月: 2023年3月

Was ist eine Streichmaschine?

Eine Streichmaschine ist ein Gerät, mit dem Chemikalien oder andere Materialien auf ein Produkt oder einen Werkstoff aufgetragen werden.

Streichmaschinenmethoden variieren je nach Form des zu beschichtenden Objekts, der aufzutragenden Chemikalie und dem Zweck der Anwendung. Daher werden Streichmaschinen, Schleudermaschinen, Tauchmaschinen und Schlitzmaschinen für verschiedene Anwendungen eingesetzt.

In den letzten Jahren haben sich die Streichmaschinen zusammen mit den Verbesserungen in der Beschichtungstechnologie drastisch weiterentwickelt. In den Bereichen der Halbleiterherstellung, der Herstellung von Flachbildschirmen (FPD), Solarzellen und wiederaufladbaren Batterien eine präzise Beschichtung erforderlich ist.

Einsatzbereiche von Streichmaschinen

Bei der Herstellung von Halbleitern und Flachbildschirmen (FPD), wo dünne Produkte mit hoher Funktionalität und hoher Dichte benötigt werden, z. B. bei PCs, LCD-Fernsehern, Smartphones und Tablets, werden Streichmaschinen und Schlitzbeschichtungsanlagen für das Auftragen von Fotolack im Fotolithografieverfahren eingesetzt.

Walzen- und andere Streichmaschinen für die Dünnfilmbeschichtung werden auch für Funktionsfolien und Plattenprodukte verwendet, die in wiederaufladbaren Batterien, Solarzellen, Automobilteilen, Baumaterialien für den Wohnungsbau, Textilien, medizinischer Versorgung und anderen Anwendungen zum Einsatz kommen.

Prinzip der Streichmaschinen

Es gibt viele Arten von Streichmaschinen, das Grundprinzip besteht darin, eine Scherkraft auf die Beschichtungsflüssigkeit auszuüben, um diese dünn auszutragen. Die Art und Weise, wie die Scherkraft aufgebracht wird, unterscheidet sich je nach Art der Streichmaschine.

Die Streichmaschinen lassen sich in zwei Typen einteilen: das Vormessverfahren, bei dem eine vorher abgemessene Menge an Beschichtungsflüssigkeit aufgetragen wird, und das Nachmessverfahren, bei dem die Menge der Beschichtungsflüssigkeit nach der Beschichtung auf ein vorgegebenes Niveau reduziert wird.

1. Streichmaschinen

Streichmaschinen werden im Allgemeinen für die Beschichtung relativ dünner und flacher Materialien wie Folien und Bleche eingesetzt. Je nach Art und Viskosität der zu beschichtenden Chemikalie und der aufzutragenden Schichtdicke kommen verschiedene Beschichtungsmethoden zum Einsatz, z. B. Tiefdruck-Streichmaschinen und Umkehrstreichmaschinen, bei denen die Beschichtung durch die Rotation von Walzen, die mit dem Flüssigkeitsreservoir der zu beschichtenden Chemikalie in Berührung kommen, und durch die Wickeldrehung des Folien- oder Plattenmaterials aufgebracht wird.

Die Beschichtung von Rolle zu Rolle ist möglich und eignet sich am besten für die Hochgeschwindigkeitsbeschichtung. Kennzeichnend für diese Verfahren ist, dass sich zwischen der Beschichtungsflüssigkeit und dem zu beschichtenden Objekt ein Wulst bildet und das zu beschichtende Objekt oder sowohl das zu beschichtende Objekt als auch die Rolle bewegt oder gedreht werden, um eine Scherkraft auf die Beschichtungsflüssigkeit auszuüben und eine dünne Schicht aufzutragen. Die Stabilisierung dieses Wulstes ist für eine hochwertige Beschichtung unerlässlich.

2. Streichmaschinen

Streichmaschinen bestehen im Allgemeinen aus einem Drehtisch und einem Mechanismus zum Auftragen von Chemikalien. Nachdem die Chemikalie auf das Produkt aufgebracht wurde, wird die Chemikalie durch die Zentrifugalkraft, die durch die Drehung des Tisches entsteht, auf dem Produkt und bildet einen chemischen Film. Dies ist die dünnste Beschichtungsmethode, eignet sich aber nicht für die Massenproduktion, da keine Mehrfachschichten aufgetragen werden können und eine kontinuierliche Produktion nicht möglich ist.

