이번 포스트는 터치 스크린 제품에 대해 리뷰합니다.
Zytronic사에서 판매 중인 제품인 것으로 알고 있는데, 사용법이나 후기 등에 대해 작성해 볼 것입니다.
Zytronic사의 Touch Sensor를 사용해보기 전에 우선, Touch Sensor에 관해 간단히 정리해 보겠습니다.
Touch Screen Panel(TSP)는 구조와 원리에 따라 분류됩니다. 분류에 대한 상세 내용은 다음과 같습니다.
먼저, 구조에 따른 분류에 대해 다뤄보겠습니다.
디스플레이 외부에 필름 형태의 TSP를 부착하는 외장형 방식과 디스플레이의 내부에 TSP가 위치하며 유리 또는 패널에 위치하는 내장형 방식이 있습니다. 참고로 내장형 방식은 외장형에 비해 패널을 더 얇게 만들 수 있고 터치 패널의 광반사가 줄게 되어 패널의 밝기를 낮추더라도 잘 보이는 편이기에 패널에 투입되는 전력 소모량을 감소시킬 수 있습니다.
On Cell Type은 주로 OLED 패널에 사용되며 두께나 빛 투과율 측면에서 유리합니다. In Cell Type은 컬러 필터와 액정 및 TFT로 구성된 LCD Cell 내부에 터치 인식 기능을 구현한 것으로 디스플레이 위에 별도의 터치스크린 패널(TSP)을 부착할 필요가 없어 두께와 무게를 줄일 수 있습니다.
작동 원리에 따라서도 분류할 수 있다고 하였는데, 각 방식에 대한 내용은 다음과 같습니다.
정전용량 방식은 터치 스크린에 형성되어 있는 정전용량(= 두 도체 또는 전극 간의 전기장에 의해 전하를 저장할 수 있는 용량) 변화를 감지하여 위치를 추정하는 것입니다. 확대, 축소, 스크롤, 스와이프, 드래그, 등의 많은 제스처를 지원하며, 보통 표면을 튼튼한 재질로 만들기 때문에 오염물질에 대한 내성이 강하고 청소하기에 쉽습니다. 하지만 가격이 비싸고 전도성이 있는 물체로만 터치할 수 있으며 정밀한 조작은 어렵다는 단점을 가지고 있습니다. 주로 사용되는 방식으로 스마트폰은 대부분 이 방식의 터치 스크린을 사용합니다.
저항막식 방식은 2007년 이전에 많이 사용했던 기술이라고 합니다. 비용이 저렴하고 제조 공정이 간단한 편입니다. 또한 낮은 전력 소비와 쉬운 사용법 때문에 많이 사용했습니다. 그러나 정전식 방식에 비해 낮은 선명도와 낮은 내구성, 낮은 터치 감도, 멀티 터치의 어려움 등의 단점이 있어 최근에는 많이 사용하지 않는 방식입니다.
적외선 방식은 LED를 순차적으로 Pulse 하여 IR 광선의 Grid를 만들고 사용자가 이 Grid에 손가락 등의 넣으면 X, Y 축의 포토 레지스터가 중단된 IR 광선을 감지하여 좌표를 반환하는 방식으로 구동됩니다. 보통 디스플레이용으로만 사용되는 편입니다. 높은 정확도를 가지며, 내구성이 높다는 장점을 가지나 표면에 장애물이 있는 경우 잘 못 측정 될 수 있으며 디스플레이가 커질수록 응답 속도가 느려질 수 있다는 단점이 있습니다.
초음파 방식은 저항막 방식의 낮은 투과율을 개선하기 위해 개발된 방식입니다. 패널 표면에 초음파를 진동시킬 수 있는 다수의 압전성 변환기를 유리 기질 모서리에 설치합니다. 초음파를 흡수할 수 있는 물체가 접촉되었을 때 초음파가 흡수 또는 감소하게 되는데 이때 그 변화를 감지하여 위치를 추정합니다.
이렇게 Touch Screen Panel(TSP) 대해 아주 간단하게 알아보았습니다.
본격적으로 Zytronic TSP를 사용해 보도록 하겠습니다!
Zytronic사에서는 여러 가지 제품들을 생산하고 있습니다. 이들 중, 제가 사용한 제품은 ZXY500 64 Input Model입니다. 위 분류 표에 따르면, 해당 센서는 외장형 정전식 센서라고 볼 수 있을 것입니다.
