Elektromechanische Bedienelemente wie Taster und Schalter oder beispielsweise auch dedizierte Reglereinheiten können durch Touchpanel-PCs  softwarebasiert ersetzt werden, was die Systemintegration, die Systempflege und auch die Weiterentwicklung der Anlage erleichtert. So treten einfach handhabbare Touchscreen-Displays immer häufiger an die Stelle von Bedienkonsolen von Maschinen und Anlagen.

Aber: Zwar ist im Prinzip jede beliebige Schaltfläche auf der grafischen Benutzeroberfläche eines Touchscreen-Displays abbildbar, doch eignen sich die bisher eingesetzten 4:3-Formate aufgrund der Verteilung der Dar­stellungsfläche für einige Szenarien nur bedingt. So sind je nach Menge der zu visualisierenden Informationen und Schaltflächen Kompromisse unumgänglich – beispielsweise, indem eine Software-Tastatur überlappend auf der Anzeige eingeblendet wird. Dies unterbricht aber den ungehinderten Blick auf alle Visualisierungsdaten, der für eine optimale Handlungskontrolle zwingend erforderlich sein kann. Ergo führt am Einsatz einer zusätzlichen Hardware-Tastatur in vielen Fällen bis dato kein Weg vorbei.

Ein weiterer Grund für die Verwendung einer Hardware-Tastatur liegt darin, dass sich nicht jede der verfüg­baren Touch-Technologien dafür eignet, mehrere Tastenbefehle gleichzeitig entgegenzunehmen. Dies ist aber beispielsweise für all jene Anwendungs-Szenarien Voraussetzung, in denen zwei oder mehr Tasten gleichzeitig gedrückt werden müssen, um eine sicherheitskritische Funk­tion auszulösen. Die im industriellen Umfeld aufgrund ihrer Robustheit und Kosteneffi­zienz geschätzten resistiven Touchscreen-Displays, die auf me­chanischen Druck reagieren, unterstützten eine solche Multitouch-Bedienung ursprünglich aber gar nicht. Heute gibt es zwar multitouchfähige resistive Lösungen, deren Funktionalität etwa im Hinblick auf die Gestenerkennung ist allerdings deutlich eingeschränkt.

Für die Multitouch-Bedienung besser geeignet sind Panel-PCs auf Basis kapazitiver Touchscreen-Displays: Bei kapazitiven Touch-Oberflächen wird durch Anlegen einer Spannung an Elektroden am Displayrand ein elektrisches Feld erzeugt. Durch Berührung mit dem Finger entsteht ein Ladungstransport und die daraus resultierenden Änderungen des elektrischen Feldes werden an den Display-Ecken gemessen.

So lassen sich bereits leich­teste Berührungen erfassen, was insbesondere die Eingabe vieler schnell auf­ei­nander folgender Tastenanschläge erleichtert. Gleichzeitig unterstützen kapazitive Displays die Erkennung von Multitouch-Gesten; die Eingabe mehrerer Tastenbefehle gleichzeitig ist ebenso möglich wie das Vergrößern, Verkleinern und sogar Drehen von Darstellungen beispielsweise mit Hilfe von zwei oder mehr Fingern.

Doch auch bei den kapazitiven Touchscreen-Displays besteht das Problem der eingeschränkten Darstellungsfläche, wenn auf demselben Display zusätzlich eine Tastatur angezeigt werden soll.

Drehen ist die Lösung

An dieser Stelle setzt Kontron mit einem neuen multitouchfähigen Glas-Touchpanel-PC im 16:9-Widescreen-Format an. Da der Anzeigebereich beim 16:9-Format horizontal erweitert ist, kann das Display um 90° gedreht werden, um so die zusätzliche Displayfläche beispielsweise für die Anzeige einer Software-Tastatur zu nutzen. Dieses Konzept ist zwar für 16:9-Displays nicht grundsätzlich neu; der „Micro Client 3“ berücksichtigt jedoch speziell diese Einbauvariante zum einen durch die große Anzeige- und Bedienfläche von 15,6 Zoll und zum anderen durch die neut­ral vorbereitete Frontseite des Panels.

Um sowohl den Anforderungen nach Multitouch-Unterstützung als auch nach industrietauglicher Robustheit und Zuverlässigkeit gerecht zu werden, nutzt Kontron die verbesserte projiziert-kapazitive Touchscreen-Technologie. Dabei werden statt einem zahlreiche kleinere elektrische Felder generiert. Diese Felder werden aber nicht nur auf die Oberfläche, sondern auch leicht darüber projiziert, so dass sich Berührungskoordinaten exakter und mit höherer Empfindlichkeit detektieren lassen.

Schichtenaufbau eines projiziert kapazitiven Touchscreens: Zwei ITO-beschichtete Lagen bilden die x- beziehungsweise die y-Achse eines Sensorfeldes. Die Feldlinien der Sensorflächen werden über die Glasoberfläche projiziert, so dass der Finger nicht direkt auf der Glasfläche aufliegen muss.

© Kontron

Damit ist die Be­dienung mit dünnen Handschuhen ebenso möglich, was für kapazitive Displays im Normalfall ausgeschlossen ist. Da­rüber hinaus bieten projiziert-kapazitive Touchscreens gegenüber resistiven Displays eine höhere mechanische Widerstandsfähigkeit durch skalierbare Glasstärken bis 10 mm. Sie sind leicht zu reinigen und selbst bei besonders hohen Temperaturen einsetzbar.

Die neue Panel-PC-Generation ist mit standardbasierten Embedded-Sin­gle-Board-Computern mit Intel-Atom-Prozessoren der „Cedarview“-Generation ausgerüstet. Mit vier USB- und zwei Gigabit-Ethernet-Schnittstellen sowie einer seriellen Kommunikationsschnittstelle mit RS-232-Funktionalität erfüllen die Panel-PCs bereits in der Grundausstattung die wichtigsten industriellen Schnittstellen-Anforderungen. Da zwei der USB-Ports USB 3.0 unterstützen, ist zusätzlich der direkte Anschluss neuester Peripherie möglich. Über einen zweiten DisplayPort-Anschluss lässt sich ein zweites Display anschließen und die Darstellungsfläche damit nochmal vergrößern. Datenspeicher sind entweder in Form von CF/SDHC-Karten oder über einen mSATA-Port integrierbar. Ist Wartungsfreiheit nötig, kann ein Speicherkondensator (Goldcap) die interne Batterie ersetzen. Für anwenderspezifische Systemauslegungen steht ein Mini-PCIe-Slot bereit, über den beispielsweise industrielle Feldbusse umgesetzt werden können.

Autor: Max Scholz ist Product Manager HMI bei Kontron.