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.