3. Streichmaschinen

Dieses Verfahren wird als Tauchmaschine bezeichnet und dient der Beschichtung durch Eintauchen und Hochziehen in die Tauchlacklösung. Unabhängig von der Form des Objekts zeichnet es sich durch seine Fähigkeit aus, einen gleichmäßigen dünnen Film mit minimalem Verlust an Beschichtungsflüssigkeit zu bilden.

4. Streichmaschinen mit Schlitz

Streichmaschinen mit Schlitz sind Streichmaschinen, die die Beschichtungsflüssigkeit durch eine Düse mit einem Schlitz ausstoßen. Sie werden auch als Streichmaschinen oder Schlitzdüsen bezeichnet. Das zu beschichtende Objekt wird auf einen Tisch gelegt, und ein chemischer Film wird durch Abtasten des Produkts gebildet, während die Chemikalie aus der Chemikaliendüse austritt.

Die Streichmaschinen mit Schlitzdüse, die manchmal für die Beschichtung von Rolle zu Rolle verwendet werden, geben eine konstante Menge der Beschichtungslösung auf eine zu transportierende Folie oder einen Bogen ab. Da die Beschichtungsflüssigkeit nicht mit Luft in Berührung kommt, sind sie ideal für Beschichtungen höchster Qualität und für komplexe Beschichtungen wie Streifen.

Weitere Informationen über Streichmaschinen

Beschichtungsdefekte

Unabhängig davon, wie ausgeklügelt die Streichmaschine ist, ist es je nach Beschichtungsflüssigkeit und Beschichtungsbedingungen unter Umständen nicht möglich, eine saubere Beschichtungsoberfläche zu erhalten. In diesem Abschnitt werden kurz die Arten von Beschichtungsfehlern und ihre Abhilfemaßnahmen beschrieben.

1. Verursacht durch die Beschichtung

2. Durch Trocknung verursachte Defekte

Die Beschichtung ist eine Technik, die durch die richtige Auswahl der Streichmaschine, des Trockners bzw. der Beschichtungsflüssigkeit erreicht wird. Es ist wichtig, die geeigneten Streichmaschinen auszuwählen, wobei die Bedingungen der zu verwendenden Beschichtungsflüssigkeit und die Spezifikationen des Trockenofens zu berücksichtigen sind.

Was ist Kartesische Roboter?

Ein orthogonaler Roboter ist ein Roboter, der sich entlang von zwei oder drei kartesischen Achsen bewegt.

Sie werden auch Portalroboter genannt. Aufgrund ihres einfachen Aufbaus werden Industrieroboter häufig als erster Schritt bei der Automatisierung von Aufgaben in vielen verschiedenen Branchen eingesetzt.

Da es höchstens drei kartesische Koordinaten gibt, können sie selbst gebaut und leicht verändert werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Programm für die Ausführung der Arbeit leicht geändert werden kann.

Daher können Arbeiten, die keine komplexen Bewegungen erfordern und monoton sind, relativ leicht mit Kartesischen Robotern mechanisiert werden.

Einsatz von kartesischen Robotern

Kartesische Roboter werden hauptsächlich in der Fertigungsindustrie eingesetzt. Zu den einfachen Aufgaben in der Fertigung gehören der Zusammenbau und der Transport von Bauteilen. In diesem Bereich werden häufig kartesische Roboter eingesetzt, da lineare Bewegungen für die Ausführung ausreichen.

Zunächst wird die Linie bestimmt, entlang der die Teile fließen. Dann wird die Arbeit von der Montage bis zum Transport mit Hilfe einer Kamera oder anderen Mitteln zerlegt und durch kartesische Roboter ersetzt. Durch die Einführung des Systems kann die Produktivität stabilisiert werden.

Konkret werden kartesische Roboter für kleine Präzisionsmaschinenteile, Automobilteile und elektronische Teile für die Leiterplattenmontage sowie im medizinischen und pharmazeutischen Bereich eingesetzt. In der Lebensmittelbranche beispielsweise können speziell bearbeitete Arme beim Transport von empfindlichen Lebensmitteln, wie z.B. krümeligem und schwer zu handhabendem Tofu, präzise greifen und bewegen.

Der Aktionsradius kartesischer Roboter ist im Vergleich zu beispielsweise sechsachsig arbeitenden Robotern einfach und überschaubar, und der Preis ist günstig. Sie können auch unter rauen Bedingungen stabil eingesetzt werden, z.B. in Feuchträumen oder in Halbleiterfabriken, wo mit korrosiven Gasen gearbeitet wird.

Prinzipien kartesischer Koordinatenroboter

Die grundlegende Funktionsweise kartesischer Roboter besteht darin, den Arbeitsarm entlang einer linearen Führung zu verschieben, um Aufgaben wie Montage, Transport und Positionierung auszuführen.

