent généralement du matériel dédié et des algorithmes de micrologiciel intelligents pour distinguer les touches intentionnelles des interférences d'eau, améliorant ainsi la fiabilité globale.

Exigences multi-touch

Différentes applications nécessitent différents niveaux de capacité multi-touch.

Par exemple:

• Les IHM industrielles ne nécessitent souvent que deux ou cinq points de contact.

• Les moniteurs tactiles commerciaux peuvent nécessiter un multi-touch à dix points.

• Les dispositifs médicaux donnent généralement la priorité à la stabilité tactile plutôt qu’à la complexité des gestes.

La sélection d'un circuit intégré de contrôleur tactile avec plus de points de contact ne produit pas automatiquement une meilleure expérience utilisateur. Le contrôleur doit toujours répondre aux exigences fonctionnelles de l'application.

Interface de communication

La plupart des circuits intégrés de contrôleur tactile communiquent avec le processeur hôte via :

• Je⊃2;C

• USB

• IPS

L'interface de communication elle-même détermine rarement le fabricant de contrôleurs à sélectionner, mais elle influence l'architecture du système, le développement logiciel et la compatibilité matérielle.

Environnement opérationnel

Enfin, les ingénieurs doivent également prendre en compte les facteurs environnementaux, notamment :

• Température de fonctionnement

• Humidité

• Exigences CEM

• Cycle de vie du produit

• Disponibilité à long terme

Pour les produits industriels qui devraient rester en production pendant de nombreuses années, le choix d'un contrôleur bénéficiant d'un approvisionnement stable et d'un support à long terme est souvent aussi important que ses spécifications techniques.

Définir l'application avant de sélectionner le circuit intégré du contrôleur tactile

Le choix d'un circuit intégré de contrôleur tactile capacitif n'est pas simplement une question de comparaison des marques.

Au lieu de cela, les ingénieurs définissent généralement d'abord les exigences du projet, notamment l'épaisseur du verre de protection, la taille du capteur, les conditions environnementales, l'interface et les performances tactiles, puis évaluent quelle solution de contrôleur tactile répond le mieux à ces exigences.

Une fois ces exigences claires, le nombre de circuits intégrés de contrôleur tactile appropriés devient généralement beaucoup plus petit, ce qui rend la sélection finale beaucoup plus facile.

Fabricants courants de circuits intégrés de contrôleur tactile capacitif

Après avoir défini les exigences du projet, l'étape suivante consiste à sélectionner un circuit intégré de contrôleur tactile capacitif approprié..

Aujourd'hui, plusieurs fabricants proposent des solutions de contrôleurs tactiles matures pour les écrans tactiles capacitifs projetés (PCAP). Bien qu'ils remplissent tous la même fonction de base, ils diffèrent par leurs portefeuilles de produits, leurs capacités de micrologiciel, leur expérience industrielle et leur orientation applicative.

L'aperçu suivant met en évidence les caractéristiques générales de plusieurs fabricants de circuits intégrés de contrôleurs tactiles largement utilisés . Ces descriptions représentent un positionnement typique sur le marché plutôt que les capacités de chaque contrôleur individuel.

PUCE

Microchip est bien connu pour sa famille de circuits intégrés de contrôleurs tactiles capacitifs maXTouch® , largement utilisée dans les applications industrielles, médicales et automobiles.

Par rapport aux contrôleurs principalement conçus pour l'électronique grand public, de nombreuses solutions Microchip se concentrent sur de longs cycles de vie des produits, d'excellentes performances EMI et la prise en charge des environnements d'exploitation exigeants.

Points forts typiques

• Excellente immunité au bruit

• Support solide pour les verres de couverture épais

• Capacités étendues de réglage du micrologiciel

• Disponibilité des produits à long terme

• Expérience confirmée dans l'industrie et l'automobile

Applications courantes

• IHM industrielles

• Dispositifs médicaux

• Automatisation d'usine

• Systèmes automobiles

Infineon (anciennement Cypress)

La gamme de contrôleurs à écran tactile d'Infineon, initialement développée sous la marque Cypress TrueTouch®, est reconnue depuis longtemps pour sa fiabilité dans les environnements électriques difficiles.

