Die COVID-19-Pandemie hat einer Technologie Vorschub geleistet, die zuvor nur Eingeweihten aus Spezialapplikationen bekannt war: berührungslose Taster. Das klingt im ersten Moment verwirrend. Wir sind uns gewohnt, auf Taster zu drücken. Wir hören oder spüren zumeist ein sattes Klacken und wissen sogleich: Aha, meine Eingabe wurde erfolgreich angenommen. Taktiles Feedback nennen wir das beim Hubtaster.
Andere Tastertechnologien wie kapazitive oder piezoelektrische Systeme geben zumeist nur ein optisches Feedback. Über eine Punkt- oder eine Ringbeleuchtung. Denkbar ist natürlich auch, den Taster um ein akustisches Feedback zu erweitern. Beleuchtung und ein Signalton, das ist dann grundsolide. Die berührungslosen Taster tun es ebendiesen gleich: Feedback via Beleuchtungsänderung.
Das Problem
Hygiene, Hygiene und nochmals Hygiene: So lautete das Credo während der COVID-19-Krise. Besonders an Orten mit hoher Publikumsfrequenz können sich Krankheitserreger leicht und schnell verbreiten. Durch das Berühren von Kontaktflächen (z.B. Türgriffen) können Bakterien und Viren durch Schmiereninfektion übertragen werden. Im Gesundheitswesen, aber auch in öffentlichen Gebäuden, der Gastronomie oder in Bereichen der Lebensmittelverarbeitung, ist die Gefahr einer Verbreitung dann besonders hoch.
Wie funktioniert das?
Es gibt verschiedenste Technologien, die für berührungsloses Schalten eingesetzt werden können (siehe Vergleichstabelle unten). Weit verbreitet sind der Einsatz optischer IR-Sensoren sowie jener von Mikrowellen-Sensoren. Diese beiden Konzepte stellen auch gleich die beiden preislichen Pole dar. Sie alle im Detail zu beschreiben, würde den Rahmen sprengen. Das grundsätzliche Prinzip all dieser Systeme ähnelt jenem des Sonars. Anstelle eine akustischen wird hier ein optisches Signal ausgesandt, trifft auf ein Objekt, wird reflektiert und danach detektiert. Schauen wir uns eines dieser Systeme dennoch genauer an, das womöglich weniger bekannt ist.
Prinzipielle Darstellung der ToF-Technologie
Time of Flight
Eine andere Technologie, die sehr präzise und schnell arbeitet, nennt sich ToF. Time of Flight ist eine Technologie, welchen bereits in den 1980er Jahren auf den Markt kam. Sie basiert auf der Pulslaufzeitmessung des Lichtes. Licht wird von einem Sender emittiert und von einem oder mehreren Objekten reflektiert. Die reflektierten Lichtstrahlen werden von einem Empfänger detektiert und anschliessend die Entfernung ermittelt. Diese Technologie ermöglicht hochpräzise Einstellungen.
Zuverlässig und sicher
Fehlauslösungen können je nach Anwendung zu einem echten Problem werden. Nicht gerade beim Reinigen der Oberfläche, auch da sollte der Taster natürlich nicht auslösen, aber vielleicht in einem Spitalbereich. Im Einsatz bei automatischen Türen, wo gebrechliche oder schwerst verletzte Personen passieren. ToF ist sehr zuverlässig.
Ein weiterer Vorteil von ToF ist seine Unempfindlichkeit gegenüber Farben. Egal, ob man sich dem Sensor nun mit weissen, roten und oder schwarzen Handschuhen nähert. Das hat keinen Einfluss auf die Detektion. Das Signal wird immer gleich schnell und präzise umgesetzt. Andere optische Sensortechnologien haben hierbei oftmals Mühe zwischen hellen oder dunklen Objekten zu unterscheiden. Sie reagieren darauf mit unterschiedlichen Reaktionszeiten, was zu einem ungenauen Auslösen des Schalters führen kann.
Anwendungsgebiete
Berührungslose Taster finden überall dort Anwendung, wo erhöhte hygienische Anforderungen für das Auslösen von Türöffnungen verlangt sind. Dies sind etwa Krankenhäuser mit ihren OP-Türen, Laboren und Patientenzimmern. Aber auch bei öffentlichen WC- Anlagenangefangen von der Türöffnung bis hin zum Auslösen der WC- Spülung und Handwascharmatur kann alles kontaktlos betätigt werden. In Wohn- und Pflegeeinrichtungen, gerade auch für Personen mit Bewegungseinschränkungen, erleichtern sie so manchem das Leben. Eine interessante Anwendungsmöglich ist auch die Türöffnung für das Servicepersonal in der Gastronomie zwischen Küche und Gästezone, wo ja oftmals keine Hand frei ist. Selbiges gilt im Spital, wenn Patienten verschoben werden.
Übersicht verschiedener Annäherungstechnologien
Weitere Vorteile
Berührungslose Taster bieten aufgrund des kompletten Fehlens jeglicher beweglicher Teile eine sehr hohe Zuverlässigkeit. Sie ermöglichen durch ihre geschlossene Bauweise und dem damit einhergehenden hohen IP-Schutz einen zumeist problemlosen Einsatz im Aussenbereich. Ein cooles Feature, an welches man selten im ersten Augenblick denkt, ist die mögliche Zweckentfremdung als Lichtschranke. Dazu braucht man einzig die Erfassungsdistanz zu verändern und eröffnet sich zahllose neue Applikationen.
Mögliche Nachteile
Je nach verwendeter Technologie können diese Taster aber auch mit Problemen zu kämpfen haben – Fehlauslösungen. Ein Beispiel: Ein Insekt (Biene) fliegt direkt am Taster vorbei und löst einen Impuls aus. Noch eines: Im Outdoor-Bereich eingesetzt können Regentropfen oder Schneeflocken in den Sensorbereich geraten, was ebenfalls zu einem unerwünschten Auslösen führen kann. Neben Fehlauslösungen kommt aber ein weiterer Punkt hinzu: Sehbehinderte Menschen erkennen weder den Abstand zum Taster, noch ob dieser auch ausgelöst hat, falls kein akustisches Feedback zusätzlich zum optischen integriert wurde.
Fazit
Berührungslose Taster bilden eine neue "Spezies", welche in ihren spezifischen Anwendungsgebieten über schwer zu toppende Eigenschaften verfügen. Wir werden noch so einiges von ihnen hören.