Mehrere Einheiten, die sich auf einer einzigen Achse bewegen, werden kombiniert, um Aufgaben in einem kartesischen Koordinatensystem auszuführen. In diesem Fall kann jede Achse des Roboters gleichzeitig bewegt werden, so dass viele Vorgänge durch Überlagerung linearer Bewegungen effizient durchgeführt werden können.

Merkmale kartesischer Roboter

1. Hoher Freiheitsgrad der Kombination

Kartesische Roboter haben einen relativ engen Arbeitsbereich, verfügen aber über einen hohen Freiheitsgrad bei der Kombination und können leicht an die erforderlichen Spezifikationen angepasst werden. Da ihre Bewegungen einfacher sind als die anderer Roboter, lassen sie sich leichter steuern, und es können mehrere kartesische Roboter miteinander kombiniert werden.

Durch die Kombination und Verknüpfung mit anderen Robotern ist es möglich, zahlreiche Aufgaben auszuführen, wie z. B. Bewegungen mit einem bestimmten Komplexitätsgrad oder einen Materialschneideprozess.

2. Hohe Genauigkeit

Kartesische Roboter können zwar nur einfache lineare Bewegungen ausführen, dafür sind sie aber umso genauer. Insbesondere Linearführungen mit Kugelumlaufspindeln und Linearmessgeräten ermöglichen eine hochpräzise Positionierung.

3. Hohe Steifigkeit

Kartesische Roboter haben weniger Bauteile und sind daher steifer. Dies bedeutet weniger Lücken und Verformungen, weniger Bewegungsunschärfen und einen stabileren Betrieb. Darüber hinaus ermöglicht die einfache Struktur eine Reduzierung der Zykluszeit durch Erhöhung der Geschwindigkeit.

4. Niedrige Kosten

Kartesische Roboter, die mit einer einfachen Struktur und einer geringen Anzahl von Teilen hergestellt werden können, sind kostengünstiger als Gelenkroboter.

Weitere Informationen zu Kartesischen Robotern

1. Nachteile von kartesischen Robotern

Kartesische Roboter haben nicht nur Vorteile, sondern auch Nachteile.

Komplexe Aufgaben sind unmöglich
Komplexe Aufgaben, die keine Kombinationen von linearen Bewegungen sind, sind schwierig.

Großer Installationsbereich
Kartesische Roboter haben den Nachteil, dass ihr Aufstellungsbereich tendenziell groß ist, weil sie sich nur in geraden Linien bewegen können und weil sie aufgrund fehlender Gelenke nicht gefaltet werden können.

Schwierige Vergrößerung
Aus Kostengründen ist es schwierig, die Größe kartesischer Roboter zu erhöhen und gleichzeitig ihre Genauigkeit und Stärke beizubehalten.

2. Beispiele für kartesische Koordinatenroboter

Einsparung von Arbeitskräften bei Fördervorgängen
Der Transport von Wechselgeld nach dem Verpacken wurde mit einem Knickarmroboter automatisiert, aber es trat ein Problem mit der Haltbarkeit auf. Um dies zu verbessern, wurde ein Kartesischer Roboter eingesetzt, mit positiven Ergebnissen. Das Ausfallrisiko wurde verringert und die Arbeitsproduktivität um das 1,4-fache gesteigert.

Automatisierung des Produktionsprozesses für Nagelbürsten
Nagelbürsten wurden aufgrund der Komplexität des Produktionsprozesses meist von Hand gefertigt. Um die Überalterung der Arbeitskräfte und die Kosten zu verringern, wurden sechs Kartesische Roboter eingeführt, damit die Roboter Prozesse wie Schneiden, vorübergehendes Anbringen und Kleben durchführen können. Infolgedessen wurden sechs Arbeiter auf zwei reduziert, und die Arbeitsproduktivität ist 30 Mal höher als vor der Einführung der Roboter.

Verringerung der Belastung durch gefährliche Arbeiten und Verbesserung der Effizienz
Bei einem Plattenhersteller wurde ein Kartesischer Roboter eingesetzt, um schwere und potenziell gefährliche Aufgaben zu ersetzen, die von Menschen erledigt werden konnten. Das Ergebnis: Gefahren werden beseitigt, die Effizienz wird gesteigert und die Arbeitsproduktivität ist 1,4-mal höher als zuvor.

Was ist ein Drehschalter?

Ein Drehschalter ist ein Schalter, dessen Kontakte durch Drehen geschaltet werden.