Multi-Touch가 가능한 제품으로 Windows, Linux, Android 환경에서 사용할 수 있습니다. 특히 안드로이드 환경을 지원한다는 점이 조금 특이하다고 생각합니다.
Touch Film Sensor는 다음과 같은 구성으로 사용할 수 있습니다. (Main Board와 USB Cable 그리고 Film)
PC에 USB를 연결하는 것으로 제품을 사용할 수 있는 아주 간단한 구조입니다.
Windows 환경에서는 인식도 자동으로 되기에 Zytronic 터치 패널을 사용할 때 연동 프로그램만 실행시키면 손 쉬게 사용해 볼 수 있습니다.
테스트를 위한 프로그램은 Zytronic 공식 홈페이지에서 제공합니다.
Support > Controller > ZXY500에 해당하는 Driver/Controller 파일을 다운로드하면 됩니다. (다음 링크를 참고합니다.)
Drivers, Manuals & Data Sheets - Zytronic UK
Everything you need to know about Zytronic’s unique touch sensing technology. Download a driver, browse our user manuals or view our technical data sheets.
www.zytronic.co.uk
센서를 사용하기 위해서는 센서 구동 환경을 조성해야 할 것입니다. 공식 문서에서 HW를 설치 및 사용할 때 권장하는 사항은 다음과 같습니다.
- Controller가 금속 물질에서 최소 5mm 이상 떨어져 있어야 합니다.
- 케이블이 서로 교차되지 않도록 배선해야 하며, 케이블이 유리에 부착되는 반경이 2.5mm 이상으로 구부려져 있어야 합니다.
- 금속 Chassis를 사용할 경우 센서의 전면 부에서 3mm 정도 떨어져 있어야 합니다.
개인적인 방식으로 제품 테스트를 수행한 결과,
터치 스크린과 전도성 물질이 약 3.5CM 이내에 위치하면 Touch를 인식할 수 있긴 합니다. 하지만 최대 8mm 두께의 유리 재질로 덮을 것을 권장한다고 하니 굳이 멀리 떨어뜨려서 설치할 필요는 없겠죠ㅎ
[Zyfilm + ZXY500]은 감압성과 전도성 터치 스크린의 특징을 둘 다 가지고 있는 것으로 판단되기에 터치 필름 위에 비전도성 물질을 덮을 때 공간을 두고 덮어야 할 것 같습니다.
대략적으로 다음과 같은 형태로 환경을 조성하면 될 것 같습니다.
이제 본격적으로 센서를 사용해 보도록 하겠습니다.
테스트는 Android 환경과 PC(Windows 10) 환경에서 진행해 보았습니다.
[ PC(Windows 10) 환경 ]
우선, Sensor 설정은 다음과 같은 항목으로 수행할 수 있습니다.
터치 허용 개수, 터치 민감도, 터치 영역, 좌표 체계, 손바닥 사용 여부 설정 등을 수행할 수 있습니다. 특히 민감도 부분은 위에 덮을 유리나 플라스틱 등의 재질 두께에 따라 잘 설정해주어야 할 것 같습니다.
터치가 잘 수행되고 있는지 확인하기 위한 Test를 진행해 보도록 하겠습니다. 몇 가지 결과는 다음과 같습니다.
>> 손가락 Touch Test
→ 빨간 부분은 강하게 터치가 된 것을 의미합니다. 민감도에 따라 조금 상이하지만, 대체적으로 손가락과 Film 사이의 거리가 1cm 정도 되면 터치로 인식하는 편입니다. 멀티 터치 및 면적이 큰 영역도 터치가 잘 됩니다.
>> 비전도성 물체 Test
→ ZyFilm이 감압성 특성을 약간 가지고 있기에 면적인 넓은 부도체라도 인식이 되는 것을 확인할 수 있습니다. 그러나 얇고 무게가 나가지 않는 물체들의 거의 인식을 못합니다.
센서 자체 설정과 테스트를 수행했으니, 이제 실제 사용을 위한 설정과 테스트를 수행해 보겠습니다. 다음과 같은 화면을 통해 여러 가지 테스트를 수행할 수 있습니다.
