{"id":2408,"date":"2013-04-29T14:50:51","date_gmt":"2013-04-29T12:50:51","guid":{"rendered":"http:\/\/www.brennecke.org\/?page_id=2408"},"modified":"2013-05-27T20:33:31","modified_gmt":"2013-05-27T18:33:31","slug":"touchscreen-interface","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.brennecke.org\/?page_id=2408","title":{"rendered":"Touchscreen-Interface"},"content":{"rendered":"<h2>Ein kurzer Ausflug zu Touchscreens und deren Ansteuerung<\/h2>\n<p>Die auf dem Markt erh\u00e4ltlichen Touchscreens k\u00f6nnen unterschieden werden in &#8222;resistive&#8220; und &#8222;kapazitive&#8220; Modelle.<\/p>\n<ul>\n<li>Resistive Touchscreens sind bereits sehr lang auf dem Markt. Sie werden ausgel\u00f6st durch einen leichten Druck auf eine Kunststoffscheibe, die \u00fcber dem eigentlichen Bildschirm liegt. Dadurch ver\u00e4ndert sich der Widerstand der Zwischenschicht. Damit kann eine Position ungef\u00e4hr ermittelt werden. Die Nachteile dieser Technik sind einerseits die Ungenauigkeit, die gew\u00f6hnlich eine Kalibrierung erforderlich macht, zum anderen der ben\u00f6tigte Druck, der ein Bewegen des Stifts oder Fingers auf dem Touchscreen erschwert. Sein Vorteil liegt in der Unabh\u00e4ngigkeit vom Eingabeinstrument &#8211; es muss kein geerdeter Finger sein, ein isolierter Plastikstift tut es ebenso.<\/li>\n<li>Kapazitive Touchscreens zeichnen sich gew\u00f6hnlich durch eine sehr glatte Glasoberfl\u00e4che aus. Bei ihnen wird eine Auflagekapazit\u00e4t ver\u00e4ndert und mit kleinen Zellen gemessen. Der wesentliche Vorteil: es besteht ein direkter Zusammenhang zwischen der ausgel\u00f6sten Zelle und der Position &#8211; eine Kalibrierung entf\u00e4llt. Bedingt durch diesen Vorteil sind auch Multi-Touch-Oberfl\u00e4chen m\u00f6glich, die gleichzeitig mehrere Ber\u00fchrungen auswerten k\u00f6nnen. Erst mit dieser Technik sind Touchpads wie das iPad oder moderne Smartphones erst m\u00f6glich geworden. Sie besitzen aber auch den Nachteil, dass der Toucheffekt nur mit dem Finger eintritt. Solle Stifte zum Einsatz kommen, dann m\u00fcssen diese leitend gestaltet sein. Auch mit einem Handschuh im Winter kann man einen kapazitiven Touchscreen nicht bedienen.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Den kapazitiven Systemen geh\u00f6rt daher die Zukunft, aber f\u00fcr viele Anwendungen gen\u00fcgt nach wie vor auch ein resistiver Touchscreen, und gerade bei Industrieanwendungen sind die robusten und einfach gebauten Systeme gerne gesehen. Sie sind zudem g\u00fcnstiger zu haben als ihre kapazitiven Pendants, und sie sind auch einfacher anzusteuern.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/www.brennecke.org\/wp-content\/uploads\/2013\/04\/IMG_5316.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-2425\" alt=\"IMG_5316\" src=\"http:\/\/www.brennecke.org\/wp-content\/uploads\/2013\/04\/IMG_5316.jpg\" width=\"768\" height=\"1024\" srcset=\"https:\/\/www.brennecke.org\/wp-content\/uploads\/2013\/04\/IMG_5316.jpg 768w, https:\/\/www.brennecke.org\/wp-content\/uploads\/2013\/04\/IMG_5316-225x300.jpg 225w\" sizes=\"(max-width: 768px) 100vw, 768px\" \/><\/a><\/p>\n<p>Ein typischer resitiver Touchscreen besitzt meist vier (manchmal f\u00fcnf) Anschlussdr\u00e4hte. Diese sind den Seiten zugeordnet und liefern die Widerstandswerte. Da die \u00c4nderungen nicht sehr schnell geschehen, ist eine Auswertung der Daten mit einem einfachen ATMega88 Mikrocontroller m\u00f6glich, der die Differenzen der Widerstandswerte misst und daraus eine Koordinate berechnet.