Sie werden zum Einstellen der Lautstärke an Audiokomponenten, Knöpfen an Mikrowellenherden usw. verwendet. Die meisten Drehschalter werden zum Schalten mehrerer Kontakte verwendet, aber es gibt auch Schalter, die nur einen Kontakt schalten. In jüngster Zeit wurden ultrakompakte Drehschalter entwickelt, die zur Miniaturisierung von Audiogeräten und anderen Geräten beigetragen haben.

Anwendungen von Drehschaltern

Drehschalter werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von gewöhnlichen Haushaltsgeräten bis hin zu Industrieanlagen. Spezifische Anwendungen sind:

• Lautstärkeregelung von Audiokomponenten
• Einstellung der Leistung von Mikrowellenherden
• Schalten der Leistung und Stärke von elektrischen Ventilatoren
• Schalten der Lautstärke an Messmaschinen und Kommunikationsgeräten
• Schalten von Steuerplatineneinstellungen bei Wechselrichtern, Klimaanlagen usw.

Neuerdings werden auch Pendelleuchten mit einem Drehschalter zur Steuerung der Stromversorgung verkauft, um eine Retro-Atmosphäre zu schaffen. In den letzten Jahren wurden sie auch als Stromschalter für tragbare LED-Beleuchtungen im Rahmen von Heimwerkerprojekten verwendet.

Funktionsweise von Drehschaltern

Ein Drehschalter besteht aus einem Schiebeelement, einem Gehäuse/Festkontakt und einem Anschluss.

Das Schiebeelement bewegt sich gleichzeitig mit den beweglichen Kontakten und schaltet die Kontakte je nach Betätigung. Die geschalteten Kontakte leiten zwei oder mehr der am Gehäuse befestigten Festkontakte. Der Kontaktausgang der Festkontakte wird über die Klemmen nach außen geführt.

Arten von Drehschaltern

Drehschalter gibt es in nicht kurzschließender und kurzschließender Ausführung. Die richtige Wahl muss getroffen werden, da die Wahl des falschen Typs für den vorgesehenen Verwendungszweck zu Stromkreisunterbrechungen führen kann.

1. Kurzschluss-Typ

Der Kurzschluss-Typ ist ein Typ, bei dem zwei oder mehr Kontakte beim Schalten von Kontakten gleichzeitig leiten. Er zeichnet sich dadurch aus, dass es kein Moment des Stromkreisdurchbruchs gibt. Daher besteht zwischen den Kontakten ein vorübergehender Zustand der elektrischen Verbindung.

Dieser Typ wird verwendet, wenn eine vorübergehende Unterbrechung nicht akzeptabel ist, z. B. bei Stufenschaltungen in Transformatoren. Der Kurzschluss-Typ wird auch als „make-before-break“ bezeichnet. Im Englischen bedeutet es „verbunden, bevor die Kontakte getrennt werden“.

2. Nicht-Kurzschluss-Typ

Der Nicht-Kurzschluss-Typ ist ein Typ, bei dem die benachbarten Klemmen völlig unabhängig voneinander sind und der Stromkreis im Moment des Umschaltens der Kontakte einmal unterbrochen wird. Beim Umschalten der Kontakte werden beide Kontakte für einen Moment elektrisch unterbrochen.

Er wird daher verwendet, wenn eine vorübergehende Unterbrechung durch das Schalten kein Problem darstellt. Die meisten allgemeinen Anwendungen sind vom nicht kurzschließenden Typ. Der nicht-kurzschließende Typ wird auch als „break-before-make“ bezeichnet. Im Englischen bedeutet dies „verlassen, bevor die Kontakte verbunden sind“.

Weitere Informationen zu Drehschaltern

1. So wird ein Drehschalter verwendet

Drehschalter schalten Stromkreise durch Drehen des Betätigers. Sie werden häufig beim Aufbau von digitalen Schaltungen verwendet. Sie werden verwendet, wenn die Schaltfrequenz nicht hoch ist, z. B. für Einstellzwecke.

Es gibt verschiedene Arten von Drehschaltern, z. B. Produkte mit flachen oder wellenförmigen Betätigungselementen. Je nach Form können einige Produkte mit dem Finger betätigt werden, während andere einen Schraubendreher oder ähnliches benötigen, um den Schalter zu betätigen.

2. Daumen-Drehschalter

Bei einigen Drehschaltern handelt es sich um Daumendrehschalter. Dabei handelt es sich um Drehschalter, die ein scheibenförmiges Bauteil mit Ziffern auf der Schalteranzeige verwenden. Sie zeichnen sich durch eine einfache visuelle Bestätigung aus und werden z. B. zum Einstellen des Kanals bei alten Funkgeräten verwendet.

