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ACTRON AG

MES Electronic Connect GmbH & Co. KG

Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

Kapazitive Schalter

Kapazitive Schalter und Taster sind in zwei Grundvarianten verfügbar: mit mechanischem Taster (Bild 2) und mit einem Annährungs- und Berührungssensor. Tasterbetriebene Schalter sind relativ komplex aufgebaut, unterliegen einer mechanischen Bewegung und müssen dementsprechend robust ausgeführt werden. Trotzdem setzt man sie häufig in PC-Tastaturen ein.

Die obere Abdeckung besteht aus einer Kunststoffmembran, auf die eine leitfähige Schicht aufgedruckt ist, die die oberen Elektroden bildet. Der untere Träger ist als Leiterplatte ausgeführt. Die Leiterbahnen bilden die unteren Elektroden des kapazitiven Sensors.

Touchsensoren oder Näherungsschalter arbeiten berührungsfrei und unterliegen somit keiner mechanischen Abnutzung. Ein sich annähernder leitender oder nichtleitender Gegenstand beeinflusst die Kapazität der Elektrode. Die Abtastelektrode lässt sich hinter jeder isolierenden Schicht (meist Glas oder Kunststoff) anbringen. Ein gegen Umwelteinflüsse geschütztes Tastenfeld ist so einfach zu realisieren. Eine weitere Verbreitung dieser Technologie scheint jedoch aufgrund einiger technischer Probleme nicht zu erfolgen.

Die gemessenen Kapazitäts- oder Ladungsveränderungen werden von einem Mikrocontroller ausgewertet - das System ist somit zu kalibrieren. Mit der Zeit treten Kapazitätsänderungen aufgrund äußerer Einflüsse auf. Elektrostatische Entladung und elektromagnetische Interferenzen können Schaltfehler verursachen und Temperaturschwankungen beeinflussen die Kalibrierung. Feuchtigkeit oder Verschmutzungen auf der Oberfläche des Tastenfeldes beeinträchtigen einen genauen, zuverlässigen Dauerbetrieb. Zudem ist es sehr schwer, Tastenfelder mit Tasten unterschiedlicher Formen und Größen zu entwickeln.

Diese Fehlereinflüsse und Designs lassen sich nur durch aufwändige mechanische und elektronische Kompensationstechniken vermeiden bzw. erzielen und treiben die Kosten in die Höhe. Dadurch sind kapazitive Schalter für viele Applikationen im Konsumerbereich unattraktiv.

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