PCAP-Touchpanels für den Einsatz unter extremen Bedingungen erfordern ein angepasstes Design. Für den sicheren Alltagsbetrieb bei Outdoor-Anwendungen müssen solche Systeme viel höheren Anforderungen standhalten. Wie schafft man das?

Outdoor-Anwendung: PCAP-Touchpanel einer Tankanlage (Bild: SCHURTER)

Outdoor-Anwendungen unterscheiden sich in vielerlei Hinsicht von solchen in Innenräumen. Outdoor-Anwendungen müssen für den Einsatz unter Wetterextremen höhere Spezifikationen hinsichtlich Temperatur- und Wetterbeständigkeit erfüllen. PCAP-Touchpanel-Lösungen meistern dank der Auswahl und Qualifikation von wetterfesten und funktionsstabilen Materialien diese Herausforderung.

Weitere Informationen finden Sie hier

Outdoor-Touchpanels sind fast immer direktem Sonnenlicht ausgesetzt. Langfristige UV-Belastung schädigt dadurch das Material und führt zu Vergilbung, Trübung und Blasenbildung bis hin zu Rissen der Touchsensoren. Diese optischen Defekte vermindern nicht nur die Lichtdurchlässigkeit des Touchpanels, sondern auch dessen Erscheinungsbild. Die Wellenlänge von UV-Licht (100 bis 400 nm) liegt außerhalb des von Menschen sichtbaren Bereichs. Allein das Glas eines PCAP-Touchpanels blockiert UV-Wellenlängen von weniger als 300 nm – somit auch UVB- und UVC-Strahlung. Größere Wellenlängen werden durch die Integration von UV-Filtern um mehr als 95 % blockiert. Die Qualifikation dieser UV-Filter Materialien erfolgt nach den Normen ASTM G154 und MIL-STD810H mit jeweils 1000 Stunden in einem beschleunigten UV-Alterungstest.

Ein weiterer Qualifikationstest ist der sogenannte Bewitterungs- oder Florida-Test. Bei diesem wird die Wirkung des gesamten Spektrums des Sonnenlichts (295 – 800 nm) inklusive Regenberieselung auf das Touchpanel simuliert. Dieser Test ermöglicht innerhalb kurzer Zeit eine Aussage zu möglichen UV-Schäden nach Monaten bzw. Jahren der Applikation im Außenbereich. Die UV-Filterfunktion schützt nicht nur die PCAP-Sensoren und die Verklebung, sondern auch das integrierte Display und verhindert somit Vergilbung.

Die Bedruckung der Frontgläser wird häufig mit keramischer Farbe durchgeführt. Eine keramische Bedruckung bietet jedoch nur eine begrenzte Farbauswahl, dickere Farbschichten und hohe Einbrenntemperaturen. Bei der Verwendung von UV-basierender, organischer Bedruckung kann eine größere Farbauswahl bei gleichzeitig reduzierter Schichtstärke und identischer Lichtdichtheit realisiert werden. Diese Drucktechnik besteht ebenfalls die bereits angesprochenen Normen. Die Qualifikation zeigt, dass sich die Farbe unter UV-Einwirkung nicht verändert und die Haftkraft der Bedruckung auch über einen längeren Zeitraum stabil bleibt. Somit gewährleistet eine Bedruckung mit UV-Farben eine optimale Stabilität bei PCAP-Touchpanels für Außenanwendungen.

Schädliche Gase durch Luftverschmutzung können bei Außenanwendungen zu Korrosion der Komponenten und Kontaktflächen führen. Schwefel und Stickstoff bilden etwa Schwefel- und Salpetersäure, wenn eine Reaktion mit Feuchtigkeit stattfindet. Diese Schadgase können eine Oxidation und Korrosion der Silberleitbahnen der PCAP-Touchpanel bewirken. Zum Schutz der Touchsensoren werden diese daher in einem Schadgasdichten Design ausgeführt.

Touchpanels im Außenbereich sind täglich großen Temperaturschwankungen ausgesetzt. Bei extremer Sonneneinstrahlung müssen sie Temperaturen von bis zu +80 °C standhalten. Touch-Anwendungen im Outdoor-Bereich erfordern deshalb mögliche Betriebstemperaturen von -40 °C bis +85 °C. Für diese Applikationen stehen qualifizierte Materialien zur Verfügung, die den Lagertemperaturbereich von -50°C bis +90°C erfüllen. Mittels Umweltsimulationen und Langzeittests wurden diese PCAP-Sensor-Materialien und die optischen Klebstoffe erfolgreich für Außenanwendungen qualifiziert.