Ses circuits intégrés de contrôleur tactile sont généralement sélectionnés pour les applications nécessitant des performances CEM robustes et une stabilité à long terme.

Points forts typiques

• Excellentes performances EMC et EMI

• Fonctionnement stable dans des environnements bruyants

• Solutions industrielles et automobiles matures

• Prise en charge d’un long cycle de vie

Applications courantes

• Équipement industriel

• Electronique médicale

• Transport

• Bornes extérieures

BONIX

Goodix est l'un des plus grands fournisseurs mondiaux de circuits intégrés de contrôleurs tactiles capacitifs , avec des produits couvrant l'électronique grand public ainsi que certaines applications industrielles.

Ses contrôleurs offrent généralement une intégration élevée et une large prise en charge de différentes tailles d'affichage.

Points forts typiques

• Large gamme de produits

• Haute intégration

• Réponse tactile rapide

• Des solutions rentables

Applications courantes

• Équipement commercial

• Systèmes embarqués

• Terminaux intelligents

• Appareils industriels

FocalTech

FocalTech propose une large gamme de circuits intégrés de contrôleurs tactiles pour smartphones, tablettes et produits industriels à écran tactile.

Ses solutions industrielles sont couramment utilisées dans les applications tactiles PCAP standard nécessitant des performances fiables et des options de contrôleur flexibles.

Points forts typiques

• Large gamme de contrôleurs

• Technologie tactile mature

• Prise en charge de plate-forme flexible

• Bonne performance globale

Applications courantes

• Terminaux industriels

• Présentoirs commerciaux

• Bornes libre-service

• Produits embarqués

ILITEK

ILITEK possède une vaste expérience dans solutions d'écran tactile industrielles , en particulier pour les moniteurs tactiles, les IHM et les équipements d'affichage commerciaux.

Ses circuits intégrés de contrôleur tactile capacitif sont largement adoptés dans les écrans tactiles capacitifs projetés de moyenne et grande taille.

Points forts typiques

• Applications industrielles matures

• Bon support pour les grands écrans tactiles

• Optimisation flexible du micrologiciel

• Approvisionnement stable à long terme

Applications courantes

• Moniteurs tactiles industriels

• Interfaces homme-machine

• Systèmes de point de vente

• Bornes libre-service

EETI

EETI se concentre principalement sur les solutions d’écran tactile industrielles et commerciales.

Ses circuits intégrés de contrôleur tactile sont largement utilisés dans les équipements médicaux, les systèmes de contrôle industriels et les appareils de point de vente où la stabilité et la compatibilité à long terme sont des priorités.

Points forts typiques

• Une vaste expérience industrielle

• Bonne compatibilité entre les conceptions de capteurs tactiles

• Prise en charge de plate-forme stable

• Long cycle de vie du produit

Applications courantes

• Dispositifs médicaux

• Automatisation industrielle

• Systèmes de point de vente

• Équipement de contrôle industriel

Comparaison des circuits intégrés du contrôleur tactile

Bien que chaque fabricant propose plusieurs familles de contrôleurs, le tableau suivant résume leurs caractéristiques typiques.

La comparaison ci-dessus ne donne qu’un aperçu général. Dans la pratique, les ingénieurs évaluent des modèles de contrôleurs individuels plutôt que de sélectionner un fabricant sur la seule base de la reconnaissance de la marque.

Choisissez par exigences du projet, et non par marque de contrôleur

Une question courante est :

Quel circuit intégré de contrôleur tactile est le meilleur ?

En réalité, il n’existe pas de réponse universelle.

Un contrôleur qui fonctionne exceptionnellement bien dans un dispositif médical n'est peut-être pas le choix le plus approprié pour un kiosque extérieur, tandis qu'un contrôleur conçu pour un moniteur tactile commercial n'est peut-être pas optimisé pour un produit portable alimenté par batterie.

