Fingerbetätigte Joysticks für höchste Bedienpräzision

Finger Joystick

  • 1 bis 3 Achsen
  • Hall-Effekt, Potentiometer, Schalter
  • Breite Auswahl an Knäufen
  • Optional mit Taster
  • Beschreibung
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Fingerjoysticks – grosse Auswahl

Fingerjoysticks eignen sich für Anwendungen, welche höchste Präzision erfordern. Die feinen Sensorien des menschlichen Fingers im Zusammenspiel mit unseren Joysticks können Steuerungsaufgaben äusserst exakt ausführen. Sie wählen aus zwischen unzähligen Optionen an Knäufen, Kulissen und sensorischen Eigenschaften. Unsere Modelle sind zudem mit verschiedenen Tastern erhältlich. Durch individuelle technische Anpassungen sind wir in der Lage, auf Ihre Bedürfnisse einzugehen, um das ökonomisch und funktionell beste Produkt für Sie liefern zu können.

Einsatzgebiete für Joysticks – die richtige Auswahl der Bauart
Um den besten Joystick für Ihre Anwendung zu definieren, steht an erster Stelle die Wahl der Baugrösse. In den meisten Fällen lässt sich so die Vorauswahl der Produkte bereits stark eingrenzen. Die Bauarten der verschiedenen Joysticks lassen sich in folgende Kategorien einteilen: Daumen-, Finger-, Hand-, und Desktopjoysticks. Da jede dieser Baugrößen für grundlegend andere Anwendungen entwickelt wurde, fällt die Auswahl der richtigen Bauart meist leicht.

Daumenjoystick, die kleinste Bauart
Eine klassische Anwendung sind Fernsteuerungen, deren Gehäuse der Bediener festhalten muss, wodurch er für die Eingabebewegung nicht mehr die gesamte Hand frei hat. Die Steuerung erfolgt daher typischerweise durch den Daumen. Daumenjoysticks werden auch in Bedienpanels oder in grosse Handjoysticks verbaut, weil hier der Platz oft begrenzt ist und die Abmessungen der Daumenjoysticks nicht viel größer als die von Tastern und Schaltern sind.

Fingerjoysticks sind die Allrounder im Sortiment bei mittlerer Baugrösse
Sie bieten dem Anwender höchste Bedienpräzision durch die Tatsache, dass der Mensch mit den Fingern bzw. Fingerspitzen die beste Kontrolle beim Bedienen des Knaufs ausüben kann. Die Applikationsmöglichkeiten sind sehr vielfältig und daher ist auch das Sortiment an Fingerjoysticks am grössten. Für Anwendungen zur Steuerung von medizinischen Geräten, Überwachungskameras oder mobilen Arbeitsmaschinen spielt diese Bauart besonders ihre Stärken aus.

Handjoysticks, die grösste Bauart
Allgemein lässt sich sagen, dass mit der Grösse prinzipiell die mechanische Stabilität zunimmt. Aber auch die Anwendung stellt diese erhöhten Anforderungen an das Produkt. Handjoysticks finden sich deshalb im „Heavy-Duty“-Bereich zur Steuerung von Kränen, Baumaschinen und anderen grossen Fahrzeugen und Anlagen. Hier sind die Sicherheitsanforderungen besonders hoch und meist redundante Elektronik und Sensorik gefragt. Dementsprechend nehmen auch die Investitionskosten mit der Größe des Joysticks zu.

Desktop-Joysticks, eine besondere Bauart
In der Regel handelt es sich um integrierte Fingerjoysticks in Tischgehäusen, die meist noch einige Taster für Zusatzfunktionen im Gehäuse bieten. Diese Eingabegeräte decken den recht großen Bedarf für stationäre Anwendungen mit bereits fest verbauten Fingerjoysticks ab. Besonders zu nennen ist der Bereich zur Videoüberwachung. Hier sind heutzutage nur noch USB-Varianten von Bedeutung, weil die Eingabeinformationen meist sofort an einen Rechner übergeben werden.

Achsenkonfiguration, Auswahl der verfügbaren Freiheitsgrade
Jedes Joystick-Modell weist gewisse Einschränkungen bezüglich der Anzahl der verfügbaren Freiheitsgrade und deren Bewegungsfreiheit für die Bedienung auf. Die Freiheitsgrade werden bei Joysticks Achsen genannt. Die meisten Modelle bieten 2 Achsen, d.h. die Auslenkung des Knaufs kann in X und Y-Richtung (Vor-Zurück, Links-Rechts) erfolgen. Zusätzlich kann bei einigen Modellen der Knauf zusätzlich gedreht werden. Dies wird als z-Achse bezeichnet und ermöglicht in einfachen Bauarten die Eingabe von insgesamt 3 Freiheitsgraden. Die meisten Daumenjoysticks bieten maximal 2 Freiheitsgrade. Viele Fingerjoysticks sind als 3-Achs-Joysticks erhältlich. Jedoch sind bei Handjoysticks weitaus mehr Achsen implementierbar. In der Kopfplatte dieser Joysticks findet sich Platz für zusätzliche Eingabeelemente und dadurch Möglichkeiten für die Umsetzung entsprechender Freiheitsgrade.
Eine Ausnahme im Sortiment sind unsere SpaceMouse® Module: Hier lässt sich der Bedienknauf in alle drei Raumrichtungen auslenken – zusätzlich ist eine Kippung/Rotation jeder Raumrichtung möglich. Dadurch ergeben sich insgesamt 6 Freiheitsgrade, die eine direkte, intuitive Navigation und Steuerung im 3-dimensionalen Raum ermöglichen.

