So lassen sich individuelle Elektronik-Gehäuse mit nur einem Partner umsetzen

Bild 1: Applikationsbeispiel Gebäudeautomation: Touchdisplay und Single-Board-Computer befinden sich im individuell zugeschnittenen Wandgehäuse. zhu_difeng@shutterstock / Phoenix Contact

Beginnen wir unsere Geräte-Betrachtung mit einem Blick ins Wohnzimmer: Wieso wurden im Heimkino-Bereich die Fernbedienungen mit ihren physischen Tasten noch nicht von hochauflösenden Touch­displays abgelöst? Auch ohne direkt auf seine Fernbedienung zu schauen, findet der TV-Nutzer meist intuitiv die richtige Taste. Touchdisplays hingegen ermöglichen noch kein ähnlich gutes haptisches Feedback wie Tastaturen. Wie im heimischen Wohnzimmer sind auch im hochautoma­tisierten Produktionsprozess bedienerfreundliche und ergonomische Schnittstellen zwischen Mensch und Maschine erforderlich. Für den Bediener einer Maschine sind physische Tasten in vielen Fällen die bessere Wahl.

Bild 2: Applikationsbeispiel Logistik: Ein ergonomisches Handheld-Gehäuse mit gut lesbarem Display und einer zuverlässigen Bedienung unterstützt den Lageristen bei der Arbeit. Phoenix Contact

So benötigt der Bediener häufig einen möglichst umfassenden Blick auf seine Maschine oder Anlage. Oft spielt die Frage nach der Visualisierung von Prozessen und Kennwerten eine wichtige Rolle. Die schnelle Bedienung über hochauflösende Touch­displays erweist sich als besonders vorteilhaft. Dabei ist nicht nur der schnelle Wechsel zwischen unterschiedlichen Ansichten einfacher, auch komplexe Menüsteuerungen lassen sich auf diese Weise erheblich besser bedienen.

Die Aufgaben der komplexen Steuerungen von Maschinen und Anlagen übernehmen häufig sogenannte Single Board Computer (SBC) in den Elektronik-Gehäusen. Vor dem Hintergrund der zunehmenden Miniaturisierung werden auch diese Gehäuse immer kleiner. Die Einsatzbereiche der Anzeigen-Elemente und Bedieneinheiten, egal ob stationär oder mobil, sind nahezu unbegrenzt. Modulare Gehäusekonzepte mit umfassendem Zubehör erleichtern es dem Geräteentwickler, sich an aktuellen Trends auszurichten. So bietet Phoenix Contact eine Vielzahl an modularen Gehäuse­systemen für eine große Palette an Applikationen: tragbar für den mobilen Einsatz sowie für die Nutzung auf dem Tisch, an der Wand oder auf der Tragschiene (Bild 2).

Mobile und stationäre Gerätekonzepte

Embedded Systems und Single Board Computer erfreuen sich nicht nur in der Start-Up-Szene seit Jahren zunehmender Beliebtheit. Auch in zahlreichen Branchen – von der industriellen Produktion über die Gebäudeautomation bis hin zur Prozesstechnik – kommen sie immer häufiger zum Einsatz. Signale und Daten erfassen und verarbeiten sowie Prozesse steuern sind dabei die Hauptaufgaben der SBCs. Bei generellen Überlegungen zur gewinnbringenden Nutzung rückt auch regelmäßig die Frage nach einem geeigneten Display in den Focus.

Soll ein Display in ein Gehäuse integriert werden, sind oftmals komplexe Baugruppen erforderlich. In diesem Applikationsumfeld verfügt Phoenix Contact über eine langjährige Expertise in der Entwicklung und Produktion von Elektronik-Gehäusen. So lassen sich etwa bei der Gehäuseserie UCS an beliebiger Stelle passgenaue Ausbrüche für Touchdisplays einbringen. Für das „offizielle“ 7-Zoll-Touchdisplay der Raspberry Pi Foundation hält das Unternehmen industrie­taug­liche Klebestreifen bereit, die die flächen­bündige Integration in eine Halbschale des UCS-Gehäuses ermöglichen. Durch umfangreiches Zubehör, wie etwa Wand- oder Tischadapter, lassen sich dann weitere Applikationen umsetzen.

