Molex
Benutzerschnittstelle zum Aufkleben
Mithilfe portabler Ultraschallgeräte können Ärzten Probleme schneller erkennen und einschätzen. Dabei muss ein kompaktes Format mit geringem Gewicht, hohe Benutzerfreundlichkeit und ein ästhetisches Aussehen zusammenspielen. Das stellt hohe Ansprüche an die Benutzerschnittstelle und an die Montage.
Das tragbare Ultraschallgerät »Vscan« von GE Healthcare (siehe Anlaufbild) hat ungefähr die Größe eines Smartphones und ermöglicht Medizinern einen unmittelbaren, nicht invasiven Blick in den Körper. Dadurch können diese mit Hilfe von abdominalen, kardiologischen oder gynäkologischen Voreinstellungen auf einfache Weise qualitativ hochwertige Bilder aus dem Körperinneren erstellen. Dies hilft Ärzten, Probleme schneller zu erkennen und einzuschätzen. Zudem lassen sich teilweise unnötige Verzögerungen und andere kostspielige Diagnoseverfahren vermeiden.
Für GE Healthcare waren ein hohes Maß an Portabilität mit kompaktem Format und geringem Gewicht, große Benutzerfreundlichkeit und ein ästhetisches Aussehen die wichtigsten Designkriterien bei der Entwicklung des »Vscan«-Systems. Deshalb wurde eine Benutzerschnittstelle mit einem Navigationsrad entwickelt, um das Gerät in nur einer Hand zu halten und mit dem Daumen bedienen zu können.
Zur ersten Projektbesprechung bei GE Healthcare konnte das Molex-Entwicklungsteam bereits einen ersten Lösungsvorschlag für die Benutzerschnittstelle vorlegen. Diese Lösung basierte auf einer starren Leiterplatte mit Federkontakten aus Metall, welche die kapazitiv eingekoppelten Signale innerhalb des Geräts weiterleitet. Die Schwäche dieser Lösung bestand jedoch in ihrer offenen Struktur. Diese würde zu Problemen beim Schutz des Geräts vor elektromagnetischen Störungen und bei der elektromagnetischen Verträglichkeit führen.
Lösung mit flexibler Leiterplatte
Daraufhin schlug Molex eine einteilige Lösung mit einer flexiblen Leiterplatte (FPC, Flexible Printed Circuit) vor, die den kapazitiven IC und alle zugehörigen Bauteile samt Abdeckfolie mit Grafik, Metall-Schnappscheiben und Betätigungsvorrichtungen aus Silikongummi umfasst (Bild 1). Mit dieser Lösung kann die Bedienschnittstelle extern angebracht werden; die Lötfahne der flexiblen Leiterplatte wird durch eine kleine Öffnung im Gehäuseoberteil eingeführt. Mit dieser Konstruktion wird nicht nur die Montage vereinfacht – dazu muss lediglich das Trägerpapier von der Klebefläche abgezogen und die Bedienschnittstelle an der richtigen Stelle auf der Vorderseite des Gehäuses angebracht werden. Die kleine Öffnung im Gehäuse vereinfacht darüber hinaus den Schutz vor elektromagnetischen Störungen und vermeidet EMV-Probleme.
Die Lösung gewährleistet ein hohes Maß an Flexibilität bei der Auswahl der kapazitiven Steuerung. Im vorliegenden Fall entschied sich Molex für die »CapSense PSoC«-Architektur von Cypress Semiconductor. Diese ersetzt Dutzende von mechanischen Schaltern und Bedienelementen auf elegante Weise durch eine berührungsempfindliche Benutzerschnittstelle. Mithilfe eines elektrischen Felds erkennt diese Technologie das Vorhandensein eines menschlichen Fingers oder eines anderen leitfähigen Objekts zur Betätigung der Schaltung. Wenn ein leitfähiges Objekt in das elektrische Feld eintritt, erfasst die Schaltung diese Kapazitätsänderung und erkennt dies als Betätigungsvorgang.
Die Technologie ist unempfindlich gegenüber Verunreinigungen – dadurch ist die Benutzerschnittstelle widerstandsfähiger gegen Verschleiß und zuverlässiger als mechanische Lösungen. Außerdem war die von Molex angebotene Möglichkeit, das kapazitive Schaltungsdesign abzudichten, eine passende Lösung zum Schutz vor Sterilisierungsmitteln, wie sie in der Medizin zum Einsatz kommen.
Durch die Zusammenarbeit konnte GE nicht nur die Entwicklungszeit verkürzen und Kosten senken, sondern sie gewährleistete laut GE auch, dass das nötige Fachwissen und die erforderliche Kompetenz für die Entwicklung eines hochwertigen und langfristig zuverlässigen Produkts vorhanden waren.
| Vorteile der Lösung im Überblick |
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→ moderne Bedienerschnittstelle mit Drehrad - ist mit Standardtastatur nicht möglich |
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→ »Rundum sorglos«-Paket für den Kunden - die komplette Software wurde von Molex für den Kunden entwickelt |
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→ kundenspezifische Schnittstellen wie USB können bei Bedarf unterstützt werden |
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→ Kombination von Domen und kapazitiven Schaltern |
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→ Möglichkeit der gleichmäßigen Hinterleuchtung der Tasten |
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→ Standby-Betrieb der Beleuchtung, um Energie zu sparen |
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→ kapazitive Schalter hinter Sicherheitsglas |
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→ vergleichbare Technologie auch hinter Metalloberflächen (»Metal Touch«) |
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→ Aufdruck in Tintenstrahltechnik für kostenoptimierte Lösungen |
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→ Einsatz biokompatibler Materialien möglich |
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