Neben der Stabilität der Sensoren ist ein Controller erforderlich, welcher ebenfalls diesen Betriebstemperaturbereich erfüllt. Das PCAP-System muss darüber hinaus in der Lage sein, Kapazitätsänderungen durch starke Temperaturänderungen der Umgebung automatisch auszugleichen. Durch spezielle Algorithmen in der Firmware des eingesetzten Controllers wird dies sichergestellt. Je nach Applikation und den daraus entstehenden spezifischen Anforderungen werden bevorzugt PenMount-, ILITEK- oder EETI-Controller eingesetzt.

Flüssigkeiten auf der Touchpanel-Oberfläche bewirkten bislang Fehlauslösungen bzw. Funktionsstörungen bei der Anwendung. Durch die Weiterentwicklung von spezieller Auswertelektronik auf Basis der Eigenkapazitätsmessung wird die Funktionssicherheit von PCAP- und CapKey-Eingabesystemen mittlerweile sogar unter fließendem Wasser sichergestellt. Hierdurch kann auf physische Tasten komplett verzichtet werden, und die Buttons oder Sliders verschwinden als CapKey-Lösung hinter Glas.

Die Hard- und Firmware der PCAP-Touch-Buttons wurde zudem auf leitfähige Substanzen (z. B. Salzwasser) optimiert. Dies ermöglicht den störungsfreien Einsatz in neuen Anwendungsgebieten. Selbst Reinigungsmittel oder Seifenwasser bewirken keine Fehlauslösung der CapKeys. Durch dieses neue Design eignen sich wasserresistente PCAP-Touch-Lösungen nun auch für den Einsatz in Bedienfelder in Nassbereichen, der Schiffsausrüstung, medizinischen Geräten oder Sanitäranwendungen.

Weitere Informationen finden Sie hier

Gerade bei Applikationen mit extremen Einsatzgebieten erfordert die Realisierung einer optimalen HMI-Lösung ein hohes Maß an Know-how und Erfahrung. Sämtliche Spezifikationen und deren besondere Anforderungen in der Applikation müssen verifiziert und qualifiziert werden.

Dank langjähriger Erfahrung in der Entwicklung und Produktion von PCAP-Touchpanels bietet SCHURTER hochwertige, kundenspezifische Eingabesysteme für jede Anwendung. Unsere Ingenieure entwickeln und designen in enger Zusammenarbeit mit unseren Kunden die optimale Lösung für den Einsatz unter besonders anspruchsvollen Bedingungen.

Weitere Informationen finden Sie hier

Ich bin einverstanden, von all-electronics per E-Mail über Zeitschriften, Online-Angebote, Produkte, Veranstaltungen und Downloads aus dem Industrie-Medien-Netzwerks informiert zu werden. Ich bin ferner mit der Auswertung meiner Nutzung des Newsletters zur Optimierung des Produktangebots einverstanden. Diese Einwilligung kann ich jederzeit mit Wirkung für die Zukunft widerrufen, indem ich mich vom Newsletter abmelde. Die Datenschutzhinweise habe ich gelesen und zur Kenntnis genommen.

Mit der Registrierung akzeptiere ich die Nutzungsbedingungen der Portale im Industrie-Medien-Netzwerks. Die Datenschutzerklärung habe ich zur Kenntnis genommen.

Elsässer Str. 3 79346 Endingen Germany

Das James-Webb-Teleskop der NASA schickt weiterhin faszinierende Bilder zur Erde, aktuell eines vom Mars und ein galaktisches Paar, bei dem Hubble geholfen hat. Auch erste Erkenntnisse (und Musik) werden bereits aus den Daten des JWST gezogen. Hier die Entwicklungen.Weiterlesen...

Smart Grids machen den Strom nicht smarter, sorgen aber dafür, dass er schlau verteilt wird. Nur so lässt sich die Energiewende erst umsetzen. Was ein Smart Grid ist, was es macht und was es braucht – das und mehr haben wir hier gesammelt.Weiterlesen...

Die Anforderungen an Elektronik im Weltraum sind hoch: klein, leicht und vor allem strahlungsfest muss sie sein. Warum das nötig ist, wie es funktioniert und mehr, liefert Ihnen unsere Übersicht.Weiterlesen...