Benutzererfahrungen sind ein wesentlicher zu berücksichtigender Aspekt, der über den Erfolg eines Produkts entscheiden kann. Zu den Aufgaben von Designern elektronischer Geräte sollte daher die Berücksichtigung von Funktionalität, Intuitivität und einfacher Bedienung gehören. Dabei ist es wichtig, die dafür verantwortlichen Komponenten entsprechend auszuwählen. In diesem Artikel besprechen wir die am häufigsten verwendeten Arten von Komponenten, die für die Interaktion mit dem Gerät verantwortlich sind, deren Eigenschaften und Beispiele für Anwendungen.
Welche Komponenten sind für die Bedienung des Geräts zuständig?
Nachfolgend präsentieren wir eine Übersicht der am häufigsten vorkommenden Elemente und Technologien, die für die Kommunikation zwischen Benutzer und Gerät verantwortlich sind.
Mikroschalter und Taster, die auf der Leiterplatte montiert werden
Schalter - eine der grundlegendsten elektronischen Komponenten, dienen zum Ein- und Ausschalten eines elektrischen Kreises. Ihre Hauptanwendung ist die Steuerung verschiedener Geräte - darunter Ein- und Ausschalten, Eingabe aller Arten von Informationen sowie Zurücksetzen. Von den verfügbaren Elementen dieses Typs gibt es Schalter mit Durchsteckmontage oder SMD, auf der Oberfläche, an der Kante oder in einer Aussparung der Leiterplatte. Unterschieden werden auch monostabile und bistabile Taster sowie solche mit unterschiedlichen elektrischen und mechanischen Eigenschaften. Lesen Sie auch: Technologien zur Montage elektronischer Komponenten Ausgehend von den einfachsten Anwendungen, wie dem Einschalten einer LED oder der Aktivierung einer bestimmten Gerätefunktion, können auch komplexere Systeme wie eine eigene Tastatur erstellt werden.
Beispiele für oberflächenmontierte Mikroschalter. Auf dem Markt gibt es eine breite Palette von Tastern und Schaltern mit unterschiedlichen Abmessungen, Eigenschaften und Verwendungszwecken Die Firma InterElcom bietet eine große Auswahl an Schaltern - darunter auch Dreh-, Endschalter und Codiersteller. Wir arbeiten mit den besten Herstellern elektronischer Komponenten zusammen, damit unsere Produkte stets Ihre Anforderungen und Bedürfnisse erfüllen. Wir laden Sie ein, unser Schalterangebot kennenzulernen und Fragen über das Kontaktformular zu stellen.
VandalismussichereSchalter
Am anderen Ende des Spektrums finden wir größer dimensionierte Schalter, die meist zur Montage in Gehäusen vorgesehen sind. Sie werden für besonders anspruchsvolle Anwendungen entwickelt. Ihren Namen verdanken sie ihrer erhöhten Widerstandsfähigkeit und Robustheit. Einige bieten auch Wasserdichtigkeit oder integrierte Beleuchtung. Durch die große Taste ist die Bedienung unter schwierigen Bedingungen oder z. B. mit dicken Handschuhen erleichtert. Schalter dieser Art werden unter anderem in öffentlich genutzten Geräten eingesetzt, wie Fahrstühlen oder Türsprechstellen. Ihre Robustheit macht sie auch zur bevorzugten Lösung in industriellen Anwendungen, beispielsweise in Bedienfeldern oder Steuergehäusen.
Membrantaster Membrantaster
gehören zu den einfachsten monostabilen Schaltern. Sie bestehen aus einer entsprechend geformten Schicht aus flexiblem Kunststoff oder Gummi, deren innere Seite mit einer leitfähigen Schicht beschichtet ist. Das Drücken des Tasters verformt diesen und führt die leitfähige Schicht mit der darunter liegenden Leiterbahn auf der Leiterplatte zusammen, wodurch der Stromkreis geschlossen wird.
