Glasscape-Touchscreen, Bild: Rafi

Glasscape-Touchscreens lassen sich gezielt für unterschiedliche Arbeitshandschuh-Materialien parametrieren. Außerdem lösen versehentliche Berührungen keine Eingabe aus. Bild: Rafi

Der HMI-Spezialist Rafi produziert im Rahmen des Glasscape-Programms bereits seit dem Jahr 2004 kapazitive Touchdisplays als Bedieneinheiten für industrielle Anwendungen. Zunächst bestanden die wesentlichen Herausforderungen darin, die Touch-Sensitivität trotz starker, schlagfester Frontgläser zu gewährleisten, für robuste Abdichtungen der Gehäuse zu sorgen und eine Bedienbarkeit mit Arbeitshandschuhen zu ermöglichen.

Heute stehen zunehmend smarte oder konstruktive Geräteeigenschaften zur Erhöhung der Bediensicherheit im Fokus. Durch die hochperformanten Touchcontroller, die der Hersteller integriert, können die industrietauglichen Bediensysteme beispielsweise Fehleingaben durch unbeabsichtigte Berührungen oder den Kontakt mit Flüssigkeiten erkennen und verwerfen.

Neben der leistungsfähigen Auswerte-Logik bieten neueste Entwicklungen zusätzliche konstruktive Features zur sicheren Betätigung: So führen beispielsweise Glasscape-TwinTouch-Modelle Eingaben erst ab einer definierten Druckschwelle aus, und direkt auf dem Touchscreen platzierbare Dreh- und Drückgeber der Flexscape-Baureihe ermöglichen die sichere Blindbedienung.

Controller mit Zusatzfunktionen

Glasscape-Touchscreen, Bild: Rafi
Auch bei Feuchtigkeit gewährleisten die Glasscape-Touchscreens eine sichere Bedienung. Bild: Rafi

Der Hersteller setzt auf die MaxTouch-Controller von Microchip, die marktweit zu den leistungsfähigsten Auswerteeinheiten gehören. Ihre intelligenten Zusatz- und Filterfunktionen werden vom Hersteller beständig weiterentwickelt. Da ihre Implementierung und Parametrierung umfassendes technisches Fachwissen erfordert, liefert Microchip die Produkte exklusiv an eigens geschulte Integrationspartner – neben Rafi derzeit nur an drei weitere in Europa. Die Eignung der Controller für industrielle Anwendungen wurde in Tests nachgewiesen. Sie erfüllen problemlos die von der gültigen Industrienorm vorgeschriebene EMV-Beständigkeit von 10 V/m HF-Einstrahlung und halten Entladungen von bis zu 20 kV stand.

In vielen industriellen Umgebungen lässt sich der Kontakt von Flüssigkeiten mit Bedienoberflächen nicht vermeiden. Auf herkömmlichen kapazitiven Touchscreens lösen Wasser oder andere leitende Flüssigkeiten jedoch Fehleingaben aus oder verhindern die Bedienung komplett. Dagegen gewährleisten die intelligenten Erkennungs- und Filteroptionen der MaxTouch-Controller die Bedienbarkeit von Glasscape-Touchsensoren auch bei feuchter Oberfläche. Ab einem höheren Nässegrad wechseln die Sensoren automatisch zu einem empfindlicheren Messverfahren, welches die Multitouchfähigkeit deaktiviert, aber die Bedienung per Singletouch weiterhin sicherstellt. Bei dem Kontakt mit extrem leitenden Flüssigkeiten schaltet sich das System eigenständig ab, um das Risiko von Fehlauslösungen zu vermeiden. Eine entsprechende Parametrierung, die von dem Hersteller individuell auf kundenspezifische Anforderungen und Störmedien abgestimmt wird, gestattet sogar die Reinigung der Eingabeoberflächen im laufenden Betrieb, ohne dass dadurch Fehlbetätigungen ausgelöst werden.

