QuickSense-Technologie

Bedienen wie von Zauberhand

Es sieht magisch aus und doch geht alles mit rechten Dingen zu. Ein Infrarot-Sensor erkennt verschiedene Zeigegesten, die der Bediener einfach in der Luft über einer Anordnung von Infrarot-LEDs ausführt. Die Gesten werden in einem Abstand von bis zu 12 cm vom Sensor erkannt. Mittels eines Entwicklungskits kann die Technik in viele Geräte integriert werden.

Manchmal wird das tägliche Aufwachen, um zur Arbeit zu gehen, schon zur Tortur. Das Suchen nach der Snooze- oder Ausschalttaste eines adioweckers kann frustrierend sein und den Morgen verderben. Was aber, wenn wir unseren Schlaf einfach durch eine simple Handbewegung oder das Berühren einer virtuellen Taste noch etwas verlängern oder den Alarm damit abschalten können? Jeder Morgen würde etwas angenehmer starten. Auf jeden Fall wäre eine Handbewegung oder das Berühren einer virtuellen Taste eine wünschenswerte Neuerung. Auch sind die Hände der Hauptübertragungsweg für Infektionskrankheiten. Neben dem Händeschütteln werden vor allem über das Berühren von Türgriffen und Tastern Bakterien und Viren ausgetauscht. Bei einem Aufzug, der zur Stoßzeit vielleicht von hunderten von Menschen benutzt wird, sind die Ruf- und Stockwerkstasten eine Bazillenschleuder schlechthin [1]. Dieser Übertragungsweg ließe sich durch berührungslose Taster eindämmen.

 

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Bild 1. Infrarot-Reflexion bei einem einachsigen Bewegungssensor und Spannungs-Zeit-Diagramm des Infrarot-Sensors.

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Bild 1. Infrarot-Reflexion bei einem einachsigen Bewegungssensor und Spannungs-Zeit-Diagramm des Infrarot-Sensors.

Das Konzept berührungsloser Steuerung lässt sich bei zahlreichen Produkten des täglichen Gebrauchs anwenden. Eine solche Lösung umfasst zwei oder mehr Infrarot-LEDs, einen Infrarot-Detektor und einen Strom sparenden 8-bit-Mikrocontroller mit 8051-Core. Bild 1 zeigt einen vereinfachten einachsigen Infrarot-Bewegungssensor. Zwei Infrarot-LEDs werden getrennt angesteuert; ein Infrarot-Sensor erkennt das reflektierte Infrarot-Licht. Der Vergleich beider reflektierter Signalstärken indiziert die Position des Objekts entlang der Achse. Ein Infrarot-Slider ist einem mechanischen oder kapazitiven Slider ähnlich. Man kennt die Sound-Aufbereitung in Tonstudios mit ihren zahlreichen
mechanischen Schiebereglern. Kapazitive Slider werden in glatte Oberflächen verbaut – ohne bewegliche Teile. Alle drei Slider-Arten erkennen in einer Achse Bewegungen an einem festen Ort. Außerdem ist eine intuitive Regelung möglich. Ein Infrarot-Slider bietet zudem noch folgende Vorteile:

 

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Bild 2. Radiowecker mit berührungslosem Slider. Die blauen LEDs dienen lediglich zur Visualisierung der Slider-Funktion, damit der Benutzer eine optische Rückkoppelung hat.

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Bild 2. Radiowecker mit berührungslosem Slider. Die blauen LEDs dienen lediglich zur Visualisierung der Slider-Funktion, damit der Benutzer eine optische Rückkoppelung hat.

Die berührungslose Slider-Funktion lässt sich nahezu in jedes Produkt mit Mensch-Maschine-Schnittstelle integrieren, wie z.B. in den anfangs beschriebenen Radiowecker. Bild 2 zeigt das Prinzip dieser Funktion: Ein 8051-Mikrocontroller übernimmt die Steuerung der Infrarot-LEDs, so dass sie jeweils abwechselnd mit Impulsen versorgt werden. Der Mikrocontroller verarbeitet den Ausgangswert des Sensors, berechnet die Position der Hand und zeigt optional die relative Position der Hand über eine Reihe blauer LEDs auf der Geräteoberseite an. Diese sichtbare Rückkopplung kann bei der Zeiteinstellung oder Lautstärkeregelung hilfreich sein.

1. Teil: Bedienen wie von Zauberhand
2. Teil: Erkennung verschiedener Gesten
3. Teil: Entwicklungsumgebung mit USB-Verbindung