Bediensysteme in der Industrie Wie ein Touch-Controller die Eingabe erleichtert

Autor / Redakteur: Eric Bulach * / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Der Touchcontroller mXT2952T von Atmel ist Basis für die Bediensysteme von Rafi. Die 32-Bit-Controller sind in Systemen bis 24'' verbaut. Auch die Bedienung mit Handschuhen ist kein Problem.

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Industrietaugliches, kapaztitives Bediensystem: Rafi hat bei seinen Glasscape die Fingerseparation verbessert und Gesten werden besser erkannt.
Industrietaugliches, kapaztitives Bediensystem: Rafi hat bei seinen Glasscape die Fingerseparation verbessert und Gesten werden besser erkannt.
(Rafi)

Bereits seit über zehn Jahren entwickelt Rafi kapazitive Touch-Eingabesysteme für raue und anspruchsvolle Umgebungen. Heute zählt das Unternehmen mit seinen robusten Glasscape-Systemen zu den führenden Anbietern von Bedien- und Eingabelösungen für den industriellen Einsatz. Die Systeme bieten geschlossene, staub- und wasserdichte Gehäusen und ein schlagunempfindliches Display. Zudem lassen sie sich auch mit Arbeitshandschuhen bedienen und sie sind sensorisch unempfindlich gegenüber aufgetragenen Flüssigkeiten.

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Rafi verwendet seit 2011 die maXTouch-Controller von Atmel für seine Glasscape-Systeme. Diese bieten umfangreiche Parametrierungs-Eigenschaften und Filterfunktionen. Damit treten keine Probleme auf, wenn man den Handballen auflegt, unbeabsichtigt das Display berührt oder verschiedene Flüssigkeiten auf die Oberfläche gelangen. Das alles wird nicht als Eingabe gewertet.

Doppelte Knotenanzahl mit dem Controller mXT2952T

Bei entsprechender Parametrierung lassen sich die Touchscreens ohne unerwünschte Folgen im laufenden Betrieb reinigen. Die Touch-Controller gehören nach wie vor zu den leistungsfähigsten auf dem Markt. In Europa zählt Rafi zu einem von insgesamt sechs Atmel maXTouch-Systemintegratoren, welche die maXTouch-Controller exklusiv als Partner von Atmel geliefert bekommen.

Von Seiten Rafi ist die Entwicklung der grundlegenden Funktionen, die für die Verwendung von PCAP-Toucheingabesystemen im industriellen Umfeld erforderlich sind, bereits abgeschlossen. Jetzt geht es darum, die Systeme zu optimieren. Beispielsweise muss die Auflösung der Sensoren erhöht werden, damit die Fingerseparation besser funktioniert. Auch größere Displays, einfachere Parametrierung und die Bereitstellung neuer Funktionen für eine komfortablere Bedienung gehören dazu.

Rafi hat seine Glasscape-Systeme jetzt alternativ zu dem bisher genutzten mXT1664S auch mit den neuesten Touchcontrollern des Typs mXT2952T von Atmel ausgestattet. Diese Controller sind höher performant durch den internen 32-Bit-Controlle. Somit konnte der der Hersteller die Auflösung seiner Touchdisplays von bisher 1664 Knotenpunkte auf jetzt maximal 2911 Knotenpunkte annähernd verdoppeln. Die Eingabe wird dadurch noch präziser und es lassen sich – wo gewünscht – dünnere Stifte verwenden.

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Doch die wichtigsten Vorteile liegen in der Möglichkeit, mit dem Controller auch 24''-Touchscreens mit hoher Sensorauflösung zu realisieren. Die erheblich schnellere Verarbeitungsgeschwindigkeit des internen 32-Bit-Controllers beschleunigt außerdem die Eingabefehlererkennung und die Abarbeitung der Filtermechanismen.

Auch die Parametrierungsmöglichkeiten wurden von Atmel weiter verfeinert. Der Touchcontroller mit dem Glove-Detection-Objekt erkennt jetzt einfacher, wenn das System mit einem Handschuh bedient wird.

Kapazitive Touchscreens können mit zwei unterschiedlichen Erkennungsmethoden arbeiten, die vom jeweils verwendeten Touchcontroller abhängen. Beim mXT2952T sind beide Messmethoden in einem Touchcontroller vereint. Damit lassen sich jeweils die Vorteile der beiden Messmethoden für die jeweilige Funktionalität anwenden.

Zwei Methoden zur Erkennung im Sensor vereint

Mit dem Self-Capacitance-Verfahren lassen sich optimierte Näherungsfunktionen realisieren, um beispielsweise mit Handschuhen zu bedienen. Aufgrund der hohen Sensitivität des sensorischen Prinzips lassen sich Näherungsfunktionen umsetzen, bei denen der Sensor nicht erst bei unmittelbarem Kontakt reagiert, sondern bereits dann, wenn eine Kapazität, also ein Finger oder Stift, eine bestimmte Distanz zum Sensor unterschreitet.

Dagegen nutzen andere PCAP-Touchpanels, die als Mutual Capacitance bezeichnete Methode zur Messung der Gegenkapazität, die pro Scandurchlauf mehrere Berührungen des Touchscreens erfasst und auf diese Weise eine echte Multitouchbedienung gestattet. Dank seiner flexiblen Architektur unterstützt der Sensorbaustein beide Verfahren und ermöglicht dadurch Lösungen, bei denen das System künftig zwischen der Self-Capacitance-Methode und Mutual-Capacitance-Methode umschaltet und so die Vorzüge der jeweiligen Erkennungsmethoden bietet:

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Während der mXT2952T im Mutual-Capacitance-Modus eine Multitouch-Eingaben mit bis zu 16 Fingern und hochkomplexe Gestensteuerungen verarbeiten kann, lassen sich mit dem Controller im Self-Capacitance-Modus auch Hovering- und Proximity-Funktionen realisieren. Die Umschaltung zwischen den zwei Messmethoden findet je nach Parametrierung automatisch statt.

Präzise bedient auch mit Arbeitshandschuhen

Die Näherungssensor-Eigenschaften für die Hovering- und Proximity-Funktionen sind dort von Vorteil, wo die Bedienung mit Arbeitshandschuhen die präzise Betätigung von Eingabefeldern erschwert. Hier könnte die Annäherung an den Glassensor von wenigen Millimetern zunächst ein Zoom-In oder ein sogenanntes „Mouse Scroll over Event“ des angewählten Eingabefeldes auslösen, das die Bedienung vereinfacht. Neben einer verbesserten Auswerteelektronik kommt bei den Touchdisplays ein neues Fertigungsverfahren zum Einsatz. Es verbessert die Kontraste und Qualität der Darstellung bei hellem Umgebungslicht. Beim Optical Bonding wird der Luftspalt zwischen Display und Touchsensor mit einem optischen Kleber ausgefüllt, der die Reflexion des Lichts an den Grenzschichten minimiert.

* Eric Bulach ist Teamleiter Produkt- und Innovationsmanagement sowie Vorentwicklung bei Rafi in Berg bei Ravensburg.

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