EMV-Prüfaufbau für leitungsgebundene Störfestigkeit für Touchpanels
EMV-Prüfaufbau für leitungsgebundene Störfestigkeit für Touchpanels (Bild: SCHURTER)

Andere elektrische Geräte in unmittelbarer Nähe eines Touchpanels dürfen den Betrieb dieses Gerätes nicht beeinflussen. Das Touchpanel muss also eine hohe Störfestigkeit aufweisen. Umgekehrt darf das Panel aber auch andere Produkte nicht stören, seine eigene Emission muss also gering sein. Die EMV-Anforderungsklassen sind je nach Anwendungsbereich der Applikation unterschiedlich. Beispielsweise erfordern Medizingeräte aus Sicherheitsgründen eine höhere Störfestigkeit.

EMV-Spezialist

SCHURTER verfügt über jahrzehntelange Erfahrungen im Bereich EMV. Das zeigt sich darin, dass die EMV-Eigenschaften sowohl der Touchscreens als auch des Endproduktes bereits im Designstadium berücksichtigt werden. Um ein gut durchdachtes Design auf dem Gebiet der EMV zu erreichen, sind SCHURTER Ingenieure oft schon in der Anlaufphase in das Projekt eingebunden. Vorzugsweise wird ein gemeinsames Entwicklungsteam zusammengestellt.

Dies hat den Vorteil, dass alle spezifischen Wünsche bereits in einem frühen Stadium erfasst und in den Entwurf mit einbezogen werden.

Cleveres Design

Störaussendung (Emission) und Störfestigkeit (Immission) werden nicht nur durch die elektronischen Schaltungen und deren Komponenten bestimmt, sondern auch durch den mechanischen Aufbau, die Positionierung der Elektronik-Baugruppen, die Wahl der Materialien und die Kabelführung. Da SCHURTER diese Einflüsse bereits in der frühen Designphase berücksichtigt, werden EMV-Probleme vermieden. Nachträgliche, kostspielige Änderungen nach Fertigstellung des Produkts werden so vermieden.

Niedrige Emissionen

Viele elektronischen Geräte arbeiten heutzutage mit hochintegrierten, hochgetakteten Schaltungen, die häufig die Ursache von ausgesandten Störsignalen sind. Außerdem weisen diese Signale oft eine sehr hohe Flankensteilheit auf, was zu weiteren Oberwellen führt. Durch die Wahl der richtigen Komponenten und Filterelemente werden diese Emissionen an der Quelle wirksam bekämpft.

Emissionsquelle Controller

Der von SCHURTER eingesetzte Touchscreen-Controller-Chip ist bei einer unsachgemäßen Beschaltung eine potentielle Emissionsquelle. Durch den Entwurf eines optimierten, kundenspezifischen PCB-Layouts in Zusammenarbeit mit dem Kunden und dem Chiphersteller, wird die Emission so gering wie möglich gehalten. Berücksichtigt werden eine korrekte Leiterbahnführung, die Filterung der Signalleitungen, die Abgrenzung der Versorgungsleitungen und die Platzierung von Masseflächen in der Leiterplatte. Ein Multilayer-Design bietet eine zusätzliche Abschirmung gegen hochfrequente Störsignale. Da sich der kapazitive Touchscreen an der Außenseite des Endprodukts befindet, kann dieser wie eine Sendeanntenne für höhere Frequenzen wirken. Für diese Frequenzen und deren Oberwellen ist es manchmal notwendig, eine interne Abschirmung der Elektronik in Form von Metallfolie oder ein komplettes Metallgehäuse zu integrieren.