Ein typischer Daumendrehschalter besteht aus Komponenten wie einem Gehäuse, einem Druckknopf, einem Schieber, einem Rotor, einer Leiterplatte und einer Montageplatte.

Was ist ein Terminal-Relais?

Ein Terminal-Relais ist ein Eingangs-/Ausgangssignalprozessor, der mehrere Relais und Klemmenblöcke integriert.

Sie werden als Schnittstellengeräte für programmierbare Steuerungs-E/A und Magnetventile verwendet. Die Hauptstruktur von Terminal-Relais, die die Rolle von Eingangs-/Ausgangs-Schnittstellengeräten spielen, ist eine Klemmenleiste auf einem Sockel mit einer eingebauten Leiterplatte. Auf diesem Sockel können je nach Anwendung mehrere unabhängige, einpolige, kompakte Relais als kompakte Relaisstruktur montiert werden, die gleichzeitig eine hervorragende Wartungsfreundlichkeit bietet, Dies trägt zur Miniaturisierung der Geräte und zur Reduzierung der Verdrahtung bei.

Anwendungen für Terminal-Relais

Terminal-Relais werden hauptsächlich in industriellen Anwendungen eingesetzt. Nachfolgend einige Beispiele für Terminal-Relais.

• Für die interne Signalkommunikation in Pressen und Verarbeitungsmaschinen
• Für die Weiterleitung von Signalen zwischen großen Pumpen und Lüftern und ihren Steuereinheiten
• Für die Weiterleitung von Signalen aus Gülleverarbeitungsanlagen

Im Allgemeinen werden Steuergeräte wie Mikrocomputer und SPS für die komplexe Steuerung großer Industrieanlagen verwendet. Diese Steuergeräte sind zwar zu komplexer interner Verarbeitung fähig, der zulässige Ausgangssignalstrom ist jedoch oft gering. Wenn große Ströme durch diese Geräte fließen, kann dies negative Auswirkungen haben, z. B. die Häufigkeit von Ausfällen beschleunigen.

Wenn also Geräte mit großen Last- und Einschaltströmen, wie z. B. Magnetventile, gesteuert werden sollen, sollten die Ausgänge der Steuergeräte durch Relais isoliert werden. Der Einbau mehrerer Leistungsrelais usw. nebeneinander nimmt jedoch Platz in Anspruch und erschwert die Steuerverdrahtung.

Terminal-Relais sind Geräte, bei denen Klemmenblock und Relais in einer einzigen Einheit kombiniert sind, so dass einpolige Miniaturrelais aneinandergereiht werden können. Dadurch lassen sich Platz und Verdrahtung einsparen.

Prinzip der Terminal-Relais

Terminal-Relais bestehen aus Klemmenblockkomponenten und Relaiskomponenten.

1. Klemmenblock-Komponenten

Die Klemmenblockkomponente besteht aus dem Relaissockel und dem Klemmenblock in einem Stück. Die elektrisch leitenden Teile bestehen aus Kupfer oder Eisenschrauben, während das Gehäuse aus hartem Kunstharz oder ähnlichem hergestellt ist. Bei vielen Produkten wird die äußere Verdrahtung, die mit runden Klemmen oder ähnlichem versehen ist, mit Eisenschrauben befestigt.

Im Allgemeinen haben die meisten Produkte Sockel für die Montage von vier Relais, mit zwei Eingangs- und zwei Ausgangsklemmen pro Relais. Die Klemmenleiste allein wird manchmal auch als Terminal-Relais bezeichnet.

2. Relais

Relais sind Bauteile, die Signale isolieren und weiterleiten. Kleine, einpolige Relais werden im Allgemeinen als Terminal-Relais verwendet. Sie werden oft durch Einstecken mit Stiften auf der Rückseite an die Reihenklemmenkomponenten angeschlossen. Die technischen Daten der Relais sind häufig auf dem Gehäuse aufgedruckt, und es sind Produkte mit verschiedenen Stromversorgungsspezifikationen und Signalarten erhältlich.

Wie wählt man ein Terminal-Relais aus?

Bei der Auswahl eines Terminal-Relais sollten die folgenden Aspekte berücksichtigt werden

1. Anzahl der Ausgangspunkte

Die Anzahl der Ausgangspunkte ist die Anzahl der Punkte, die von dem Terminal-Relais ausgegeben werden können. Die meisten Allzweckprodukte haben 4 Ausgangspunkte, aber es gibt auch Produkte mit 16 oder 32 Ausgangspunkten für den Anschluss an SPSen. In Systemen, in denen viele Geräte gesteuert werden, ist der Verdrahtungsaufwand umso geringer, je mehr Ausgangspunkte vorhanden sind.

