Folientastaturen, Eingabesysteme

Die Technologie der Folientastatur ist einfach, zuverlässig, wirtschaftlich, variabel und vor allem attraktiv hinsichtlich der grafischen und funktionellen Gestaltungsmöglichkeiten. Die Tastaturfolie besteht mindestens aus zwei Farbschichten, eine Farbe für die Detailbeschriftung und die zweite Farbe für den Hintergrund. Um eine bessere Bedienorientierung und -führung zu erreichen, werden bis zu 5 Farbschichten je Tastaturfolie verwendet. Volltonfarben sind vorherrschend, aber auch Halbtonfarben werden gerne verwendet, um mit dem Rasterdruck Farbverläufe darstellen zu können.

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In dieser Folientastatur sind nur LED‘s integriert, keine Schaltfunktionen. Das Druckmotiv ist mit dem Inkjet-Druck gedruckt. Die fehlende Farbbrillanz im Vergleich zu Siebdruckfarben ist gut erkennbar.

Der klassische Aufbau einer Folientastatur, gedruckte Leiterbahnen, Spacer, Dome, Dekorfolie mit geprägten Tasten, Anschlussfahne.

Blick auf die Rückseite einer Folientastatur

Detailsicht auf einen Folienträger mit gedruckten Leiterbahnen und montierten SMD-LED’s.

Beschreibung

Denkbare Schaltungsoptionen

Die gedruckte Schaltungsanordnung besteht aus zwei Schichten, einem oberen Schaltkreis und einen unteren Schaltkreis, die durch eine Folie (Spacer) voneinander getrennt sind. Die gedrückte Taste stellt zum unteren Schaltkreis einen Kontakt her. Beide Schaltkreise sind über ihre Entkontakte an der Anschlussfahne miteinander verbunden.

Im Gegensatz zu gedruckten Leiterplatten werden die Leiterbahnen mit leitfähiger Paste auf eine Polyesterfolie gedruckt. Dies ermöglicht viele Optionen, aber auch Einschränkungen bezüglich des Abstandes von Tasten und Schaltungslayouts, z.B. haben die 7 Tasten eine einzige gemeinsame Leiterbahn auf einer Schicht und 7 weitere Leiterbahnen für jede einzelne Taste auf einer anderen Schicht. Insgesamt führen somit 8 Leiterbahnen aus der Folientastatur heraus.

Wo mehr Tasten benötigt werden, zum Beispiel bei einer 12 Tasten-Folie, wird eine XY-Matrix-Konfiguration bevorzugt verwendet. Mit andern Worten, eine Schicht hat 3 Leiterbahnen für die Spalten, die andere Schicht hat 4 Leiterbahnen für die Zeilen, was zu einer 3x4-Matrix und zu einer 7-Leiterbahnen Anschlussfahne führt. In dieser Situation interpretiert der Mikroprozessor welche Taste gedrückt wurde und verarbeitet die resultierende Antwort.

Anschlussfahne und Verbindungen

Über die Anschlussfahne ist die Folientastatur über das Interface mit dem Prozessor verbunden. Die Länge der Anschlussfahne ist frei wählbar und liegt zwischen 50mm bis 200mm. Es gibt verschiedene Anschlussmöglichkeiten. Am beliebtesten sind Steckverbinder mit 2,54mm Raster, die sich zum Anschluss an eine Standard-Kopfleiste auf einer Leiterplatte eignen.

Taktilität bei Folientastaturen

Der Standard-Aufbau der Folientastatur bietet keine taktile Rückkopplung, sondern eine Audio- oder visuelle Anzeige, die den meisten Benutzern genügt. Wo eine physische Rückkopplung erforderlich ist, sind taktile Tasten eine zusätzliche Möglichkeit dem Benutzer über die Fingerspitzen die Rückmeldung zu geben, dass der Tastendruck erfolgreich war. Realisiert wird dies durch Metallschnappscheiben (Knackfrösche, Metalldome), die innerhalb der Folientastatur eingebaut sind, und beim Durchdrücken einen akustischen und gefühlten Klick abgeben.

Haptik durch gewölbte Tastenfelder

Die Tasten sind nicht nur visuell sondern auch haptisch mit den Fingerspitzen erfüllbar gestaltbar, indem die Tastenfelder einem Dome durch Prägung oder durch eine Gießharzbeschichtung erhalten.

EMI / RFI Abschirmung

Eine zusätzliche Schicht, entweder fest oder in einem Gittermuster, kann zwischen der grafischen und der oberen Schaltung eingebaut werden. Diese Schicht erleichtert die Aufhebung oder Ableitung des elektrostatischen Ladungsaufbaus auf dem Finger einer Person. Eine elektrostatische Entladung kann sensitive elektronische Komponenten stören oder beschädigen. Eine RFI-Abschirmung, die auf nicht leitenden Verbundmaterialien verwendet wird, schützt sensitive elektronische Geräte vor elektromagnetischen Hochfrequenzstörungen.

Integrierte SMD-LEDs

Aufgeklebte LEDs können im Inneren der Folientastatur entweder mit eigenem Schaltkreis und Anschlusskontakt oder integriert im Tastenschaltkreis ausgeführt werden. Damit die Folientastatur nicht zu dick wird, ist die Folie über der LED geprägt, in der dann die LED liegt. Das LED Fenster in der Folie kann transparent, farbig transluzent oder mit dem Farbverschwindeeffekt fast unsichtbar ausgeführt werden.

Elektrolumineszenz-Lampen

Hintergrundbeleuchtung ist oft wünschenswert, aber in der Vergangenheit war die Technologie teuer und die Ergebnisse enttäuschend. Die Toppress Siebdruck GmbH testet derzeit neue Produkte und würde gerne ihre Anforderungen aufnehmen und ihr Interesse begrüßen.

Elektrolumineszenz-Systeme sind grundsätzlich Leuchtkondensatoren. Durch Anlegen einer Wechselspannung an die beiden Elektroden, wobei die eine lichtdurchlässig ist, werden die ZnS-Leuchtkristalle zum Leuchten angeregt. Durch den Aufbau von leitenden und isolierenden Schichten auf einem hochresistenten Kunststoffträger wird eine individuell gestaltete Leuchtfläche hergestellt. Die EL-Folie findet ihren Einsatz meist als Hintergrundbeleuchtung von Tachometern oder als vollflächige Anzeige z. B. in Fahrstühlen.

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