Bediensysteme mit Touchscreens Kapazitive Bediensysteme für den industriellen Einsatz

Glasscape-Bediensysteme vereinen Touchscreen und kapazitive Tastenfelder unter einer durchgehenden, robusten Frontplatte aus Glas.
Glasscape-Bediensysteme vereinen Touchscreen und kapazitive Tastenfelder unter einer durchgehenden, robusten Frontplatte aus Glas.

RAFI erkannte bereits früh die Vorteile, die kapazitive Eingabesysteme speziell für Anwendungen unter rauen Bedingungen bieten: Kapazitive Tasten sind verschleißfrei und verfügen damit über eine lange Lebensdauer.

Von Beginn an zählten Unempfindlichkeit gegen heftige mechanische Einwirkungen, Staub und Feuchtigkeit sowie die Bedienbarkeit mit Arbeitshandschuhen und EMV-Beständigkeit zu den prominenten Merkmalen der Bediensysteme. Das Unternehmen Rafi fertigt die Glasscape-Systeme nach kundenspezifischen Anforderungen und stattet die Bedienlösungen optional mit robusten PCAP-Touchscreens, kapazitiven Tasten oder auch mit Kombinationen aus kapazitiven Tasterfeldern und Touchscreens inkl. Displays aus (Bild 1). Die Betätigungselemente können auch als Slider, Wheels oder Touchpads ausgeführt werden. Für die Sensorik nutzt der Hersteller unterschiedliche Bau­arten: Zur Applikation von Tasterfeldern auf nicht transparenten Oberflächen werden Ausführungen in Kupfer mit klassischem Leiterplattenaufbau verwendet. Für transparente Trägerscheiben kommen je nach geplanter Bildschirmdiagonale Folien- oder Glas­sensoren in Frage.

Herausforderungen, die gestemmt werden mussten

Bis vor wenigen Jahren verwendete das Unternehmen für die Glasscape-Touchscreens in erster Linie Foliensensoren. Das Sensordesign dafür entwickelte der baden-württembergische Elektronikspezialist selbst und führte den komplexen Laminiervorgang im eigenen Hause im Reinraum durch. Die ITO-­Folien ließ der Bediensystemhersteller von Zulieferern aus dem asiatischen Raum fertigen. Doch der Smartphone- und Touchscreen-Boom und die damit einhergehende große Nachfrage nach kapazitiven Sensoren führten zu Lieferengpässen.

Die asiatischen Hersteller konzentrierten sich angesichts der starken Nachfrage durch Smartphone-Anbieter häufig auf die Fertigung kleinerer Foliengrößen und sehr großer Stückzahlen. Negative Begleiteffekte waren zudem sinkende Qualität und stark steigende Lieferzeiten. Um Pro­blemen infolge der Lieferunsicherheit vorzubeugen, entschloss sich der Systemhersteller daraufhin zur Eigenfertigung der benötigten Glassensoren. Dieser Entschluss entsprang auch dem Plan, künftig größere Touchscreens anzubieten, denn speziell für größere Bildschirmdiagonalen bieten Glas­sensoren wirtschaftliche und technische Vorteile.

Für die Herstellung kleinerer Touch-Displays sind Foliensensoren die kostengünstigere Lösung und zeichnen sich außerdem durch ein geringeres Gewicht aus. Je größer aber die Bildschirmdiagonalen werden sollen, desto positiver entwickelt sich das Kostenverhältnis zugunsten von Glassensoren. Hinzu kommt, dass Glassensoren einen niedrigeren Flächenwiderstand als ITO-Sensoren haben und damit die Umsetzung großer Touchscreens möglich machen. Auch hinsichtlich der Industrie­tauglichkeit sind Glassensoren aufgrund des erweiterten Temperaturbereichs von –40 °C bis +85 °C unempfindlicher als Foliensensoren, die sich für einen Temperaturbereich zwischen –20 °C bis +65 °C eignen.