Sensible Touch Screens - Knutschfleck auf der Glasplatte

Berührungsempfindliche Bildschirme nach dem kapazitiven Prinzip sind nach der Vorstellung des iPhone durch Apple in den Blickpunkt der Öffentlichkeit gerückt. So berichtet die Financial Times Deutschland unter dem Titel „Technik zum Streicheln“ über die neuen Möglichkeiten, ein HMI (Human Machine Interface) zu bedienen: etwa „durch Küsse und sanftes Streicheln über das Display“.

Berührungsempfindliche Bildschirme nach dem kapazitiven Prinzip sind nach der Vorstellung des iPhone durch Apple in den Blickpunkt der Öffentlichkeit gerückt. So berichtet die Financial Times Deutschland unter dem Titel „Technik zum Streicheln“ über die neuen Möglichkeiten, ein HMI (Human Machine Interface) zu bedienen: etwa „durch Küsse und sanftes Streicheln über das Display“.

Kapazitiv ist angesagt. Die in England ansässige Quantum Research Group (www.qprox.com) zeigte auf der „embedded world 2007“ in Nürnberg unter dem Produktnamen QT1081 ein IC für die Ansteuerung von acht aktiven Betätigungsfeldern – etwa auf einem Bildschirm – nach dem Ladungstransfer- Prinzip. Das Verfahren ist unter dem Namen „QTouch“ eingeführt und patentiert (Bild). Der Chip ist das Nachfolgeprodukt des bekannten Q1080, der u.a. im Apple iPod eingesetzt wird. Bei dem neuen Chip werden die externen Widerstände entbehrlich, die bislang in jede der Signalleitungen eingefügt werden mussten. Zudem konnte die Eingangsempfindlichkeit des Bausteins um mehr als das Vierfache gesteigert werden. Mit den Verbesserungen der Algorithmen für Drift-Kompensation und Rekalibrierung ist der Chip auch robuster gegenüber Veränderungen des Umfeldes geworden.

Dazu wird die Oszillatorfrequenz, mit der die Sensor-Kondensatoren angesteuert werden, kontinuierlich verändert. Diese „Spread Spectrum“-Modulation reduziert die fehlerhafte Aktivierung eines Betätigungsfeldes durch externe Störungen. Ein weiteres patentiertes Verfahren, die „Adjacent Key Suppression“, verhindert die unbeabsichtigte Betätigung eines Feldes, wenn etwa auf einer kleinen „Tastatur“ mehrere Felder gleichzeitig berührt wurden.

Zwei neue Module für die Konfiguration

Cypress Semiconductors (www.cypress.com) stellt mit dem neuen IC PSoC gleich zwei neue Methoden in Form so genannter „User Modules“ für den Betrieb berührungsempfindlicher Sensoren nach dem kapazitiven Prinzip „CapSense“ zur Verfügung,

  • den CapSense Sigma-Delta Modulator (CSD) und

  • den CapSense Sucessive Approximation (CSA).

Das Funktionsprinzip von CapSense beruht darauf, dass der Finger des Anwenders auf dem Bedienelement, etwa einem Bildschirm, die Kapazität des eingebauten Sensors verändert. Der PSoC-Baustein kann über die Sensoren die Position des Fingers ermitteln und daraus verschiedene Steuerungs- Funktionen ableiten. Bei dem Sensor handelt es sich lediglich um eine leitende Fläche und nicht um ein spezielles Bauelement. Die PSoC-Bausteine sind konfigurierbare Mixed-Signal- Arrays, auf denen neben einem schnellen 8-bit-Mikrocontroller zahlreiche Peripherie-Funktionen integriert sind. Mit der Entwicklungsumgebung hat der Entwickler die Möglichkeit, die Bausteine zu konfigurieren. Die neuen Methoden sind Bestandteil der integrierten Entwicklungsumgebung PSoC Designer.

Das CSD-Modul ermöglicht nach Angaben des Anbieters den fehlerlosen Betrieb von Tasten, Schiebereglern, Touchpads und Touchscreens in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit, zudem sind diese dann relativ unempfindlich gegenüber Schwankungen der Temperatur und damit insbesondere geeignet für den Einsatz in Haushaltsgeräten. Das Modul bietet eine ausgeklügelte Entscheidungslogik, mit deren Hilfe störende Einflüsse reduziert werden. Mit dem CSA-Modul wird eine ganz erhebliche Reduzierung der Empfindlichkeit gegenüber Störungen möglich, hier spricht der Hersteller vom 45-Fachen. Zudem lässt sich mit dem Einsatz der Methoden dieses Moduls die Leistungsaufnahme um 65 Prozent senken, was die Möglichkeiten der PSoC-Bausteine für einen Einsatz in tragbaren Geräten verbessert.

Jens Würtenberg, Elektronik