2. Eingangsspezifikationen

Die Eingangsspezifikation ist die Art des Signaleingangs zum Spulenteil des Relais, der 100 V AC oder 24 V DC sein kann. Die Eingangsspezifikation wird entsprechend der Ausgangsspezifikation des Steuergeräts ausgewählt.

3. Ausgangsspezifikation

Die Ausgangsspezifikation ist die Spezifikation des vom Relais ausgegebenen Signals. Dazu gehören Faktoren wie Signaltyp und Nennerregerstrom.

Die Signaltypen lassen sich grob in zwei Haupttypen unterteilen: mit Kontakt und ohne Kontakt. Bei Kontakten wird das Signal durch mechanische Betätigung eines Metallteils mit einer elektromagnetischen Spule übertragen. Sie weisen in der Regel einen höheren zulässigen Strom auf und haben den Vorteil, dass sie hitzebeständig sind. Sie haben jedoch den Nachteil, dass die Kontaktteile durch den Öffnungs- und Schließvorgang allmählich abgenutzt werden.

Berührungslose Systeme verwenden Halbleiter oder Solid-State-Relais zur Übertragung elektrischer Signale. Da sie keine physischen Antriebspunkte haben, können sie hohen Öffnungs-/Schließfrequenzen und hohen Geschwindigkeiten standhalten. Sie sind jedoch anfällig für Hitze und haben Nachteile wie den Ausfall von Halbleiterkomponenten, wenn Ströme über dem Nennwert fließen.

Der Nennstromwert ist die Stromstärke, die geleitet werden kann. Je höher der Stromwert ist, desto größer ist die Last, die gesteuert werden kann, aber das Relais ist oft auch größer. Bei der Verwendung als Terminal-Relais haben die meisten Produkte im Allgemeinen eine Strombelastbarkeit von 1-5 A.

Was ist ein Berührungssensoren?

Berührungssensoren sind Sensoren, die erkennen können, wenn eine Person sie berührt oder sich ihr nähert.

Berührungssensoren werden auf transparenten Folienträgern angebracht und können durch Schalten oder Auswählen eines Schaltkreises, z. B. ein/aus, betätigt werden, wenn sie von einer Person berührt werden.

Berührungssensoren erfordern keine große Kraft und werden durch eine leichte Berührung aktiviert, weshalb sie in Lichtschaltern, automatischen Türen, Aufzügen usw. eingesetzt werden.

Berührungssensoren beruhen auf demselben Prinzip wie Touchpanels, die als Berührungsbildschirme in Mobiltelefonen, PC-Geräten, Fahrzeugpanels usw. verwendet werden.

Anwendungen von Berührungssensoren

Berührungssensoren werden häufig an Schaltern von automatischen Türen und Beleuchtungskörpern angebracht, da sie durch Licht aktiviert werden.

Seit kurzem werden Berührungssensoren auch in den Bildschirmen von Mikrowellenherden und Kühlschränken sowie in den Bildschirmen von Kaffeeautomaten in Supermärkten eingesetzt.

In der Industrie werden sie auch als Not-Aus-Tasten an verschiedenen Maschinen, als Sicherheitssensoren und als Sitzsensoren zur Überprüfung, ob eine Person sitzt, verwendet.

Berührungsbildschirme finden sich in Mobiltelefonen, Tablet-PCs, Fahrzeugbildschirmen, Spielkonsolen und kommerziellen Terminals.

Das Prinzip der Berührungssensoren

Die meisten Berührungssensoren verwenden transparente Elektroden aus transparenten leitfähigen Polymeren auf einem Glassubstrat.

Es gibt auch transparente Berührungssensoren in Folienform. Außerdem gibt es zwei Haupttypen von Berührungssensoren: kapazitive und resistive.

1. Kapazitiver Typ

Da der Mensch ein Leiter ist, bewirkt die Annäherung der Hand an den Sensor eine Änderung der elektrostatischen Kapazität der Metallplatte des Sensors. Der Sensor wird durch diese Änderung der elektrostatischen Kapazität aktiviert, reagiert aber möglicherweise nicht, wenn Handschuhe getragen werden.

Kapazitive Sensoren sind reaktionsschneller als resistive Sensoren, und kapazitive Sensoren werden heutzutage am häufigsten in Smartphones eingesetzt.