Au lieu de comparer uniquement les fabricants, les ingénieurs comparent généralement dans quelle mesure une solution de contrôleur tactile répond aux exigences techniques de l'application.

Cette approche permet de restreindre les options de circuits intégrés de contrôleur tactile disponibles en fonction d'exigences techniques mesurables plutôt que de préférences de marque.

Pourquoi le micrologiciel est tout aussi important que le circuit intégré du contrôleur tactile

Le circuit intégré du contrôleur tactile n'est qu'une partie d'une solution tactile complète.

Dans de nombreux projets industriels, l’optimisation du firmware a un impact tout aussi significatif sur les performances tactiles globales.

L'utilisation du même contrôleur avec différentes conceptions de capteurs, épaisseurs de verre ou environnements d'exploitation nécessite souvent des ajustements du micrologiciel tels que la sensibilité, la fréquence de balayage, la stratégie de filtrage, les valeurs de seuil et les paramètres de rejet de la paume.

En conséquence, deux écrans tactiles construits autour du même circuit intégré de contrôleur tactile peuvent offrir des expériences utilisateur sensiblement différentes en fonction de la façon dont le micrologiciel a été optimisé.

Pourquoi travailler avec un fournisseur de solutions tactiles ?

De nombreux constructeurs OEM supposent qu’ils doivent choisir un circuit intégré de contrôleur tactile avant de démarrer un projet.

En pratique, il est généralement plus efficace de définir d’abord les exigences de l’application et de permettre à un fournisseur de solutions tactiles expérimenté de recommander le contrôleur le plus adapté.

Une solution tactile complète prend en compte non seulement le circuit intégré du contrôleur tactile capacitif , mais également la conception du capteur tactile, l'épaisseur du verre de protection, les performances optiques, l'optimisation du micrologiciel, l'intégration mécanique, la faisabilité de la fabrication et l'approvisionnement à long terme.

Chez FANNAL , notre équipe d'ingénierie travaille avec Microchip, Infineon (Cypress), Goodix, FocalTech, ILITEK et EETI solutions de contrôleur tactile , sélectionnant et optimisant le contrôleur en fonction des exigences spécifiques de chaque projet plutôt que de recommander une seule marque de contrôleur.

Foire aux questions

1. Différents circuits intégrés de contrôleur tactile peuvent-ils être utilisés avec le même capteur tactile ?

Dans certains cas, oui. Cependant, le remplacement d'un circuit intégré de contrôleur tactile nécessite généralement une vérification du matériel, une optimisation du micrologiciel et des tests de compatibilité pour garantir des performances fiables.

2. Un meilleur circuit intégré de contrôleur tactile offre-t-il toujours de meilleures performances tactiles ?

Pas nécessairement. Les performances tactiles globales dépendent du contrôleur, de la conception du capteur tactile, du verre de protection, du réglage du micrologiciel et de l'intégration du système, et non du seul circuit intégré du contrôleur.

3. Un circuit intégré de contrôleur tactile peut-il améliorer les performances des gants ou des contacts mouillés ?

Oui, mais uniquement dans le cadre d’une solution tactile complète. Le fonctionnement des gants et le rejet d’eau dépendent également de la conception du capteur, de l’épaisseur du verre de protection et de l’optimisation du micrologiciel.

4. Le micrologiciel du contrôleur tactile peut-il être personnalisé ?

Oui. De nombreuses solutions de contrôleurs tactiles industriels prennent en charge le réglage du micrologiciel pour optimiser la sensibilité, l'immunité au bruit, le rejet d'eau, le fonctionnement des gants et les performances spécifiques à l'application.

5. Dois-je choisir moi-même le circuit intégré du contrôleur tactile ?

Pas nécessairement. La plupart des constructeurs OEM obtiennent de meilleurs résultats en définissant d'abord les exigences de leurs applications et en travaillant avec un fournisseur de solutions tactiles expérimenté qui peut recommander et optimiser la solution de contrôleur tactile la plus adaptée.