Layar Sentuh vs. Desain Antarmuka Tombol:Layar Sentuh Kapasitif dan Resistif serta Haptik

Pelajari tentang beberapa dasar terpenting untuk memahami bagaimana teknologi antarmuka telah berkembang.

Dalam podcast All About Circuits/Moore's Lobby berjudul Episode 10:Astronot NASA Matthew Dominick tentang Critical Engineering in Aerospace Technology, satu topik, di antara banyak, yang dibahas Dave Finch dan astronot Matthew Dominick adalah:Mengapa layar sentuh vs. desain antarmuka tombol begitu luar biasa penting dalam kokpit jet tempur?

Pertanyaan ini akan dijawab secara historis dan teknis dalam pembahasan berikut. Dalam artikel ini, kita akan fokus pada konsep berikut:

• Antarmuka tombol/keypad mekanis
• Layar sentuh (resistif dan kapasitif)
• Umpan balik haptik (khususnya haptik getar)

Ini akan memberi kita informasi konseptual dasar yang kita butuhkan untuk lebih memahami pentingnya teknologi tampilan dalam aplikasi luar angkasa.

Antarmuka Tombol/Keypad Mekanis

Jenis antarmuka pengguna lawas ini memberikan respons taktil kepada pengguna yang mungkin dalam bentuk respons mekanis. Jenis keypad ini lebih cocok untuk pengguna yang memakai sarung tangan. Papan tombol fisik cenderung lebih akurat karena tombol lebih terisolasi satu sama lain daripada kebanyakan layar sentuh; ini membantu menghilangkan kesalahan dalam mengaktifkan kunci yang berdekatan.

Sistem keyboard mekanis lebih murah daripada layar sentuh dan biasanya lebih ringan (biasanya hanya beberapa gram) karena lebih sedikit teknologi yang dibutuhkan di layar dibandingkan dengan layar sentuh.

Teknologi Layar Sentuh

Layar sentuh dapat memberikan nuansa mekanis yang diciptakan, menyala, atau mengeluarkan suara saat ditekan, tetapi dalam proses mengetik atau menekan tombol ini secara berurutan, pengguna mungkin secara tidak sengaja menyentuh tombol yang berdekatan jauh lebih mudah daripada di keypad mekanis. Layar sentuh biasanya datar dan tidak memiliki penghalang nyata yang memisahkan tombol yang berdekatan seperti pada keyboard mekanis.

Keuntungan mereka dibandingkan keyboard mekanis adalah keandalannya yang lebih besar di lingkungan yang kotor atau keras. Beberapa keyboard mekanis memiliki konstruksi jenis membran fleksibel yang melindungi tombol yang akan mencegah masalah keandalan semacam ini dengan menjaga kotoran dan serpihan keluar.

Kerugian utama mereka adalah mereka lebih haus kekuasaan; ini akan merugikan dalam sistem bertenaga baterai. Selain itu, mereka mungkin mengalami masalah penglihatan dalam pencahayaan langsung.

Dua jenis layar sentuh yang paling populer adalah resistif dan kapasitif.

Layar Sentuh Resistif

Arsitektur ini membutuhkan dua lapisan konduktif yang jelas (substrat kaca atau akrilik dan lembaran atas poliester) yang dipisahkan oleh titik-titik isolasi. Ketika jari menyentuh lapisan atas, itu menyebabkan kontak antara dua lapisan. Sentuhan dilacak dengan terlebih dahulu menerapkan gradien tegangan ke lapisan secara berurutan di sepanjang sumbu X dan Y (dengan lapisan yang berlawanan digunakan sebagai probe tegangan). Kontroler menentukan posisi X dan Y dari kontak berdasarkan level tegangan yang dilaporkan dari lapisan yang diperiksa.

Gambar 1. Konstruksi layar sentuh resistif. Gambar digunakan atas izin Wilson Hurd

Jenis desain ini berbiaya rendah dan konsumsi daya rendah. Ini tahan terhadap cairan. Mungkin perlu sesekali dikalibrasi, dan lebih rentan terhadap kerusakan dan keausan.

Layar Sentuh Kapasitif

Bandingkan konsep layar sentuh resistif di atas dengan layar sentuh kapasitif. Dalam desain ini, tegangan diterapkan ke sudut-sudut layar. Elektroda di sekitar tepi layar menciptakan medan listrik melintasi permukaan konduktif, yang memungkinkan jari dilacak di layar dengan mengukur perubahan kapasitansi yang disebabkan oleh arus penarikan permukaan konduktif jari.

Gambar 2. Konstruksi layar sentuh kapasitif. Gambar digunakan atas izin Wilson Hurd

Jenis desain ini menggunakan panel kaca solid dengan kinerja optik yang sangat baik, tidak ada gerakan mekanis dengan daya tahan tinggi, dan memiliki kemampuan multi-sentuh dan gerakan. Pengguna dapat menggunakan jari telanjang, sarung tangan, atau stylus aktif. Arsitekturnya mampu bertahan terhadap lingkungan ekstrem, sangat akurat, tetapi rentan terhadap EMI.

Untuk melihat konsep ini secara lebih mendalam, lihat pengantar Robert Keim tentang penginderaan sentuh kapasitif.

Umpan Balik Haptik

Umpan balik haptic adalah sarana komunikasi dua arah antara manusia dan komputer dan termasuk umpan balik sensorik untuk meningkatkan pengalaman pengguna. Sentuhan, penglihatan, dan suara akan meningkatkan antarmuka pengguna dan memberikan keyakinan dan konfirmasi kepada pengguna bahwa tombol layar sentuh ditekan. Umpan balik fisik sangat penting untuk keandalan dalam situasi seperti di pesawat tempur militer di mana pilot perlu terus menerus memindai sekelilingnya secara visual.

Haptik Bergetar

Salah satu cara untuk memberikan kepercayaan kepada pengguna, bahwa tombol yang mereka sentuh benar-benar mengaktifkan respons yang diinginkan, adalah dengan haptics. Efek haptic dapat ditumpangkan, melalui generator gelombang berdiri dan sensor tekanan, pada layar sentuh konvensional; ketika ada sentuhan, ada gelombang suara yang dihasilkan yang memberi pengguna perasaan menekan tombol dan menerima umpan balik positif pada keyboard konvensional. Ini sangat penting dalam pesawat tempur militer dan dapat meningkatkan sistem pesawat ruang angkasa.

Gambar 3. Arsitektur dasar untuk sistem haptic bergetar di layar sentuh. Gambar yang digunakan atas izin Catelani, Ciani, Barile, dan Liberatori melalui IEEE Xplore

Dalam artikel berikutnya, kita akan berbicara tentang bagaimana teknologi ini telah diterapkan dari PalmPilot ke tampilan di F-18 Super Hornet, yang dibahas Matthew Dominick dalam episode Moore's Lobby.