Im Allgemeinen kann der kapazitive Typ mit weniger Kraftaufwand bedient werden als der resistive Typ und kann für zwei oder mehr Berührungen gleichzeitig verwendet werden (Multi-Touch), so dass der kapazitive Typ heutzutage am häufigsten in Smartphones eingesetzt wird.

Erstens nutzt der kapazitive Typ das Prinzip der Kapazitätszunahme, wenn sich ein Finger der Sensorelektrode nähert, um die Berührungskoordinaten zu berechnen.

Zweitens berechnet der Typ mit gegenseitiger Kapazität die Berührungskoordinaten mit Hilfe des Mechanismus, dass, wenn ein elektrisches Feld im Voraus zwischen der Elektrode auf der Senderseite (Sender) und der Elektrode auf der Empfängerseite (Empfänger) gebildet wird, wenn sich ein Finger der Elektrode nähert, ein Teil des elektrischen Feldes auf den Finger gerichtet wird und die an der Empfängerelektrode festgestellte Kapazität verringert wird.

2. Widerstandsfilm-Methode

Wenn von oben Druck auf die Membran ausgeübt wird, kommen die obere und die untere Membran miteinander in Kontakt und werden aktiviert, um als Sensor zu fungieren. Es gibt zwei Haupttypen: digital und analog.

Zu den Vorteilen gehört, dass sich die Erfassungsschaltungen leicht entwerfen lassen. Sie können auch mit Handschuhen bedient werden und lassen sich nicht nur direkt mit der Hand, sondern auch mit einem Stift betätigen, erfordern aber einen stärkeren Druck als die Kapazitätsmethode.

Eines der Haupteinsatzgebiete sind Navigationssysteme im Auto.

Berührungssensoren vom Typ Film

In diesem Abschnitt werden Berührungssensoren in Folienform vorgestellt.

Während die meisten Berührungssensoren im Allgemeinen transparente Elektroden auf einem Glassubstrat verwenden, gibt es auch Berührungssensoren, die transparente Foliensubstrate verwenden.

Folientypische Berührungssensoren sind dünner und leichter als die üblicherweise verwendeten Glassensoren. Außerdem besteht keine Gefahr, dass sie beim Herunterfallen zerbrechen. Sie haben auch die für Glassensoren charakteristische Transparenz und sind preislich vergleichbar.

Das Basismaterial der Folie ist extrem weich, so dass Berührungssensoren nicht nur mit flachen, sondern auch mit gekrümmten Oberflächen hergestellt werden können, was bei Glassensoren nicht möglich ist. Auf dem Markt sind Foliensensoren in verschiedenen Größen erhältlich, von der so genannten Smartphone-Größe bis hin zu großen Formaten für zentrale Informationsanzeigen in Fahrzeugen.

Was ist ein Taktile Schalter?

Taktile Schalter sind Momentanschalter, die durch ein Klicken aktiviert werden, wenn eine Person den Schalter drückt.

Taktil bedeutet hier “tastbar” oder “fühlbar” und wird auch als Taktschalter bezeichnet. Taktile Schalter werden im Allgemeinen auf Leiterplatten verwendet.

Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie bei Betätigung des Schalters eine Rückmeldung über das Gefühl der Betätigung geben. Daher werden sie häufig in allen elektronischen Geräten verwendet, die von Menschen bedient werden. Die Installationsmethoden werden grob danach unterschieden, ob der Schalter in ein Loch in der Leiterplatte eingesetzt oder auf der Oberfläche der Leiterplatte montiert wird, und weiter danach, ob eine wirksame Dichtung zum Schutz vor Staub usw. vorhanden ist.

Verwendungszwecke von Taktilen Schaltern

Taktile Schalter werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, z. B. in Kommunikationsgeräten, Büroautomatisierungsgeräten, Laborgeräten, medizinischen Geräten, Fernsteuerungsaktoren für Haushaltsgeräte und anderen Geräten, die eine menschliche Bedienung erfordern. In der Entwurfsphase der Platine, auf der ein taktiler Schalter verwendet werden soll, muss festgelegt werden, ob er in ein Loch eingelassen oder auf der Oberfläche montiert werden soll.

Wenn taktile Schalter in Präzisionsgeräten oder in Maschinen mit hohen Verlusten im Falle eines Ausfalls eingesetzt werden sollen, ist es besser, einen Kachelschalter mit einer versiegelten Struktur zu wählen, der wasser- und staubdicht ist und eine hohe Zuverlässigkeit aufweist. Die Länge des Hubs bei der Betätigung kann für verschiedene Produkte unterschiedlich gewählt werden, so dass das Produkt schnell und kontinuierlich berührt werden kann, oder so, dass es nur bei starkem Druck betätigt werden kann.

