Im Interview mit der Design&Elektronik

Veröffentlichung
Erschienen in der Design&Elektronik 01/2022
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Trends bei Schaltern, Tastern & Co.

Bedienelemente auf dem Weg zu Industrie 4.0

»Touchscreen plus E-Mech: Die Kombi macht‘s«
Heutige HMIs kombinieren meist Touchpanels und elektromechanische Bedienelemente. Aber auch flach gebaute Folientastaturen mit umfangreicher Ausstattung sind nach wie vor beliebt, besonders in der Medizintechnik. Markus Zemke, Vertriebsleiter bei N&H Technology, nimmt dazu Stellung.

Design&Elektronik
Mit welchen Innovationen und Alleinstellungsmerkmalen wollen Sie im Bereich Schalter und Taster gegenüber Ihren Mitbewerbern im Markt bestehen?

Wir legen besonderen Fokus auf ein umfassendes Dienstleistungsprofil, mit dem alle Prozesse der Produktentwicklung und Produktfertigung abgedeckt werden können. Dies umfasst unter anderem die Unterstützung bei der Entwicklung und Konstruktion, die Optimierung technischer Spezifikationen zur Produktsicherheit und die Ausarbeitung von Optionen zur Kostenreduzierung. Zusätzlich zur Fertigung elektromechanischer Komponenten und Komplettlösungen bieten wir auch Outsourcing-Optionen für den Einkauf an. Speziell unseren mittelständischen Kunden eröffnen wir die Möglichkeit, bestehende Lieferketten zu vereinfachen und Einkaufsstrukturen zu verschlanken. Für Artikel mit regelmäßigem, planbarem Bedarf bieten wir unseren Kunden die Einrichtung eines Pufferlagers bei uns vor Ort in Deutschland. Gerade in der aktuellen Lieferkettensituation ist dies für unsere Kunden immer wichtiger, weil sie unter anderem von Kostenvorteilen aufgrund höherer Produktionsvolumina und geringerer Transportkosten sowie von flexiblen Abrufmöglichkeiten mit geringem Versorgungsrisiko profitieren.

Wie intelligent oder „smart“ müssen elektromechanische Bedienelemente sein, um HMIs von morgen gerecht zu werden?

Im Status quo sind innovative Bedienelemente meist eine Kombination der bewährten elektromechanischen Bedieneinheiten und modernen Touchpanels. Die Bedienelemente sollten dabei vor allem zuverlässig und langlebig sein. Zudem müssen sie sich dem Anwendungsbereich anpassen. Folientastaturen beispielsweise sind nach wie vor in der Medizintechnik sehr beliebt. Beim Einsatz mehrerer elektrischer Quellen an einem Ort, etwa im OP, kann es bei unzureichender Abschirmung gegen elektrische oder elektromagnetische Effekte zu Fehlfunktionen und Störungen der einzelnen Geräte kommen, sodass eine zusätzliche EMV-Abschirmung der Tastatur notwendig ist.

Eine wichtige Rolle spielen auch die zunehmenden Anforderungen an Miniaturisierung und Designorientierung. Taster mit geringen Einbautiefen sowie Folientastaturen mit umfangreicher Ausstattung bei zugleich flachem Aufbau spiegeln den Trend wider. Die Endgeräte sollen flacher, dünner und leichter werden, jedoch stößt auch die Miniaturisierung im Eingabebereich an ihre Grenzen, schließlich müssen die Geräte noch von Menschen bedienbar sein. Touchscreens und Sprachsteuerung, gepaart mit der weiteren Entwicklung in der künstlichen Intelligenz (KI), werden zunehmend präsenter, gerade weil sie bereits ein wichtiger Bestandteil unseres Alltags sind.

Inwieweit lassen sich die Funktionsparameter elektromechanischer Bedienelemente programmieren beziehungsweise konfigurieren? Inwieweit ist dabei Kontextsensitivität möglich?