Hohe Störfestigkeit

Durchführung eines EMV-Prüfaufbaus mit leitungsgebundener Störfestigkeit für Touchpanels

Durchführung eines EMV-Prüfaufbaus mit leitungsgebundener Störfestigkeit für Touchpanels SCHURTER

Ein PCAP Touchscreen darf niemals eine Aktion auslösen wenn er nicht berührt wird (ein so genannter Ghosttouch). Ein Touchscreen kann durch hochfrequente Energie von außen gestört werden. Dies kann eine leitungsgebundene oder eingestrahlte Störenergie sein. Um die erforderliche hohe Störfestigkeit zu erreichen, werden zusätzliche Vorkehrungen getroffen. Diese können etwa aus Hardware-Lösungen wie Signal- und Netzleitungsfilterung, der Abschirmung von Leiterplatte sowie der Verdrahtung bestehen. Andererseits verfügt der Touchscreen Controller-Chip auch über eine Reihe von eingebauten Softwarefunktionen. Zu nennen wären hier etwa ein Algorithmus zur Rauschunterdrückung oder das Frequenzsprungverfahren (Frequency Hopping Methode). Unter Berücksichtigung aller Aspekte wählt SCHURTER sorgfältig die bestmögliche Lösung aus.

Leitungsgeführte Störfestigkeit

Durchführung eines EMV-Prüfaufbaus mit leitungsgebundener Störfestigkeit für Touchpanels

Durchführung eines EMV-Prüfaufbaus mit leitungsgebundener Störfestigkeit für Touchpanels SCHURTER

Die Entwickler bei SCHURTER verfügen über professionelles Prüfequipment zur Ermittlung der leitungsgeführten Störfestigkeit. Bereits bei den ersten Prototypen wird die Störfestigkeit auf dem Niveau von Pre-Compliance-Tests offizieller Prüflabors verifiziert. Werden bei einem solchen Test Störungen festgestellt, dann wird der Ingenieur „on-the-fly“ die richtigen Parameter in der Firmware des Controllers justieren und die optimale Funktionalität feinabstimmen.

Montage des Controllers

Für optimale EMV-Eigenschaften des Endproduktes, sowohl in Bezug auf die Emission als auch auf die Störfestigkeit, ist es entscheidend, dass der Touchscreen-Controller korrekt montiert ist. Insbesondere die Masseverbindungen, die Verdrahtung und die elektrische Verbindung mit weiteren Komponenten des Gerätes sind in dieser Hinsicht von wesentlicher Bedeutung. Erdungsverbindungen, ob getrennt oder nicht, sind ebenfalls wichtig, da sie die endgültige Leistung eines Touchscreens mitbestimmen. Für Kunden hält SCHURTER eine Montageanleitung für die korrekte Montage des Touchpanels mit dem entsprechenden Controller im Detail bereit.

Touchscreen-Sensor und kapazitive Tastpunkte

Eine bedeutende Komponente in der Konstruktion ist der Sensor. Der Sensor kann aus Polyester oder ITO-Glas gefertigt werden. Tastpunkte können auch direkt auf einer Leiterplatte integriert sein. Ein optimales Leiterbahnmuster des Sensors ist für eine gute Funktionalität unerlässlich. Leitfähiges ITO-Glas ermöglicht transparente Schaltbereiche zur einfachen Hinterleuchtung. Der Sensor selbst wird hinter das gewählte Coverlens-Material laminiert oder gebondet. Für jeden Sensor ist eine Anschlussfahne aus Polyester oder Kapton erforderlich. Da die Sensoren in einem Ätz- oder Siebdruckverfahren hergestellt werden, sind sie in jeder gewünschten Größe und Form erhältlich. SCHURTER fertigt das Sensordesign selbst, passend zur jeweiligen Anwendung. Zusätzlich zu den Umgebungsinterferenzen kann ein Berührungssensor auch Störsignale von dem darunter liegenden LC-Display aufnehmen. Dies kann über die Elektronik des Controllers oder über eine zusätzliche transparente Abschirmfolie zwischen Display und Sensor gelöst werden.

Weitere Informationen unter: https://www.schurter.com/de/Eingabesysteme

Unternehmen

Die SCHURTER Gruppe ist als Schweizer Familienunternehmen weltweit erfolgreich tätig. Mit unseren Komponenten für sichere Stromzuführung, Eingabesystemen für einfache Bedienung und anspruchsvollen Gesamtlösungen überzeugen wir unsere Kunden durch Agilität und exzellente Produkt- und Servicequalität.