Smart Plastics Kapazitive Sensorik in der Kunststofftechnik 1 2 3 www.iwk.hsr.ch Sensor und Beleuchtung in einem In Zusammenarbeit mit dem Institut für Kommunikationssysteme (ICOM) wurde ein Demonstratorbauteil entwickelt, bei dem die Beleuchtung direkt als Sensor verwendet werden kann. Möglich macht dies die Kombination einer Elekroluminiszenzfolie mit der kapazitiven Technik. Dadurch kann das leuchtende Bauteil sowohl zwischen Näherungs- und TouchBerührungen unterscheiden. Gezeigt wird dies am Demonstrator dadurch, dass bei der Näherung die Beleuchtung aktiviert wird und bei Berührung die Anzahl der beleuchteten LED variiert werden kann, bzw. durch kurzes Berühren alle LEDs einund ausgeschalten werden. Taktiles Feedback bei Kapazitiver Sensorik Häufig ist die fehlende mechanische Rückmeldung Begründung dafür, dass die kapazitive Technologie nicht angewendet werden kann. In Zusammenarbeit mit dem ICOM wurde ein Prototyp realisiert, bei dem das taktile Feedback durch Piezomembranen erzielt wurde. Grundlage ist ein beleuchtetes Bauteil mit Näherungs- und Touch – Funktion, wobei bei Näherung die Beleuchtung aktiviert wird und bei Berührung die Piezomembrane die Vibrationen auslöst und damit eine mechanische Rückmeldung ermöglicht. Basierend auf dem Prototypen wurden Erfahrungen mit den verschiedenen Technologien gesammelt, welche als Grund- lage für weitere Demonstratoren dienen werden. Kapazitive Wassersteuerung Das kapazitive Messen und Auswerten des Abstandes zwischen einer Hand und der Blende wird am Beispiel eines Wasserrades gezeigt. Dabei wird mit unterschiedlicher Distanz der Hand zum Sensor, welcher sich hinter der Kunststoffabdeckung befindet, die Stärke des Wasserstrahls eingestellt, wodurch das Wasserrad schneller oder langsamer dreht. Dafür ist ein spezieller kapazitiver Sensor notwendig, welcher vom vom Institut für Mikroelektronik und Embedded Systems (IMES) entwickelt wurde, der eine lineare Kennlinie für die Distanzmessung aufweist. Damit können Funktionen nicht nur an- und ausgeschaltet werden, sondern es ist auch möglich die Intensität einzustellen. Abb. 1: Leuchtende EL-Folie und Sensor in einem Abb. 2: Prototyp mit integrierter Piezomembrane für das taktile Feedback Abb. 3: Wasserrad mit kapazitiver Distanzmessung Kontakt Daniel Marty, BSc FHO in Maschinentechnik Wissenschaftlicher Mitarbeiter T +41 (0)55 222 47 54 [email protected]