Les écrans tactiles résistifs ont été parmi les premiers à faire l'objet d'une adaptation généralisée. Leur conception simple et leur relative rentabilité en ont fait un élément courant de l'équipement technologique de certaines industries. Toutefois, le fonctionnement de ces écrans tactiles n'est pas toujours évident pour tout le monde.
Un écran tactile résistif est un écran tactile qui utilise deux couches, recouvertes d'un composé métallique conducteur et séparées par des points d'espacement pour enregistrer le toucher. Lorsque les deux couches se touchent, le système mesure la tension à cet endroit précis et peut ensuite déterminer les coordonnées x et y du point de contact.
Dans cet article, nous allons passer en revue tout ce que vous devez savoir sur l'anatomie de ces écrans tactiles et sur la manière dont ils mesurent l'entrée tactile. Nous aborderons également les sous-types les plus répandus d'écrans tactiles résistifs et la manière dont ils se comparent aux alternatives plus modernes.
Les composants principaux d'un écran tactile résistif
Un écran tactile résistif classique se compose de quatre couches séparées par des points d'espacement et reliées entre elles par des connexions électriques. Vous trouverez ci-dessous une description de chacune de ces couches.
Couche supérieure
La couche supérieure de l'écran tactile résistif est généralement constituée d'un matériau fin et souple tel que le PET (polyéthylène téréphtalate) ou le PEN (polyéthylène naphtalate). Cette couche transparente est la surface que les utilisateurs touchent physiquement.
Points d'espacement
Sous la couche supérieure, on retrouve de petits points d'espacement ou une grille faite d'un matériau isolant tel que le verre ou l'acrylique. Ces points permettent de maintenir un espace uniforme entre les couches supérieure et inférieure lorsque aucune pression n'est exercée. En outre, la quantité de pression nécessaire pour provoquer un "événement tactile" est largement déterminée par l'espace entre ces points et par leur taille.
Couches conductrices (ITO)
Au-dessous et au-dessus des points d'espacement/de la grille se trouvent des couches conductrices généralement constituées d'un matériau transparent appelé oxyde d'indium et d'étain (ITO), qui est un composé métallique conducteur. Ces couches sont appliquées sur la face inférieure de la couche supérieure et sur le dessus du substrat.
Couche inférieure (substrat)
La couche inférieure sert de support stable à l'assemblage de l'écran tactile. Elle assure un support structurel et sert de fondation aux couches conductrices. Il s'agit souvent de verre.
Connexions électriques
Chaque couche conductrice est reliée au contrôleur de l'écran tactile par des connexions électriques. Un contrôleur est nécessaire pour "lire" l'entrée du système électrique afin d'identifier précisément le point de contact.
De plus, les écrans tactiles résistifs à 4 et 8 fils comportent des paires opposées de bus-bar. Chaque bus-bar comporte une paire de fils électriques connectés au contrôleur. Ces fils sont nécessaires pour mesurer le contact tactile.
Les écrans tactiles à 5 fils, quant à eux, sont dépourvus de bus-bar et utilisent des électrodes placées à chaque coin du substrat. Ces électrodes sont reliées par des fils le long du périmètre de la couche inférieure. Ces écrans tactiles ont également un cinquième fil intégré dans la couche PET supérieure.
Quels sont les types d'écrans tactiles résistifs
Au fil des ans, les écrans tactiles résistifs ont connu plusieurs évolutions. Les quatre plus courantes sont mentionnées ci-dessous.
4 fils
Les écrans tactiles à 4 fils sont dotés de deux fils sur le côté gauche de la couche supérieure PET et de deux fils sur le côté droit, chaque paire étant désignée par le terme « bus-bar ». La couche de verre inférieure comporte aussi deux fils sur le côté inférieur et deux sur le côté supérieur. Ces fils sont appelés X+ (à gauche), X- (à droite), Y+ (en haut) et Y- (en bas).
Une différence de tension constante est appliquée à la couche ITO supérieure. Par exemple, imaginons que l'on applique 5 V au fil de gauche (X+) et 0 V au fil de droite (X-). Lorsque les couches supérieure et inférieure se touchent, une tension de 2,5 V est détectée au centre. Cela indique au système que la coordonnée x se trouve au centre de l'écran. Le même processus est utilisé pour trouver la coordonnée y avec les fils Y+ et Y-. L'ordre des tensions peut être inversé en fonction de la configuration du système.
5 fils
Les écrans tactiles résistifs à 5 fils sont différents en ce sens qu'ils ne mesurent pas le point de contact sur deux couches différentes (supérieure et inférieure). Au lieu de cela, ils mesurent les coordonnées x et y sur la couche inférieure. Cela signifie que leur structure est légèrement différente, comme nous l'avons expliqué précédemment.
Les écrans tactiles à 5 fils utilisent la couche supérieure comme capteur de tension. Ce capteur de tension mesure la distance entre les fils X- et X+ pour obtenir la coordonnée x et entre les fils Y- et Y+ pour obtenir la coordonnée y. Les écrans tactiles à 4 fils et à 5 fils mesurent donc les coordonnées de la même manière, mais de façon légèrement différente.