Die unkomplizierte Bauweise und die Möglichkeit der Integration mit der Leiterplatte bieten große Flexibilität bei der Anpassung des Designs der Membrantaster an die jeweiligen Bedürfnisse. Zu ihren Vorteilen zählen auch ein niedriger Profil und die Möglichkeit der fast beliebigen Individualisierung der Form, des Aussehens und des grafischen Designs. Die hohe Kontaktwiderstandskomponente erlaubt allerdings keine Schaltvorgänge mit hohen Strömen. Membrantaster finden sich unter anderem in den meisten modernen Computertastaturen sowie in Fernbedienungen und Taschenrechnern. Sie sind auch in verschiedenen Industriebereichen anzutreffen
Encoder
Encoder sind Geräte, die mechanische Drehbewegungen in elektrische Signale umwandeln. Sie verfügen über zwei Signalausgänge, die Informationen über Richtung und Drehgeschwindigkeit der Achse liefern. Das Zählen der Impulse an jedem dieser Ausgänge ermöglicht die genaue Bestimmung der Encoder-Position. Sie werden vor allem in verschiedenen Bereichen der Automatisierung, in Antrieben und mechanischen Baugruppen eingesetzt, wo eine präzise Kontrolle der Bewegungen erforderlich ist. In diesem Artikel konzentrieren wir uns auf Encoder zur Interaktion mit dem Gerät. Dies sind kleine inkrementale Encoder, meist für die Leiterplattenmontage bestimmt und mit einer Achse mit Knopf oder Drehknopf, die manuell bedient wird. Die meisten am Markt verfügbaren Komponenten dieses Typs besitzen auch einen eingebauten Taster, der durch Drücken des Knopfs aktiviert wird. Dank dieser Funktion reicht ein einzelner Encoder für die Navigation in einer einfachen Benutzeroberfläche aus – das Drehen wählt eine Menüposition, das Drücken aktiviert sie. Er kann auch Potentiometer in Anwendungen wie z. B. der Lautstärkeregelung ersetzen. Bei der Auswahl eines Encoders für eine bestimmte Anwendung empfiehlt es sich, auf erfahrene und bewährte Lieferanten elektronischer Komponenten zurückzugreifen, zu denen auch die Firma InterElcom gehört. Nachfolgend zeigen wir die Parameter des von uns angebotenen Encoders EC1103S-D5-F10, ideal zur Steuerung einfacher Geräte und Controller:
| Symbol |
EC1103S-D5-F10 |
| Typ |
Inkremetialencoder |
| Montage |
SMD |
| Genauigkeit |
15 Impulse pro Umdrehung |
| Schaftlänge |
5mm |
| Schaftdurchmesser |
6mm |
| Elektrische Parameter |
5VDC, 1mA |
Ein Beispiel für die Anwendung eines Encoders, das fast jeder kennt, ist das Scrollrad an einer Computermaus. Man findet es auch in verschiedensten Audio-Geräten, Laborinstrumenten und Haushaltsgeräten. Aufgrund ihrer vielseitigen Funktionalität und einfachen Implementierung werden Encoder auch häufig in Hobbyprojekten verwendet.
Hebel und Joysticks
Hebel-Controller ermöglichen eine genaue Abbildung der Handbewegungen, die dann in elektrische Signale umgesetzt werden. Deshalb werden sie überall dort eingesetzt, wo präzise Steuerung entscheidend ist – Beispiele sind der Arm eines Baggerladers, ein ferngesteuertes Fahrzeug oder ein visuelles Zielerfassungssystem. Man findet sie auch als Peripheriegeräte in der Computerwelt, z.B. als Controller für Videospiele. Ihre Verwendung in kleineren Geräten, insbesondere tragbaren, ist jedoch eingeschränkt. Dies liegt hauptsächlich an Größenvorgaben und dem Fehlen einer stabilen Unterlage, die für die erforderliche Präzision und Benutzerkomfort sorgt. Unter den Hebelcontrollern unterscheidet man digitale (diskrete) und analoge Joysticks. Digitale Joysticks sind deutlich einfacher in der Funktion – sie besitzen meist vier Schaltelemente, die durch Neigen des Hebels in eine von 8 Richtungen aktiviert werden. Die Funktion analoger Joysticks basiert auf einem Satz Potentiometer (einstellbare Widerstände) – je eines für jede Achse. Ihr Widerstand verändert sich je nach Stellung des Hebels kontinuierlich – so kann Richtung und Intensität der Verstellung genau ermittelt werden. Joystick lassen sich auch nach Anzahl der Achsen und stabilen Positionen unterscheiden. Es gibt auch Steuerhebel mit zusätzlichen Tasten, die mit den Fingern bedient werden.