Achsenkonfiguration, Auswahl der Kulisse
Die Bewegungsfreiheit der Hauptachsen lässt sich bei fast allen Modellen einschränken. In manchen Anwendungsfällen soll bei Auslenkung der ersten Achse die zweite gesperrt sein („Plus“-Kulisse). In anderen Fällen soll lediglich die gleichzeitige Auslenkung nur in verringertem Maße möglich sein (Runde-Kulisse). Volle Bewegungsfreiheit bietet die quadratische Kulisse. Einige Handjoystickmodelle bieten die Möglichkeit, in der Mitte bzw. bei Auslenkung einzurasten. Hierfür siehe den Abschnitt „Rückstelleigenschaften und Haptik“.

Der Griff, Interface zum Anwender
Die Konfigurierbarkeit der Knäufe nimmt mit der Grösse des Modells zu. Daumenjoysticks bieten viele Knauf-Formen und einige wenige die Möglichkeit, mit Druck auf den Knauf zu schalten.
Bei Fingerjoysticks nimmt die Vielfalt weiter zu und es sind bereits mehrere Druckknöpfe möglich.
Handjoysticks bieten die grösste Vielfalt an Knauf-Optionen. Hier werden sogar fast alle Modelle für die Applikation kundenspezifisch angepasst. Die Konfigurierbarkeit ist meist höher als auf den Datenblättern angegeben. Kontaktieren Sie uns, um die beste Lösung für Ihre Applikation zu erhalten!

Sensortechnologie, Kontaktlos, potentiometrisch oder per Schalter
Von Bedeutung für elektrische Industrie-Joysticks sind heutzutage im Wesentlichen zwei Technologien: Hall-Sensoren und potentiometrische Sensoren.

Hall-Sensoren
Bei Hall-Sensorik handelt es sich um eine kontaktlose Technologie, bei der die sensorische Detektion der Auslenkung berührungslos erfolgt. Dies hat den Vorteil, dass praktisch keine Abnutzung und daher auch keine Änderung des Sensorverhaltens über die gesamte Laufzeit zu erwarten ist.
Wenn es keine besonderen Ausschlussgründe für diese Technologie gibt, wie z. B. starke elektromagnetische Störfelder in der Umgebung der Anwendung, dann fällt die Wahl in der Regel auf Hall-Sensoren.

Potentiometrische Sensoren
Potentiometrische Sensoren nutzen zur sensorischen Detektion Schleifer- und Widerstandselemente. Nur qualitativ hochwertige, sogenannte Präzisionspotentiometer genügen den Anforderungen an Güte und Lebensdauer. Der Vorteil dieser Technologie liegt in der Unempfindlichkeit gegenüber äußeren Störfeldern. Besonders in der Medizintechnik sind nach wie vor Joysticks mit potentiometrischen Sensoren im Einsatz. Hier sind die Anforderungen an Immunität gegenüber Röntgenstrahlung, anderen Störfeldern und elektrostatischen Entladungen sehr hoch.

Ist in Anwendungen kein kontinuierliches Ausgangssignal zwischen minimaler und maximaler Auslenkung vonnöten, bieten sich Switchsticks an. Diese sind lediglich mit Schaltern ausgestattet, die die Auslenkung des Joysticks detektieren. Dank der simplen und einfachen Bauart sind Schalter sehr unempfindlich gegen Störungen und Störeinflüsse. Jedoch ist die Anzahl der Schaltvorgänge begrenzt und äußert sich meist in einer geringeren Lebensdauer. Einen Sonderfall stellt der Einsatz von Switchsticks für die Schaltung von hohen Strömen direkt über den Joystick dar, was ansonsten mit einem externen Relais bewerkstelligt werden muss.
Allgemein zu beachten gilt, dass die eingesetzte Sensorik nichts über die Qualität und Haltbarkeit der Mechanik des Joysticks aussagt. So kann es passieren, dass bei Low-Cost-Komponenten die Mechanik lange vor der Sensorik versagt, weswegen die Sensortechnologie nicht überbewertet werden sollte. In unkomplizierten Fällen empfehlen wir kompakte Hall-Joysticks, da diese heute am einfachsten zu integrieren und für die meisten Anwendungen sehr gut geeignet sind.
Bei sicherheitskritischen Anwendungen sind oftmals redundante Ausführungen gefragt, die zwei Sensorelemente pro Achse aufweisen. Beinahe jedes unserer Modelle ist optional als redundante Ausführung verfügbar.

