Wie funktioniert ein Touchscreen-Display am Smartphone

Smartphones haben die Welt eindeutig revolutioniert und für den Menschen einfacher gemacht. Telefonie, WhatsApp und andere wichtige Apps begleiten den Menschen täglich durch seinen Alltag und nehmen ihm einige Arbeiten ab. Ein wichtiger Baustein, der kaum mehr aus modernen Geräten wegzudenken ist, ist der sogenannte Touchscreen – doch wie genau erkennt der Bildschirm die Bewegungen und das Tippen der Finger?

Die Funktionsweise eines Touch-Bildschirmes

Grundsätzlich sind Touchpads immer nach einem sehr ähnlichen Prinzip aufgebaut: zuerst kommt eine berührungsempfindliche Oberfläche, in der Regel ein Bildschirm, auf welchen Daten angezeigt werden und welcher auch berührt werden kann. Hinter dem Bildschirm befindet sich ein Controller, welcher die Berührungen an das Betriebssystem weitergibt – das Betriebssystem kann dann diese Information zur Berührung in eine bestimmte Aktion am Gerät umwandeln.

Es gibt zwei verschiedene Prinzipen, nach welchen Touchpads arbeiten können: das resistive Prinzip und das kapazitive Prinzip.
Resistive Touchpads arbeiten dabei mit einem Druckprinzip, d. h. sie reagieren hauptsächlich auf den Druck, welchen ein Nutzer auf den Bildschirm ausübt. Die Oberfläche des Bildschirmes ist dabei aus zwei Schichten aus Indiumzinnoxid aufgebaut, die durch einen kleinen Abstand getrennt sind. Wird nun ein Druck auf den Bildschirm ausgeübt, berühren sich die beiden Schichten und es fließt ein Strom. Durch den Stromfluss kann der Controller eine Berührung auf dem Bildschirm feststellen und diese Information dann an das Betriebssystem weiterleiten. Die Information selbst wird dadurch erkannt, dass an der jeweiligen Stelle kurzzeitig eine andere Spannung abfällt, da ein Strom zwischen den beiden Schichten fließt.

Solche Bildschirme werden als Vorreiter zu den modernen Touchbildschirmen bezeichnet – sie lassen sich im Vergleich zu modernen Geräten nicht mit zwei oder mehr Fingern bedienen. Weiterhin muss ein relativ starker Druck auf den Bildschirm ausgeübt werden, es reicht nicht aus, den Bildschirm einfach nur zu berühren. Diese Bildschirme werden vor allem in der Industrie und in der Medizin eingesetzt und sind relativ widerstandsfähig.

Moderne Touchpads arbeiten nach dem sogenannten kapazitiven Prinzip. Der Bildschirm ist aus einem Netz aus Elektroden aufgebaut – unter diesen Elektroden befindet sich ein Schaltkreis, welcher dauerhaft die Kapazität der Elektroden misst. Berührt nun der Nutzer den Bildschirm mit seinen Fingern, so fließt eine geringe Ladung am Finger durch den Körper in die Erde ab. Der Nutzer bemerkt diesen Ladefluss natürlich nicht, da er extrem gering ist, der Ladungsunterschied ist jedoch durch den Schaltkreis deutlich messbar, da die Kapazität sich verändert. Diese Änderung wird dann wieder an das Betriebssystem weitergeleitet. Wichtig bei diesem Touchscreen ist, dass nur leitende Gegenstände verwendet werden können. Das ist auch der Grund dafür, dass z. B. einfache Handschuhe die Bedienung eines solchen Bildschirmes deutlich erschweren, da sie keinen Strom leiten. Solche Touchpads erlauben auch die gleichzeitige Bedienung mit mehreren Fingern.

Anwendung von Infrarotstrahlern in unserem Alltag

Infrarotheizungen gehören zu den elektrischen Heizungen. Diese nutzen die neuartige Infrarottechnik, um effektvoll zu heizen und viel Strom zu sparen. Eine zweckmäßig eingesetzte Heizung mit Infrarotstrahlung spart im Vergleich zu konventionellen Heizsystemen mehr als 50 Prozent der Energiekosten.
Die geringen Vorwärmzeiten bieten einen sehr guten Nutzungskomfort und hierbei glänzen die modernen Modelle durch ihre Designvielfalt.