>> Basic Touch Test
→ 센서 Initialization이 수행된 후, 각 꼭짓점을 터치하는 방식으로 Basic Test가 수행됩니다.
>> Calibration
→ 4개의 꼭지점을 터치하는 방식으로 Calibration이 수행됩니다. 화면에서 시키는 대로 수행하면 됩니다.
>> Touch Test
전반적인 터치 테스트를 수행할 수 있는 창을 띄우고 테스트를 진행해 보겠습니다. 결과는 다음과 같습니다.
- 손가락을 이용한 테스트
→ 허공(약 2CM 정도)에서도 Touch가 반영됩니다. 앞서 테스트 프로그램에서는 Multi Touch가 반영이 되었으나, 이번 Test에서는 반영이 되지 않았습니다. 이는 확인이 필요하겠지만, 아마 Test 프로그램에서 그렇게 처리하고 있기 때문인 것 같습니다.
- Film이 휘어진 상태에서 테스트
→ 휘어진 상태에서도 터치가 잘 수행되며, 위치 값도 맞습니다.
- Film과 20mm 떨어진, 3mm 두께의 종이에서 테스트
→ 터치가 잘 수행됩니다. 딜레이도 없습니다.
- Film과 22mm 떨어진, 3mm 두께의 플라스틱에서 테스트
→ 터치가 감지되지 않습니다.
- Film과 10mm 떨어진, 3mm 두께의 플라스틱에서 테스트
→ 앞서 22mm의 공간을 띄웠을 때와는 달리 딜레이 없이 터치가 잘 수행됩니다.
- Film과 3mm떨어진, 16mm 두께의 목재에서 테스트
→ 목재 두께가 꽤 두꺼움에도 터치가 잘 되는 것을 확인할 수 있습니다. 심지어 목재에서 손가락을 1, 2mm정도 띄웠을 때도 터치가 됩니다.
- 1mm 강철판에서 테스트
→ 제대로 터치가 되지 않습니다. 이는 사용한 제품이 정전식 센서이기 때문에 도체인 철이 전류 흐름을 방해하기 때문입니다. 그래서 인지 터치가 되더라도 오류가 나거나 전혀 상관 없는 곳에서 반응합니다. 심지어 가끔은 철판이 터치 필름과 많이 떨어져 있음에도 터치 오류가 발생하는 경우도 있습니다.
>> 일반 PC 화면에서 테스트
→ Drag와 One Click, Long Click 등의 동작이 잘 수행되는 것을 확인할 수 있습니다.
[ Android 환경 ]
특이하게 Android 환경에서 구동할 수 있는데, 아마 태블릿 PC 때문인 것 같습니다. 어찌 되었든, PC 프로그램과 큰 차이점은 없으므로 바로 테스트만 수행해 보도록 하겠습니다.
Test Application은 다음 링크에서 다운로드할 수 있습니다.
ZyConfig - Google Play 앱
Zytronic 터치 스크린 구성
play.google.com
→ 반응 속도가 살짝 느립니다. USB를 USB-C Type으로 Convert 하는 부분에서 발생되는 딜레이일 수도 있고 Android 자체 내의 딜레이일 수도 있을 것 같습니다.
총평 :
Film형이기 때문에 얇아서 터치되지 않는 모니터나 오브젝트에 설치하기 좋을 것 같습니다. 구부려진 상태에서도 잘 동작하고 Multi Touch 및 터치 동작 등이 딜레이가 거의 없이 잘 반영되는 것을 확인할 수 있었습니다.
다만, 전반적으로 보았을 때 여러 개의 터치가 인식되게 되면 한 개만 터치되었을 때 보다 속도가 느려지는 경향이 있습니다. 따라서 HW 설치 때 오류 터치가 되도록 발생되지 않도록 설치하는 것이 꽤 중요할 것 같습니다. 또한 당연한 이야기이지만, 좌표 체계 설정 및 Calibration을 잘 수행해 주어야 제대로 사용할 수 있고 터치 필름 주변에 도체가 있으면 안될 것 같습니다.
이렇게 이번 포스트에서는 Zytronic사의 zyFilm과 zxy500-64 Board를 사용해 보았습니다.
유연한 Film형이기 때문에 많은 곳에서 활용하기에 좋은 제품인 것 같습니다.
여기서 마무리하도록 하겠습니다.
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