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L'evoluzione degli schemi tattili

Schermi touchscreen innovativi

Una delle innovazioni più significative introdotte da iPhone e iPod riguarda la nuova modalità di impiego dello schermo tattile. Questo modo innovativo di utilizzare il touch screen - insieme ad applicazioni quali il riconoscimento di movimenti codificati e l'acquisizione della scrittura manuale - è destinato ad avere un crescente successo in una vasta gamma di prodotti, non solo telefoni cellulari, ma anche dispositivi mobili per la navigazione Internet, fotocamere, elettrodomestici ecc…

Requisiti tecnici dei nuovi touch screen

Gli schermi tattili evoluti sono notevolmente più sofisticati rispetto ai tradizionali touch screen che troviamo in tanti chioschi informativi, biglietterie automatiche ecc., e ancora più sofisticati sono i controllori che li gestiscono. Le differenze principali riguardano la necessità di rilevare più contatti contemporanei (almeno due dita), su aree molto piccole (soprattutto nel caso di acquisizione della scrittura manuale, poiché lo schermo viene toccato solo dalla punta di uno stilo) e a velocità molto alte (per seguire anche gli spostamenti più rapidi). Inoltre, per rendere un'interfaccia di questo tipo davvero comoda nell'uso reale, è necessario che il sistema sia in grado di ignorare i contatti accidentali: ad esempio la guancia o l'orecchio nel corso della telefonata, oppure le dita usate per afferrare il telefono, o la mano che si posa sullo schermo durante la scrittura.

Questa sofisticata capacità di discernimento richiede una particolare gestione dello schermo sensibile e un'opportuna elaborazione del segnale rilevato, il tutto ovviamente senza venire meno ai vincoli posti dalle applicazioni portatili (basso consumo e ingombri ridotti) e senza ricorrere a costosi sensori speciali. Vari produttori di semiconduttori hanno già messo a punto controllori rivolti a questo tipo di applicazioni; uno di essi, il maxTouch recentemente presentato da Atmel, offre prestazioni particolarmente interessanti.

L'elaborazione del segnale

L'altro aspetto fondamentale della soluzione maxTouch riguarda l'elaborazione del segnale rilevato dallo schermo tattile; è questa, infatti, la funzione che consente di distinguere i comandi dell'utilizzatore dai contatti accidentali, di riconoscere i movimenti codificati (stretcth, pinch, rotate), di acquisire la scrittura manuale. L'elaborazione è affidata al microcontrollore AVR XMEGA di Atmel, ovviamente incorporato nel chip. Il primo dispositivo della famiglia maxTouch, denominato mXT224, impiega un core AVR Risc a ciclo singolo dotato di 32 registri e due engine Dsp che elaborano i dati riguardanti rispettivamente l'asse X e l'asse Y dello schermo. Il chip comprende inoltre un controllore DMA che gestisce il traffico di dati tra le periferiche e verso l'esterno, consentendo alla Cpu di dedicarsi esclusivamente all'elaborazione dei segnali provenienti dallo schermo. Un'altra importante caratteristica della tecnologia maxTouch riguarda i conduttori di collegamento tra schermo e controllore, che sono insensibili al tocco. In altre soluzioni, invece, questi collegamenti elettrici sono sensibili come lo schermo e pertanto, anche se coperti dall'involucro esterno del sistema, possono dare luogo a falsi comandi. In questi casi per minimizzare il problema il controllore viene collocato il più vicino possibile al display. L'impiego di conduttori insensibili, invece, offre maggiore libertà di scelta nella collocazione del circuito integrato.

Altri dati tecnici

Il primo dispositivo della famiglia maxTouch, denominato mXT224, può rilevare un numero illimitato di contatti contemporanei su uno schermo suddiviso in 224 nodi. L'intera matrice viene rilevata nuovamente ogni quattro millisecondi. Il chip è in grado di distinguere e ignorare i contatti accidentali e di riconoscere una vasta gamma di comandi: “zoom in” e “zoom out” (tramite i movimenti di “stretch” e “pinch”), rotazione, ecc. Può inoltre acquisire la scrittura manuale, grazie alla elevata velocità di refresh e a un rapporto segnale/rumore di 80:1. I comandi possono essere impartiti anche tramite il contatto di una sola unghia, anziché un polpastrello. Il nuovo controllore Atmel consuma 10 microwatt in modalità sleep, meno di 2 milliwatt in modalità idle, meno di 4 milliwatt nel funzionamento normale. Nella modalità idle il rilevamento del primo contatto richiede meno di dieci millisecondi. Un singolo dispositivo mXT224, con l'aiuto di tre soli componenti passivi esterni, è in grado di gestire schermi fino a 10,2 pollici; più chip possono essere connessi tra loro per controllare display di grandi dimensioni, mantenendo una elevata risoluzione nel rilevamento del tocco.

 

 

 

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