Kapazitive Schalter
Kapazitive Schalter funktionieren nach dem gleichen Prinzip wie kapazitive Touchscreens, indem sie die natürliche elektrische Leitfähigkeit des menschlichen Körpers nutzen. Das Annähern der Hand oder Berühren der Schalterelektrode bewirkt eine Änderung ihres elektrischen Feldes, die dann von einer speziellen Schaltung erkannt wird. Solche Schalter haben meist die Form einer elastischen Elektrode, die an der Innenseite des Gehäuses befestigt ist und als Touchpanel dient. Es gibt auch Lösungen, bei denen Leiterbahnabschnitte oder elektroleitfähige Schichten auf Kunststoff oder Glas aufgebracht sind.
Beispiel eines Geräts mit kapazitiven Touch-Schaltern. Die auf dem Foto sichtbaren Kabelschleifen fungieren als kapazitive Elektroden. Ein wesentlicher Vorteil kapazitiver Taster ist das Fehlen beweglicher mechanischer Bauteile, was zu ausgezeichneter Haltbarkeit und hoher Zuverlässigkeit führt. Aus diesem Grund verdrängen sie in manchen Bereichen klassische mechanische Schalter. Ein gutes Beispiel sind Türöffner in öffentlichen Verkehrsmitteln oder Lichtschalter an Fußgängerüberwegen. Außerdem haben sie Einzug in verschiedene Haushaltsgeräte und Unterhaltungselektronik gehalten, wobei ihr Anteil stetig steigt. Kapazitiver Touch hat jedoch einige Einschränkungen – vor allem erkennen solche Schalter keine Berührung von nichtleitenden Materialien. Feuchtigkeit kann ihre Funktion beeinträchtigen, was den Einsatz in bestimmten Anwendungen ausschließt. Ein weiterer Nachteil ist, dass die Betätigung tastlos ist – es gibt weder ein haptisches Feedback noch ein Geräusch, was sie oft als weniger intuitiv wahrgenommen werden lässt. Deshalb werden häufig zusätzliche Elemente verwendet, die dem Benutzer eine Rückmeldung über die Betätigung geben – meist akustische Signale, Vibrationsmotoren oder piezoelektrische Wandler.
Touch-Panels
Bei der Diskussion um Interaktion durch Berührung darf man die schnell an Beliebtheit gewinnenden Touchscreens nicht unerwähnt lassen. Sie gehören mit Sicherheit zu den intuitivsten Bedienmöglichkeiten von Geräten. Außerdem zeichnen sie sich durch hohe Flexibilität aus – interaktive Benutzeroberflächen lassen sich dynamisch und frei an aktuelle Bedürfnisse anpassen. Die Implementierung eines Touchscreens erfordert jedoch eine beträchtliche Rechenleistung. Einfach Geräte ohne leistungsfähigen Mikroprozessor können daher keine grafische Benutzeroberfläche betreiben. Lesen Sie auch: Touchscreens – Typen und Anwendungen Der Einsatz eines Displays bringt viele weitere Vorteile mit sich. Die Wegfall der Notwendigkeit zusätzlicher Öffnungen im Gehäuse bedeutet weniger potenzielle Eintrittspunkte für Feuchtigkeit oder Staub. Dadurch lässt sich das Gerät leichter vor Umwelteinflüssen schützen und für anspruchsvollere Einsatzbedingungen anpassen. Ein Touchscreen verleiht zudem ein modernes Aussehen und ein hohes Maß an Ästhetik, was besonders für den Endanwender wichtig ist. Das Unternehmen InterElcom bietet eine breite Auswahl an Touchscreens für jede Anwendung – von Industrieanlagen bis hin zu Mobiltelefonen und Smartwatches. Wir laden Sie ein, unser Produktportfolio kennenzulernen.