Ergonomische Handhelds

Bild 3: Handheld Case System HCS: Gehäuse, Display, Folientastatur und Montagematerial aus einer Hand. Phoenix Contact

Die Arbeit mit handgeführten Geräten zur Daten­erfassung, etwa im Logistikumfeld, ist vergleichbar mit der Arbeit mit Werkzeugen. In diesem Zusammenhang spielt die ergonomische Gestaltung des Gehäuses eine zentrale Rolle, Aspekte wie die Verteilung des Gewichts oder die Gestaltung der Griffzonen müssen dabei besonders berücksichtigt werden. Die Gehäuse aus der Serie HCS unterstützen durch ihre zwei unterschiedlichen Formfaktoren in T-Form und Rechteckform. Acht unter­schiedlich abgestufte Größen bieten dem Elektronikhersteller immer eine passende Variante für sein jeweiliges Gerät. Dabei gibt es eine Auswahl an Gehäusen, die bereits für den Einsatz von Displays und Folientastaturen vorbereitet sind. Das passende Montagematerial sowie geeignete Anzeige- und Bedieneinheiten sind ebenfalls Teil des Gehäuse-Programms (Bild 3).

Zuverlässige Folientastaturen

Bild 4: Der Folienverbund einer Folientastatur setzt sich zusammen aus Front-, Halte-, Distanz- und Schaltfolie - sowie der Leiterbahn-Anschlussfahne. Phoenix Contact

„Intelligente“ Geräte benötigen zuverlässige Eingabesysteme. In vielen Bereichen industrieller Produktion, aber auch im Maschinenbau und in der Logistik kommen vielfach Folientastaturen zum Einsatz. Eine Folientastatur besteht immer als ein Verbund aus mehreren Schichten mit weitgehenden Möglichkeiten der Individualisierung (Bild 4).

Die obererste Schicht bildet die Frontfolie. Durch gängige Drucktechniken, etwa Digital- oder Siebdruck, lässt sie sich weitestgehend nach Kundenwünschen gestalten. Diese auch als Dekorfolie bezeichnete Oberfläche besteht meist aus Polyester oder Polycarbonat.

Bei einer Ausführung mit Metallschnappscheiben fungiert die Distanzfolie als Fixierfolie. Zudem kann durch die Gestaltung der Distanzfolie eine flächenbündige Integration in ein Elektronik­gehäuse erreicht werden. Die Anschlussfahne wird dann direkt mit einem Foliensteckverbinder verbunden.

Auf der anderen Seite kann die Anschlussfahne aber auch mit Crimp-Kontakten versehen und anschließend mit üblichen Stiftleisten verbunden werden. Je nach Leiterplatte und Rastermaß des Kunden haben beide Varianten ihre ganz spezi­fischen Vorteile. Je kleiner das Rastermaß, desto eher wird ein Foliensteckverbinder eingesetzt. Dabei werden die Kabelenden gegen Korrosion mit Grafit bedruckt.

Durch Schnappscheiben zwischen Distanz- und Schaltfolie wird die Haptik erheblich verbessert und somit eine höhere Betätigungskraft erzielt. Folientastaturen ohne Metallschnappscheiben können auch eine taktile Rückmeldung geben, wenn sie geprägt werden. Die Prägung erfolgt dann vornehmlich in der Frontfolie, dabei sind auch Dom- oder Randprägung mit ergonomischen Tasten­formen gängig. Der optimale Druckpunkt ist durch die Prägung leicht zu finden.

Web-Services und Online-Customizing

Individuelle Handheld-Lösung

In drei Schritten zur individuellen Handheld-Lösung. Phoenix Contact

Drei Schritte zur individuellen Handheld-Lösung – Vom Online-Selektor zum Keypad-Konfigurator

• Gewünschte Gehäuseform- und -größe auswählen
• Display, Folientastatur, Schnittstellen und Stromversorgung auswählen
• individuelle Folioentastatur nach Farben, Tastenformen und Zeichen beliebig zusammenstellen

Sowohl die Handheld-Gehäuse der Serie HCS als auch die universellen Embedded-Gehäuse der Serie UCS, die auch als Tischgerät oder auf der Tragschiene genutzt werden, lassen sich bequem mit einem Online-Selektor zusammenstellen, der über die Internet-Präsenz erreichbar ist (siehe Link unten). Durch Auswahl der technischen Parameter wird das gewünschte Gehäuse aus dem umfassenden Programm definiert. Dank unkomplizierter Filtermenüs, Produkt­abbildungen in 2D und 3D sowie einer intuitiven Bedienoberfläche konfigurieren Nutzer mit wenigen Eingaben ihre individuelle Produktvariante auf Basis einer Vielzahl von Standardprodukten. Darüber hinaus lassen sich die Gehäuse mit Zubehör, Displays und Folientastaturen auch vollständig webbasiert definieren.

Beim neuen Konfigurator für Folientastaturen handelt es sich um eine Weiterent­wicklung des Selektors (Siehe Kastentext sowie Link unten). Im Anschluss an die Online-Konfigurationen lassen sich durch den Digital­druck Mustermengen ab einer Stückzahl Eins umsetzen. Bei höheren Stückzahlen ist der Siebdruck wirtschaftlicher.

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