8 fils
Les écrans tactiles résistifs 8 fils sont très semblables aux écrans tactiles 4 fils. Chaque côté de l'écran comporte un fil supplémentaire relié à une électrode. Lorsqu'il s'agit d'enregistrer le toucher, ce type d'écran fonctionne comme un écran tactile à 4 fils.
L'écran tactile à 8 fils est une évolution de l'écran tactile à 4 fils et de ses inconvénients opérationnels. Les générations précédentes d'écrans à 4 fils nécessitaient une calibration initiale et régulière de l'écran tout au long de sa durée de vie.
Les fils supplémentaires d'un écran tactile à 8 fils fournissent un ensemble complémentaire de mesures de tension. Ces mesures sont utilisées pour recalibrer l'écran automatiquement lorsque la tension des 4 autres fils tend à dévier.
Ces dernières années, les écrans tactiles résistifs à 8 fils ont fait l'objet d'une adaptation limitée.
Cela est principalement dû à l'amélioration de la qualité des écrans tactiles à 4 fils et au développement des écrans tactiles résistifs à 5 fils.
Matrice numérique
Le prédécesseur des écrans tactiles évoqués ci-dessus est l'écran tactile résistif à matrice numérique. De nos jours, ces écrans tactiles ne sont plus utilisés dans la technologie moderne.
Les écrans tactiles à matrice numérique ne sont réceptifs à la pression qu'au niveau de certains points précis, ce qui limite considérablement leur capacité à répondre aux besoins d'applications modernes telles que le dessin. La raison en est que leurs couches supérieure et inférieure n'étaient pas entièrement revêtues d'ITO (comme c'est le cas pour d'autres écrans tactiles résistifs).
Au lieu de cela, les écrans tactiles à matrice numérique étaient dotés de bandes de couches verticales et horizontales d'ITO. Par exemple, la couche inférieure comportait des bandes d'ITO verticales et la couche supérieure des bandes horizontales. Lorsqu'on exerçait une pression sur l'écran, les couches d'ITO se coupaient en deux à des endroits spécifiques, ce qui était alors enregistré comme un point de contact. Cela impliquait aussi la présence d'un grand nombre d'"espaces morts".
Quels sont les avantages des écrans tactiles résistifs?
Les écrans tactiles résistifs présentent plusieurs avantages qui justifient leur utilisation dans certaines applications modernes.
Tout d'abord, ils intègrent une technologie relativement simple par rapport à d'autres types d'écrans tactiles. C'est pourquoi ils sont économiquement intéressants et adaptés à des situations où le prix a son importance. Vous les trouverez donc dans des produits électroniques grand public abordables.
Par la manière dont ils enregistrent le toucher, les écrans tactiles résistifs sont également utilisés dans des environnements dans lesquels les utilisateurs doivent porter des gants très épais.
Quels sont les inconvénients de la technologie tactile résistive ?
Ce type d'écran présente aussi des inconvénients non négligeables qui les rendent inadaptés à des environnements commerciaux et, ou industriels exigeants.
Premièrement, ils présentent un risque d'usure important, car ils utilisent des couches souples pour enregistrer le toucher. C'est pourquoi la réactivité peut diminuer avec le temps ou devenir imprécise, ce qui les rend moins adaptés aux applications critiques ou nécessitant des touchers précis.
Deuxièmement, en général, la clarté optique des écrans tactiles résistifs est inférieure à celle des écrans tactiles capacitifs, par exemple. Cela s'explique par le fait que les écrans résistifs utilisent deux couches avec un petit espace d'air entre les deux. Là encore, ce n'est pas l'idéal pour les situations où une clarté optique optimale est requise.
Troisièmement, les écrans tactiles résistifs sont généralement incapables d'enregistrer plusieurs touchers à la fois. Là encore, cela est dû à leur conception.
Certains de ces écrans tactiles sont désormais dotés d'une fonctionnalité à deux touches, permettant des gestes de pincement et de zoom. Toutefois, les écrans tactiles capacitifs sont généralement plus répandus que les écrans tactiles à 10 points de contact. De ce fait, les écrans tactiles résistifs ne sont pas adaptés aux situations où de multiples touchers doivent être enregistrés en même temps, ce qui est assez courant dans les applications commerciales ou industrielles.
Comparaison entre les écrans tactiles résistifs et les écrans tactiles capacitifs
Divers types d'écrans tactiles sont disponibles, mais les plus fréquemment utilisés dans les applications modernes sont les écrans capacitifs et résistifs. Alors que les écrans tactiles résistifs étaient autrefois très largement répandus, vers les années 2010, ces derniers ont été supplantés par les écrans capacitifs.
Comme nous l'avons dit, les écrans tactiles résistifs ont encore quelques domaines d'application privilégiés. Par exemple, dans les environnements industriels où le port de gants est obligatoire.En revanche, les écrans tactiles capacitifs sont aujourd'hui la norme pour pratiquement tous les autres usages : commercial, industriel et grand public.
La raison en est qu'ils ne sont pas sujets à l'usure, puisqu'ils ne sont constitués que d'une couche de verre au lieu de deux couches flexibles. Et ils sont souvent dotés de capacités tactiles multiples, ainsi que d'une réactivité plus élevée, en général. Ces caractéristiques font des écrans tactiles capacitifs un produit de qualité supérieure dans de nombreuses applications.
