Schalter hinter Glas Ein kapazitiver Einzeltaster, der leuchtet

Autor / Redakteur: André Zeidler * / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Ein kapazitiver Einzeltaster mit Beleuchtung spielt nicht nur bei designorientierten Eingabesystemen eine Rolle. Auch im hygienischen Umfeld kommt ein Einzeltaster zum Einsatz.

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Einzeltaster integriert: Wenn es auf das Design oder hygienerelevanten Lösungen ankommt, spielen sie eine wichtige Rolle. Allerdings ist es nicht immer einfach, Einzeltaster gebrauchsfertig zu integrieren.
Einzeltaster integriert: Wenn es auf das Design oder hygienerelevanten Lösungen ankommt, spielen sie eine wichtige Rolle. Allerdings ist es nicht immer einfach, Einzeltaster gebrauchsfertig zu integrieren.
(Gett)

Kapazitive Einzeltaster rücken seit einigen Jahren mehr und mehr in das Blickfeld von Entwicklern von Bedienlösungen. Zwar sind sie weder neu noch eine disruptive Technik in Bezug auf mechanische Schalter und Taster. In einer designorientierten oder hygienerelevanten Umgebung spielen sie jedoch eine immer wichtigere Rolle, wo sie beispielsweise als Taster hinter Glasoberflächen zum Einsatz kommen. Durch die erhöhte Akzeptanz entwickelt sich diese Technik weiter.

So unterschiedlich wie die Basistypen, beispielsweise als Leiterplatte, Schaltfolie oder Direktbedruckung auf den Träger, sind auch die Beleuchtungsmöglichkeiten. Bei dem hier vorgestellten Taster handelt es sich um eine 40 mm x 40 mm große Leiterplatte mit einer Sensorfläche. Diese besitzt eine Größe von 30 mm x 30 mm.

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Wie das Beleuchtungskonzept funktioniert

An den zwei gegenüberliegenden Seiten ist die Leiterplatte mit je fünf LEDs bestückt. In der Standardausführung sind diese weiß. Allerdings sind auf Anfrage auch andere Farben möglich. Um eine gleichmäßig-harmonische Verteilung des emittierten Lichtes zu ermöglichen, wird eine sogenannte Streuscheibe auf die Sensorfläche laminiert. Das 2 mm starke Plättchen besteht aus Glas, wobei dessen Oberkante höher ist als die Oberkante der LED.

Die Bedienfläche muss an der Stelle, an der das Licht hindurchscheinen soll, eine transparente Teilbedruckung erhalten. Das erfolgt durch die Bedruckung des Bediendesigns bzw. -layouts unter Aussparung des gewünschten Symbols. Solche Symbole können alphanumerisch, Sonderzeichen und –formen sein. Als letzte Druckschicht wird die transparente Schicht aufgebracht. Diese kann in ihrer Intensität variieren und dementsprechend mehr oder weniger lichtdurchlässig sein. Durch diese Schicht scheint das über die Streuscheibe verteilte Licht der LED. Möglich ist auch, die transparente Druckschicht ganz wegzulassen – die Hinterleuchtung ist dann am intensivsten und scheint direkt durch die Aussparung.

Als letzter Schritt wird der Taster passgenau auf die entsprechende Stelle des Trägers – meist Glas - aufgebracht. Wichtig ist die Verwendung von (glasdruck)geeigneten Farben. Die Farbe wird auf die Rückseite des Glases aufgebracht und muss daher genügend Haftung haben, um den Taster dauerhaft aufzunehmen.

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Integrierter Taster und die Dicke des Glases

Pointiert könnte man die Integration eines kapazitiven Einzeltasters mit „Stick and Use“ bezeichnen. Und in der Tat wird genau dieses Prinzip hier angewandt. Der Einzeltaster wird mit einer speziellen doppelseitigen Klebefläche auf den jeweiligen Träger aufgebracht. Insofern sind mechanische Befestigungen nicht notwendig.

Allerdings muss der Einzeltaster luft-, staub-, fett- und feuchtigkeitsfreie integriert und aufgeklebt werden. Selbst kleinste Einschlüsse können das kapazitive Feld empfindlich stören und damit die Funktion beeinträchtigen. Lufteinschlüsse sind dabei der größte Widersacher eines einwandfrei funktionierenden Tasters. Ein weiterer neuralgischer Punkt ist die Glasstärke, die mit den kapazitiven Eigenschaften des Tasters harmonieren muss. Entweder richtet sich die Wahl der Glasdicke nach den Standardparametern des Sensors oder der Sensor wird – in bestimmten Grenzen – auf die Glasdicke bzw. –art justiert.

Der hier beschriebene Taster ist auf eine Glasstärke von bis zu 6 mm ausgelegt; in der Standardeinstellung funktioniert dieser optimal bei 3 mm gehärtetem Weißglas. Der Taster benötigt eine Spannungsversorgung von 5 Volt ohne Beleuchtung oder 24 Volt mit Beleuchtung. Möglich ist ebenfalls die Direktbestückung eines Spannungsreglers von 9 bis 24 Volt.

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