<\/p>\n<p>Im Mikrocontroller werden die eingehenden Werte mithilfe des bordeigenen A\/D-Wandlers in Zahlenwerte umgesetzt; diese k\u00f6nnen dann als Koordinaten nach au\u00dfen gegeben werden. Ohne Kalibrierung geht aber nichts, da die Widerst\u00e4nde der einzelnen Touchscreens bauartbedingt schwanken.<\/p>\n<p>Der Controller kommuniziert dann \u00fcber die serielle Schnittstelle und kann dort Koordinaten, aber auch Koordinatenfelder abliefern. Die Kommunikation \u00fcber Felder vereinfacht das Protokoll, da bereits f\u00fcr ein Feld von 16&#215;16-Feldern ein einziger Byte-Wert gen\u00fcgt. Im hier vorgestellten Beispiel wird das Koordinatenfeld sogar noch gr\u00f6ber gew\u00e4hlt mit 8&#215;6 Feldern. Bei dem verwendeten 4,3&#8243;-Bildschirm ist ein solches Feld mit dem Finger noch gut zu treffen.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/www.brennecke.org\/wp-content\/uploads\/2013\/04\/IMG_5333.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-2426\" alt=\"IMG_5333\" src=\"http:\/\/www.brennecke.org\/wp-content\/uploads\/2013\/04\/IMG_5333.jpg\" width=\"1024\" height=\"768\" srcset=\"https:\/\/www.brennecke.org\/wp-content\/uploads\/2013\/04\/IMG_5333.jpg 1024w, https:\/\/www.brennecke.org\/wp-content\/uploads\/2013\/04\/IMG_5333-300x225.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/a><\/p>\n<p>In der Anwendung im Mikrocontroller Lab wird diese Feldauswertung genutzt, um aus einem auf dem Bildschirm dargestellten, sechszeiligen Men\u00fc auszuw\u00e4hlen oder eine komplette Tastatur zu simulieren.<\/p>\n<p>Anbei auch ein <a href=\"http:\/\/youtu.be\/J7KtoiGsgLc\">Link zu einem Youtube-Video<\/a>, das den Touchscreen in Aktion zeigt. Er ist noch nicht kalibriert. Daher sind die Treffer manchmal auch noch daneben. Insgesamt sieht es aber schon recht gut aus.<\/p>\n<p>Die Kalibrierung erfordert eine eigene Software, in der der Touchscreen die angeklickten Koordinaten festen, bekannten Werten auf dem Bildschirm zuordnet und diese dann dauerhaft abspeichert. Das interne Koordinatensystem (1024 x 1024) kann dann direkt gemappt werden auf das externe (hier 256 x 252), so dass der angeschlossene Datenempf\u00e4nger keine Umrechnung mehr vornehmen muss. Auch die Berechnung der genannten &#8222;Felder&#8220; (sp\u00e4ter als Schaltfl\u00e4chen genutzt) erfolgt dann pr\u00e4ziser. <a href=\"http:\/\/youtu.be\/Im462MnGp7c\">Ein weiteres Video<\/a> zeigt den Touchscreen, nachdem er kalibriert wurde.<\/p>\n<p><a title=\"Mikrocontroller-Lab 2.0\" href=\"http:\/\/www.brennecke.org\/?page_id=2396\">Zur\u00fcck zur \u00dcbersicht<\/a><\/p>\n<div class=\"twoclick_social_bookmarks_post_2408 social_share_privacy clearfix 1.6.4 locale-de_DE sprite-de_DE\"><\/div><div class=\"twoclick-js\"><script type=\"text\/javascript\">\/* <![CDATA[ *\/\njQuery(document).ready(function($){if($('.twoclick_social_bookmarks_post_2408')){$('.twoclick_social_bookmarks_post_2408').socialSharePrivacy({\"services\":{\"facebook\":{\"status\":\"on\",\"txt_info\":\"2 Klicks f\\u00fcr mehr Datenschutz: Erst wenn Sie hier klicken, wird der Button aktiv und Sie k\\u00f6nnen Ihre Empfehlung an Facebook senden. 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