Rückstelleigenschaften und Haptik
In der Regel legt die Anwendung fest, ob der Joystick bei Nichtbetätigung in die Ausgangslage zurückkehren soll (durch Federrückstellung) oder ob dieser in eine oder mehrere Auslenkungsrichtungen in der letzten Position verharren soll (Reibungsbremse, optional auch durch Rastpositionen). Die meisten modernen Joystick-Modelle sind mit einer Zentralfeder ausgestattet. Diese verwirklicht die Rückstellung des Bedienhebels für beide Auslenkungsrichtungen auf die Mittelstellung. Die Stärke der Feder lässt sich anpassen. Aus konstruktiven Gründen können darüber hinaus keine weiteren Anpassungen wie eine zusätzliche Reibungsbremse implementiert werden.
Verlangt die Anwendung nach Reibungsbremse oder Rastpositionen, dann muss auf besondere Modelle zurückgegriffen werden, deren Konstruktion zwar größer und aufwändiger, aber dadurch entsprechend flexibler für solche Anpassungen ist.

Ausgänge/Schnittstellen, analog oder digital
Beinahe alle Joystick-Modelle bieten analoge Spannungsausgänge im Bereich 0-5 V. Dabei handelt es sich meist um die Basisversionen der Produkte und dementsprechend auch um die günstigsten Ausführungen. Da Potentiometer grundsätzlich passive Bauelemente sind, bieten potentiometrisch ausgestattete Joysticks in der Regel nur Analogausgänge. Für einige Modelle stehen nur Analogvarianten zur Auswahl, was für die meisten Anwendungen ausreicht. Moderne Modelle mit berührungslosen Sensoren bieten zusätzlich digitale Schnittstellen, wie beispielsweise Pulsweitenmodulation (PWM), USB, RS232 (seriell) und CAN-Bus-Varianten. Die angebotenen Schnittstellen sind teilweise sehr unterschiedlich und nur für bestimmte Serien aufgeführt. Daher zahlt es sich aus, bei festgelegter Schnittstelle nur noch diese Produkte zu betrachten.

Montage
Die meisten Modelle können von oben in ein Panel eingebaut werden. Typischerweise ist die Basis, der Joystick-Topf, rund ausgeführt und wird mittels 4 Schrauben befestigt. Bei einigen Modellen passt der Griff durch die Aussparung im Panel und können daher auch von unten in das Panel eingebaut werden. Je nach Schutzart und genereller Art der Konstruktion, werden die Abdeckungen der Mechanik (Gummibalg) mit einem Abdeckring dichtend verschraubt oder es werden eigene Dichtungen mitgeliefert, die die Dichtung im Panel sicherstellen.

Produktanpassungen
Unsere besondere Stärke ist die kundenspezifische Anpassung von Produkten. Gerade die optimale Abstimmung unserer Joysticks auf die Applikation ist bei kleinen bis mittlere Stückzahlen gefragt, da hier oftmals Nischenmärkte bedient werden. Joysticks bieten eine Vielfalt an Anpassungsmöglichkeiten. Je nach Merkmal, das modifiziert werden soll, können diese Anpassungen bereits bei geringen Stückzahlen durchgeführt werden. Bitte kontaktieren und schildern Sie uns Ihr Anliegen – wir finden die beste Lösung für Ihre Applikation!

Artikel Achsen Sensor Taster Schutzart Merkmal/Option Bild 3D Datenblatt Bestellung Merkzettel
844 1 bis 3 Hall-Effekt 0 bis 3 Bis IP65 Sehr robust Bestellung
TRY120 1 bis 3 Hall-Effekt 0 bis 2 IP67 CAN Schnittstelle Bestellung
TRY100 1 bis 3 Hall-Effekt 0 bis 4 Bis IP67 Grosse Auswahl an Knäufen Bestellung
842 1 bis 3 Potentiometrisch 0 bis 2 Bis IP65 Robuste Mechanik Bestellung
851 1 bis 2 Schalter 0 IP65 Kostengünstiger Switchstick Bestellung
847 1 Hall-Effekt 0 IP67 Modernes Design Bestellung
841 1 bis 2 Schalter 0 bis 3 Bis IP65 Robuster Switchstick Bestellung
TRY22 2 bis 3 Hall-Effekt 0 bis 1 IP65 Herausragende Qualität Bestellung
821 1 bis 3 Schalter 0 bis 1 Bis IP54 Kompakter Switchstick Bestellung
828 1 bis 3 Potentiometrisch 0 bis 1 bis IP54 Für anspruchsvolle Applikationen Bestellung
826 1 bis 2 Potentiometrisch 0 bis 1 IP54 Höchste Qualität Bestellung
829 1 Hall oder Potentiometer 0 bis 1 IP65 Vielfältige Konfigurationen Bestellung