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Berührungslose Bedienung dank optischer Erkennung

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Der Tastvorgang beruht auf einem optischen Annäherungssensor.
© GETT Gerätetechnik

Optische Taster sind berührungslos bedienbar, auch mit dicken Handschuhen. Sie eignen sich also für hygienesensible Anwendungen und erreichen zugleich eine hohe IP-Schutzart. Ein Beispiel sind die von GETT Gerätetechnik neu entwickelten optischen Einzeltaster auf Basis von Annäherungssensoren.

Berührungsarme Bedientechniken auf Basis kapazitiver Einzel- oder Flächensensoren (kapazitive Touchscreens) dominieren seit einigen Jahren die Konsumelektronik und dringen zunehmend auch in die Industrieautomatisierung vor. Zu den Vorteilen gehören ein hoher Hygieneschutzgrad durch flaches Oberflächendesign, dynamische Menüführung per Display sowie der ästhetische Wert. Für Anwendungen, in denen eine Berührung des Bedienelements vermieden werden muss, eignen sie sich jedoch nicht. Diesen Nachteil gleichen berührungslose Bedienvarianten aus und ergänzen so das Kernspektrum kapazitiver Techniken.

Berührungsloses Bedienen wird bisher über zweidimensionale Infrarotfelder sichergestellt, was jedoch technisch und infrastrukturell aufwändig ist. Nötig dazu sind Vorrichtungen für Sende- und Empfängereinheiten, die vor der eigentlichen Bedienfläche fixiert sind. Eine weitere herkömmliche Variante ist die klassische Lichtschranke, die bei Unterbrechung eines emittierten Lichtstrahls ein Signal auslöst. Ein neuer Ansatz beruht auf einem Einzeltaster mit optischem Annäherungssensor. Der optische Taster wird derzeit von GETT Gerätetechnik als Standardprodukt auf den Markt gebracht.

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Der optische Taster ist leicht in übergeordnete Systeme zu integrieren.
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Die Schaltentfernung beträgt bis zu 150 mm ab Tasteroberfläche. Auf dieser Distanz ist die Festlegung verschiedener Schwellenwerte bzw. Trigger- oder Auslösepunkte möglich. Mehrstufige Bedien-Events pro Bedienzyklus lassen sich so leicht realisieren. Weil die physische Oberfläche des Tasters nicht berührt werden muss, erlaubt er die Bedienung mit Handschuhen aller Art, sogar mit schweren Arbeitshandschuhen aus Leder. Damit ergibt sich ein Vorteil gegenüber kapazitiven Techniken auf Touch-Basis, die in diesem Fall nicht oder nur eingeschränkt funktionieren. Weitere Vorteile sind die geringere Anfälligkeit für Bedien- und Funktionsstörungen bei anhaftendem Staub und Schmutz oder bei Feuchtigkeit auf der Oberfläche (davon ausgenommen ist das zentrale Funktionsfenster von 2 mm × 5 mm); in der Standardausführung erreicht das Produkt einen Schutzgrad von IP65. In puncto EMV sind Taster mit optischer Erkennung zudem weniger störanfällig und lassen sich oft auch dort einsetzen, wo kapazitive Taster Probleme bekommen.

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Die Annäherung eines Fingers löst den Tastvorgang aus.
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Konstruktion ermöglicht einfache Integration

Der optische Taster, der unter der Bezeichnung KO28010 geführt wird, ist standardmäßig als Einbaukomponente ausgeführt. Wie ein klassischer mechanischer Drucktaster benötigt er einen Bohrdurchmesser von 22,3 mm; der Außendurchmesser des Tastenkopfs beträgt 30 mm. Mit dem Komponenten-/Funktionsträger wird er torsionsfrei mittels einer Gewindeschraube fixiert, die zum Lieferumfang gehört. Die gesamte Bauhöhe beträgt 43 mm.

Gehäuse und Tastenkopfrand sind in der Standardvariante aus schwarzem Kunststoff gefertigt. Die Tastenoberfläche selbst hat eine Frontscheibe aus Acrylglas und ist rückseitig bedruckt. Eine Aussparung von etwa 2 mm × 5 mm im zentralen Bereich ist nötig, um die Funktion des optischen Sensors sicherzustellen. Jenes funktionelle Fenster muss frei von Verschmutzung gehalten werden. Dies ist besonders bei kundenspezifischen Bedruckungen zu berücksichtigen und ist die einzige Einschränkung beim Design eines individuellen grafischen Layouts.

Zirkulär um den Mittelpunkt der Tastenoberfläche sind sieben LEDs angeordnet, die mit dem jeweiligen Schalt-Event korrespondieren. Weil es sich um RGB-LEDs handelt, lassen sich 16,7 Mio. Farben darstellen, was eine große Variantenvielfalt für Sonderlösungen ermöglicht. Farbe und Helligkeit sind individuell auf den Bedienvorgang abstimmbar. So kann beispielsweise die Leuchtstärke der LED bei sukzessiver Annäherung an den Taster zunehmen.

Der Anschluss ist als Flachstecker ausgeführt; als Spannungsversorgung benötigt der Taster 9 bis 24 V Gleichstrom. Er hat vier Kontaktstifte – zwei für die Betriebsspannung und zwei potenzialfreie Kontakte als Schließer. Vier Kabel gehören zum Lieferumfang des Tasters.

Kundenspezifische Varianten des Tasters lassen sich so gestalten, dass sie ähnlich kapazitiven Tastern hinter einer transparenten, geschlossenen Oberfläche integrierbar sind. Damit lassen sich homogene Fronten ohne Ausbrüche umsetzen. Die Implementierung erfolgt in diesem Fall mit einem vollflächigen, doppelseitigen Klebemedium mit Aussparung für das Funktionsfenster oder mit einem Montagerahmen, der einen zerstörungsfreien Wechsel der Komponenten ermöglicht. Ebenso umsetzbar ist im Zuge der ausschnittlosen Integration hinter Glas oder PMMA auch die Kombination mehrerer Taster auf einer Leiterplatte.


  1. Berührungslose Bedienung dank optischer Erkennung
  2. Verschiedene Events in einem Schaltvorgang

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