Mensch-Maschine-Schnittstellen
Elektromechanische Eingabesysteme - aber welche?
Eingabesysteme gibt es zuhauf. Neben herkömmlichen Tastaturen stehen heute diverse elektromechanische Lösungesansätze zur Wahl. Doch nicht jedes Eingabesystem ist für jeden Einsatzfall gleichermaßen geeignet.
Geht es um Eingabesysteme oder Mensch-Maschine-Schnittstellen, so stehen Touchscreens derzeit klar im Fokus. Trotz ihrer Vorzüge ist eine Tastatur für viele Applikationen nach wie vor die bessere Alternative. Und auch bei Tastaturen gibt es zeitgemäße Lösungen jenseits der herkömmlichen Tastatur, wie man sie von Desktop oder Laptop her kennt.
Touchscreens indes bieten gegenüber elektromechanischen Eingabesystemen den Vorteil, dass ihre Lebensdauer nicht vom Verschleiß elektromechanischer Kontakte abhängt. Auch unter Gesichtspunkten wie Design und Hygiene ist es hochinteressant, wenn das Eingabesystem nach außen abgeschlossen ist, zum Beispiel vollflächig durch Glas.
Doch nicht jede Applikation benötigt eine echte Touch-Bedienung. Je nach Anwendungsfall ist diese auch gar nicht erwünscht, da ein echtes taktiles Schaltgefühl in Form von Druckpunkt und Hub nicht darstellbar ist. Gerade wenn keine kognitive Bedienung möglich ist, sind daher herkömmliche elektromechanische Lösungen die erste Wahl. Aber was ist eigentlich »herkömmlich«? Unter diesem Begriff fasst man in erster Näherung Tastaturen aus Einzelkomponenten (diskreten Tasten) und Flacheingabesysteme (Folientastaturen, Silikonschaltmatten) zusammen.
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Tastaturen aus Einzelkomponenten
Spricht man von einer Tastatur, denkt man in aller Regel zuerst an einen Computer oder ein Laptop. Eine solche Tastatur ist dadurch charakterisiert, dass einerseits die Vielfalt der Tasten eher gering ist, andererseits aber bestimmte Anforderungen an den Tastenhub oder die Betätigungskraft erfüllt sein müssen. Diese lassen sich am einfachsten durch Verwendung von Einzeltasten (Bild 1) verwirklichen.
Der Aufbau mit diskreten Tastern hat jedoch einen wesentlichen Nachteil in der Handhabung. Auf eine Leiterplatte muss eine Vielzahl von Einzelkomponenten aufgelötet werden, und jede Lötstelle bildet einen kritischen Punkt hinsichtlich der Zuverlässigkeit der Tastatur. Jeder Tastenkopf benötigt einen individuellen Aufdruck, was Kosten bei der Materialverwaltung und Lagerhaltung verursacht. Und schließlich muss die Konstruktion Lösungen finden, das vergleichsweise wuchtige Gebilde sicher im oder am Gerät zu befestigen.
Erste Alternative: Folientastatur
Folientastaturen finden sich häufig an Sportgeräten wie Ergometern, Crosstrainern oder Laufbändern, Verkaufsautomaten sowie robusten tragbaren Geräten – beispielsweise mobilen Messgeräten, Roboter-Rasenmähern oder ähnlichem mehr. Für den Bediener sichtbar ist eine Kunststofffolie – gegebenenfalls mit Fenstern, hinter denen sich Displays, Ziffernanzeigen oder Leuchtdioden befinden. Diese Frontfolie (auch Grafikfolie genannt) wird sehr häufig geprägt, um dem bedienenden Finger im Bereich der Tasten eine gewisse Führung zu geben.
Üblich sind tastenumlaufende Randprägungen, flächig erhabene Prägungen auf der gesamten Taste und blasenförmige Prägungen (Bild 2). Auch wenn eine Tastenbeschriftung im Braille-Code gewünscht ist – etwa, wenn die Anwendung im öffentlichen Raum zum Einsatz kommt – bietet sich die Prägung der Frontfolie an.
Das Synonym „Grafikfolie“ weist unmissverständlich auf einen bedeutenden Vorteil hin: Die grafischen Gestaltungsmöglichkeiten sind nahezu unbegrenzt! Im Gegensatz zu Tastaturen aus Einzelkomponenten, die lediglich runde oder eckige Tasten erlauben, sind bei Grafikfolien beliebige Tastenkonturen ohne Mehrpreis realisierbar. Farben können nach Herzenslust für Firmenzeichen, »Corporate Design« oder die optische Gliederung der Fläche eingesetzt werden. Die Bedruckung erfolgt dabei stets von der Rückseite, sodass man sich über Abriebfestigkeit wenig Gedanken machen muss.
Als Ausgangsmaterial für Frontfolien wird Polyester- oder Polykarbonat-Film verwendet – dies sind Materialien, die temperaturfest und widerstandsfähig gegen allerlei Einflüsse sind. Sie machen die Tastatur beispielsweise ölresistent für Anwendungen in der Produktion oder Werkstatt oder sorgen im Outdoor-Einsatz für die UV-Beständigkeit der Farben. Zusätzlich zu den verschiedenen Prägungs- und Bedruckungsvarianten kann der Designer auch aus verschiedenen Strukturen wählen: glänzend, matt oder texturiert. Sogar eine Kombination, beispielsweise eine matte Folie mit hochglänzendem Tastenknopf, ist möglich.
Finessen wie elektrische Schirmung, auswechselbare Beschriftung, diverse Illuminationen usw. erweitern das Spektrum an Einsatzmöglichkeiten nochmals. Auf der Rückseite schließt eine selbstklebende Schicht die Folientastatur ab. Die Montage der Tastatur ist damit ganz simpel: Schutzpapier abziehen, Kabel verlegen, aufkleben – fertig!
Nebenbei: Ein Effekt, wie er sonst nur bei Sensortasten oder Touchpanels zu erreichen ist, lässt sich auch mit Folientastaturen erzielen. Wenn man den Tastenhub recht klein macht, gibt es keinen spürbaren Hub oder Druckpunkt – und die Auswertung bleibt dennoch denkbar einfach. Denn da es sich um echte elektromechanische Kontakte handelt, sind weder Hilfsenergie noch Controller nötig. Das bedeutet: geringere Kosten, einfacheres Design und höhere Energieeffizienz.
Einen Nachteil gibt es allerdings – die dritte Dimension: Wenn die Tastatur nicht nur lang und breit sein soll, sondern auch noch hoch hinsichtlich Tasten-Form und/oder -Hub, dann sind einer Folie physische Grenzen gesetzt. Silikontasten hingegen können auch in die Höhe reichen, und das gleich bis zu mehreren Zentimetern.
- Elektromechanische Eingabesysteme - aber welche?
- Zweite Alternative: Silikonschaltmatte
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