Eine kontextsensitive Menüführung ermöglicht Anwendern eine noch tiefgreifendere Interaktion mit dem System. Klassische elektromechanische Bedienelemente sind in diesem Zusammenhang die Basis, die mit einer durchdachten Softwarelösung noch fokussierter genutzt werden kann. Im besten Fall lässt sich durch das Zusammenspiel die Anzahl benötigter Bedienelemente minimieren und zugleich die Bedienung intuitiver gestalten. Weil aber die Gestaltungsmöglichkeiten direkt von den festgelegten Bedienelementen abhängen, ist es umso wichtiger, schon frühzeitig Expertenwissen in der Entwicklung einzuholen, um Soft- und Hardware optimal aufeinander abzustimmen.

In welchen Touchscreen-HMI-Anwendungen sind elektromechanische Bedienelemente sinnvoll, und in welchen Ausführungen und Funktionsweisen lassen sie sich dort integrieren?

In Industrie und Medizin sind elektromechanische Bedienelemente weiterhin sehr beliebt und sinnvoll. Vor allem in Geräten mit einer geringen Anzahl von Funktionen, die zugleich eine gute Sichtbarkeit erfordern und in einer konstanten Benutzerinteraktion sind, bleiben bewährte Eingabekomponenten, wie Folientastaturen, Silikonschaltmatten und Drucktaster, die bevorzugte Wahl – auch in Hinblick auf die Kosten. Denn der finanzielle Aufwand für die Programmierung einer grafischen HMI-Oberfläche ist ein nicht unerheblicher Faktor. Es gilt: Oft ist nicht alles, was technisch möglich ist, auch wirtschaftlich.

In Kombination mit Touchdisplays fördern Drucktaster, Folientastaturen oder Silikonschaltmatten als zusätzliches Eingabeelement eine benutzerfreundliche Menüführung. Wiederkehrende Eingabebefehle oder voreingestellte Parameter sind dank mechanischer Tasten schnell, einfach und übersichtlich abrufbar. Durch das haptische Feedback der mechanischen Befehlsgeber lassen sich benutzerbedingte Eingabefehler vermeiden, was die Sicherheit der Bedienung erhöht.

Welche neuen Normen, Vorschriften und Regelwerke im Kontext Schalter und Taster sind von Elektronikentwicklern zu beachten?

Schalter und Taster werden anwendungs- und branchenübergreifend eingesetzt. Hier legen die Einsatzbedingungen die einzuhaltenden Standards fest. Themen, die allerdings häufig in allen Bereichen zur Sprache kommen, sind IP-Schutzklassifizierungen, Flammbarkeitsanforderungen und natürlich Form- und Fertigungstoleranzen im jeweiligen Werkstoffbereich. Hierzu gibt es internationale Standards, die den meisten Entwicklern bekannt sind. Darüber hinaus sind beispielsweise die Lebensdauer und die Abriebbeständigkeit wichtige Charakteristika, die bei N&H Technology durch Werksstandards anwendungsspezifisch abgesichert sind und evaluiert werden können.

Was raten Sie bei der Auswahl von Schaltern und Tastern grundsätzlich zu beachten?

So groß wie die Auswahl unterschiedlicher Lösungen, so komplex sind oft die Anforderungen der Kunden an die Produkte. Der einmal definierte Taster gibt meist direkte Designanforderungen an viele andere Entwicklungsschritte weiter. Beispiele dafür sind das Layout der Platine, die Konstruktion des Gehäuses oder zusätzlich benötigte Dichtungen. Gleichzeitig ist die Bedienung ein wichtiges Merkmal für das Endprodukt und hat erheblichen Einfluss auf die Nutzererfahrung. Kundenspezifische Lösungen bedingen zusätzlich eine gewisse Vorlaufzeit für die Projektierung und Erstellung der Werkzeuge. Daher empfehlen wir, das Thema Bedienung schon früh in die Entwicklung mit einzubeziehen.