Bedienung mit Handschuhen

Flexscape, Bild: Rafi
Die haptische Bedienelemente Flexscape One F und Wheel zur direkten Applikation auf dem Touchscreen ermöglichen eine sichere Blindbedienung der Eingabefunktionen. Bild: Rafi

Lange war die Bedienung von Touchpanels mit behandschuhten Händen problembehaftet. Die Maxtouch-Controller gestatten durch eine Glove-Detection-Funktion die gezielte Empfindlichkeitsanpassung der Glasscape-Sensorik für verschiede Materialien wie Leder, Textilien oder Latex. Eine zusätzliche Option bieten die MaxTouch-Controller des Typs mXT2952T, mit denen der HMI-Spezialist hochauflösende Systeme mit Diagonalen bis 24“ realisiert. Diese Modelle können sowohl mit der Self-Capacitance- als auch mit der Mutual- Capacitance-Messmethode arbeiten. Im Mutual-Capacitance-Modus erfasst der Controller pro Scandurchlauf mehrere Berührungen des Touchscreens, um Multitouch-Eingaben mit bis zu 16 Fingern sowie hochkomplexe Gestensteuerungen zu verarbeiten. Mit dem hochsensitiven Self-Capacitance-Verfahren, das nur Singletouch-Eingaben gestattet, lassen sich optimierte Näherungsfunktionen verwirklichen. Dabei reagiert der einstellbare Sensor nicht erst bei unmittelbarem Kontakt, sondern bereits, wenn eine Kapazität, sprich ein Finger oder Stift, eine bestimmte Distanz zum Sensor unterschreitet. Abhängig von der Parametrierung kann die Umschaltung zwischen den beiden Messmodi automatisch erfolgen.

Unabsichtliche Berührungen führen nicht zu Fehleingaben

Wesentlich für die Bediensicherheit ist, dass auch unbedachte Bewegungen wie das Abstützen auf dem Touchscreen oder versehentliche Berührungen nicht zu Fehleingaben führen können. Mit der Filterfunktion Touch Suppression erkennen die Touch-Controller anhand der kontaktierten Displayfläche beziehungsweise am Berührungsmuster Handballenauflagen oder unbeabsichtigtes Wischbewegungen auf der kapazitiven Oberfläche. Darüber hinaus hat der HMI-Spezialist jetzt einen innovativen Mechanismus zur doppelten Absicherung von Eingaben eingeführt: Die Touchscreen-Bediensysteme der TwinTouch-Reihe verfügen über eine kombinierte Berührungs- und Kraftmessung, die zur Betätigung der Touchfelder eine definierte Kraft erfordert. Der Schaltpunkt beziehungsweise die aufzubringende Kraft lässt sich per Software anpassen. Zusätzlich ermöglicht die kombinierte Auswertung von Touch und ausgeübter Kraft die Implementierung zusätzlicher Eingabeebenen, wie den Aufruf von Kontextmenüs durch Drücken der Eingabefelder oder auch Parameter-Anpassungen durch variierende Kraftausübung auf denselben Button.

Bedienelemente zur Blindbedienung

Rafi kombiniert seine Glasscape-Bediensysteme nach kundenspezifischen Vorgaben zudem mit den industrietauglichen haptischen Bedienelementen der Flexscape-Baureihe, die direkt auf der geschlossenen Touchscreen-Oberfläche platziert werden. Durch ihr haptisches und akustisches Feedback ermöglichen diese Bauteile, für die keine zusätzliche Auswerteelektronik erforderlich ist, eine Blindbedienung der vom Touchscreen bereitgestellten Eingabefunktionen. Die Drucktaster-Funktion von Flexscape One wird durch Berührung aktiviert, zum Schalten erfordert der Taster die Überwindung eines Druckpunktes. So wird haptisches Schalten auf dem Touchscreen möglich. Die kreisförmige Fingerführung Flexscape Wheel bietet eine kostengünstige Alternative zu gefrästen Konturen auf der Glasoberfläche. Die deutlich spürbaren Konturen gewährleisten eine sichere Blindbedienung.

Kunden, die Glasscape-Touchsysteme integrieren wollen, erhalten komplette Modullösungen, die sich wahlweise über I²C- und Mini-USB-Schnittstellen als eingebettete Lösung anschließen lassen. Durch den Kommunikations-Controller stellt der HMI-Spezialist eine einheitliche Softwareschnittstelle zur Verfügung, Zugleich bietet er auch Komplettsysteme mit integriertem Glasscape-Touchsystem an, die andere Eingabemöglichkeiten und Rechnerplattformen kombinieren. aru

Bleiben Sie informiert

Diese Themen interessieren Sie? Mit unserem Newsletter sind Sie immer auf dem Laufenden. Gleich anmelden!