Prinzip der taktilen Schalter

Taktile Schalter verfügen über einen Mechanismus, bei dem, wenn die innere Platte, die so genannte Druckplatte, von Hand gedrückt wird, die im Inneren des Schalters ausgebildeten elektrischen Schaltkontakte miteinander in Kontakt kommen, wodurch ein elektrischer Strom fließt und der Schalter betätigt wird. Taktile Schalter bestehen aus einem Gehäuse, einer Druckplatte, einer Folie, einer Metallkuppel, drei Kontakten und einem Befestigungssockel.

Die Metallkuppel ist ein Leiter in Form einer Kuppel. Zwei Kontakte sind am Rand der Kuppel und ein weiterer Kontakt in der Mitte der Kuppel auf dem Montagesockel angebracht. Wenn die Druckplatte des taktilen Schalters mit der Hand gedrückt wird, wird die Mitte der Metallkuppel eingedrückt und die Kontakte in der Mitte der Kuppel nehmen Kontakt mit der Metallkuppel auf. Die Kontaktpunkte und die Metallkuppel berühren einander, so dass Strom durch die drei Kontaktpunkte fließt und der Schalter eingeschaltet wird.

Lässt die Hand dagegen die Druckplatte des taktilen Schalters los, trennen sich die Metallkuppel und der Kontakt in der Mitte der Metallkuppel und der Schalter wird ausgeschaltet.

Weitere Informationen zu taktilen Schaltern

1. Reparatur von taktilen Schaltern

Taktile Schalter sind im Allgemeinen ausreichend langlebig, aber je nachdem, wo und wie oft sie benutzt werden, können sie ausfallen. Sie sind zu reparieren, aber in manchen Fällen ist es nicht möglich, eine Reparatur zu beantragen, z. B. weil das Produkt alt ist oder der Hersteller nicht mehr existiert. Wenn jedoch eine Lötung möglich ist, kann ein Austausch gegen ein neues Produkt durch den Benutzer vorgenommen werden.

Prüfen Sie die Teilenummer des defekten taktilen Schalters und untersuchen Sie, ob ein identischer taktiler Schalter verfügbar ist. Sollte dies nicht der Fall sein, ist es nicht allzu schwierig, anhand der äußeren Abmessungen einen ähnlichen taktilen Schalter zu finden. Denn die Normen für taktile Schalter sind bis zu einem gewissen Grad genormt.

2. Achsenfarbe bei mechanischen tastaturen

Es gibt verschiedene Arten von mechanischen Tastaturen für PCs, z. B. mit roter, brauner und blauer Achse. Diese leiten sich aus der Tatsache ab, dass die Tastenschalter der deutschen Hersteller, die die führenden Hersteller von Tastenschaltern für Tastaturen sind, für jeden Typ unterschiedliche Achsenfarben haben. Da die Achsenfarbe für jeden Typ von Schlüsselschaltern unterschiedlich ist, ist es möglich, den Typ des Schlüsselschalters anhand der Achsenfarbe zu identifizieren.

Tastenschalter mit braunen Achsen werden als taktile Typen bezeichnet. Taktile Schalter werden jedoch nicht wirklich verwendet, sondern vom Hersteller aufgrund der Struktur des Schalters (und damit der Haptik der Tasten) einfach als solche bezeichnet.

Es gibt sechs Hauptfarben für den Tastaturschaft: rot, rosa, silber, schwarz, braun und blau. Jede Tastatur hat eine andere Haptik, die sich jedoch aus der Struktur des Tastenschalters ergibt, der an sich identisch ist.

3. Taktile Schalter und Haptik

Neben den taktilen Schaltern wurde in letzter Zeit vor allem von den Elektronikherstellern die Haptik entwickelt, eine haptische Technologie, bei der durch die Anwendung von Vibrationen bei der Bedienung eines Smartphones das Gefühl eines Objekts erzeugt wird, als ob es eine Bedientaste gäbe, die in Wirklichkeit nicht existiert.

Der technologische Fortschritt ist sehr schnell, mit der Anwendung fortschrittlicher interaktiver Kommunikationstechnologien wie VR und AR, die haptische Technologien beinhalten, die den Eindruck erwecken, dass man Objekte in einem virtuellen Raum berührt. Es wird erwartet, dass die aus taktilen Schaltern entwickelte haptische Technologie in naher Zukunft eine aktive Rolle in Bereichen wie der Telemedizin und der Roboterbedienung spielen wird.