Die Funktionsweise der Heizung

Infrarotheizungen können im Haus sowie im Außenbereich, zum Beispiel auf der Terrasse angewandt werden.


Bei dieser Form der Heizung kommen die Infrarotstrahlen zur Anwendung. Hierbei handelt es sich um elektromagnetische Wellen, welche oberhalb des menschlich wahrnehmbaren Bereiches liegen. Diese liegen in einem dünnen Wellenlängenband im Bereich von 3 bis 50 Mikrometern. Dieser Bereich ist in jedem Fall gefahrlos und eine Gesundheitsgefahr durch eventuellen Elektrosmog kann bei diesen Heizungen mit Infrarotstrahlung deshalb vollständig ausgeschlossen werden. Das System wird zumeist über das Funkthermostat gesteuert.

Das Thermostat besteht aus einem Sender, der bedienbar ist, sowie einem Empfänger, der zwischen der Heizung und der Steckdose befestigt wird. Generell können Infrarotstrahlen mit der Sonnenstrahlung verglichen werden. Eine Erwärmung durch eine entsprechende Heizung funktioniert im Vergleich zu herkömmlichen Heizungsanlagen, welche die Luft erwärmen, über eine Erwärmung der bestrahlten Fläche. Die entsprechende Wärmestrahlung wirkt hierbei auf flüssige und feste Körper, nicht jedoch auf die Luft. Die im Zimmer befindlichen Körper nehmen die abgestrahlte Wärme auf und geben sie im Anschluss wieder ab. Eine Infrarotheizung kaufen, ist in jedem Fall eine gute Investition.

Die Wärmestrahlung bei der Heizung

Durch die Aussendung von Wärme findet ein Austausch der Strahlung statt. Die Körper im Zimmer werden hierbei gleichermaßen von der Heizung erwärmt. Zugleich streicht die Raumluft über die angewärmten Körper und heizt sich hierbei auf. Die Infrarotheizungen werden daher auch als Wärme- oder Strahlungswellenheizung bezeichnet.
Im Vergleich hierzu erzeugen normale Anlagen wie Gas- oder Ölheizungen eine Konvektionswärme, indem diese die Luft im Raum erwärmen. Das Ziel der Infrarotstrahlung dagegen ist es, den Teil an aufsteigender und warmer Luft so gering wie möglich zu halten.

Anwendung der Infrarotstrahlen im Bauwesen, der Gastronomie und in der Industrie

Im Bauwesen und in der Industrie erfüllen Infrarotstrahler zwei verschiedene Aufgaben. Daher werden zum einen größere Hallen mithilfe der Infrarotdeckenheizung oder einer Wandheizung mit Infrarotstrahlung beheizt. Anders als bei normalen Konvektorheizkörpern, bei welchen die angewärmte Luft in einer Halle bis an die Decke aufsteigen würde, wird hier die physikalische Methode einer Wärmewellenheizung verwendet, welche gezielt die Gegenstände erwärmt, auf welche die Strahlung auftrifft.

Andererseits wird die Heizung mit Infrarotstrahlung im Bauwesen sowie in der technischen Produktion verwendet, um Trocknungsvorgänge aktivieren zu können. Hierbei kann es sich zum Beispiel um feuchte Wände oder Verklebungen handeln.

Wer am Abend gern länger auf der Terrasse oder im Biergarten eines Restaurants sitzt, wird sicher die bekannten Terrassenheizer kennen, welche hier oftmals zur Anwendung kommen. An einem kühlen Abend ist es durch einen Infrarotheizstrahler möglich, einen Wein, ein Bier oder ein leckeres Essen an der Luft zu genießen, ohne dabei frieren zu müssen. Hier machen sich Menschen wieder die Eigenschaft der Heizung mit Infrarotstrahlung zunutze, die mit ihrer Strahlung Objekte erwärmt, statt die Umgebungsluft zu heizen, was draußen ein ziemlich erfolgloses Unterfangen ist.