Haptomat
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Haptomat ist ein Eingabegerät in Form eines Dreh-Drückstellers, welcher die Möglichkeit einer fühlbaren mechanischen Rückmeldung an den Bediener ermöglicht. Der Name Haptomat ist dabei ein Kunstwort aus den Begriffen Haptik und Automat.
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[Bearbeiten] Prinzip
Der Haptomat ist wie ein Elektromotor aufgebaut, bei dem jedoch sowohl Stator als auch der Rotor als elektromagnetische Spulen aufgebaut sind. Die Magnetfelder beider Spulen lassen sich mit Hilfe einer Ansteuerungselektronik so beeinflussen, dass unterschiedliche haptische Rückmeldungen erzeugt werden können, z.B.:
- Rasten - gleich Schaltpositionen pro 360° Umdrehung des Drehstellers. Diese Rastpositionen können in der Anzahl aber auch in der haptischen Rückmeldung (Drehmoment das überwunden werden muss, um den Drehsteller weiterzudrehen) variieren.
- Anschlag - der Drehsteller wirkt dem vom Bediener ausgeübten Drehmoment so entgegen, dass dieser nicht weiter gedreht werden kann
- Rampe - vor einem Anschlag gibt der Drehsteller durch kontinuierlich wachsendes Gegendrehmoment dem Bediener den Hinweis auf einen "Gefahrenbereich".
- Vibration - der Drehsteller bewegt sich schnell mit kurzem Winkel (ca. 1-2°) hin und her und signalisiert damit z.B. eine ungültige Einstellung
- Laufen - der Drehsteller kann sich nach "Anschieben" durch den Bediener selbständig weiterdrehen (wie ein Motor). Durch kurzes Festhalten des Drehstellers wird das Laufen eingestellt.
- Leerlauf - der Drehsteller hat keine Rasten / Schaltpositionen und agiert wie ein Potentiometer.
Zusätzlich kann der Haptomat durch Drücken des Rotors einen Befehl auslösen.
[Bearbeiten] Wirkweise
Wird der Rotor innerhalb des Stators bewegt, ändert sich durch das Induktionsgesetz die elektrische Spannung, die im Stator induziert wird (vgl. Generatorprinzip).
Die Ansteuerungselektronik erkennt diese Spannungsänderung und kann dadurch die Position des Rotors als Winkelmaß bestimmen und ggf. auf diese Bewegung mit einer Änderung des Magnetfeldes reagieren. Dadurch ist es möglich, das gegen die Bewegung des Rotors wirkende Drehmoment nach bestimmten Parametern zu verändern und o.g. haptische Rückmeldungen (z.B. eine Rastposition oder einen Anschlag) erzeugen.
[Bearbeiten] Einsatzgebiet
Ein Haptomat besteht immer aus dem Drehsteller und einer Ansteuerungselektronik, die die Schnittstelle zwischen Haptomat und dem System, welches mit dem Haptomat bedient werden soll, bildet.
Das System sendet z.B. über eine serielle Schnittstelle eine Kennlinie an den Haptomat, welcher wiederum die aktuelle Position des Rotors an das System zurückmeldet. Diese Kennlinie definiert das Verhalten, wie der Drehsteller auf Bedienung reagieren soll. Je nach aktuellem Zustand des Systems kann diese Kennlinie unterschiedliche Rückmeldungen im Haptomat einstellen (z.B. eine bestimmte Anzahl von Rasten und einen Anschlag in einer Richtung).
Der Vorteil dabei ist, dass der Haptomat je nach Menüsituation im System unterschiedlich agieren kann (einerseits als normaler Drehencoder, einmal mit vielen leichtgängigen Rasten oder mit wenigen schwergängigen Rasten, andererseits aber auch als Potentiometer, mit oder ohne Anschlag).
Ein Benutzer eines Systems, welches mit Hilfe des Haptomats bedient wird, kann sich nun die unterschiedlichen Ausprägungen der Menü-Situationen merken und dadurch nahezu blind das System bedienen. Dies gilt besonders für die Mensch-Maschine-Kommunikation in Situationen, bei denen der Bediener nur einen kleinen Teil seiner Aufmerksamkeit dem System widmen kann. Z.B. ist hier die Bedienung von Funktionen (z.B. Musikanlage, Klima) während der Fahrt mit einem PKW eine Anwendung.
[Bearbeiten] Entwicklung
Entwickelt wurde der Haptomat von der Firma VDO in den 1990er Jahren. Eine Demonstration auf der IAA (Internationale Automobil Ausstellung) zeigte, dass besonders Automotive Anwendungen eine Zielgruppe für den Haptomat darstellten.
2001 führte BMW mit dem iDriver-Controller einen abgewandelten Haptomat als Bedienelement für das iDrive-System in der 7er Reihe ein. Hierbei wurde jedoch der eigentliche Dreh-Drück-Steller durch eine Joystick-ähnliche Schiebefunktion erweitert.
[Bearbeiten] Siehe auch
- iDrive System von BMW
- Mensch-Maschine-Interfaces
- Haptische Rückmeldungen
- haptisches Gaspedal (Ein Gaspedal, dessen Widerstand, der auf den Fuß des Fahrers wirkt, verändern kann und somit auf Gefahrensituationen (z.B. Geschwindigkeitsüberschreitungen) hinweisen kann)
- Force-Feedback Joysticks, Force-Feedback Mouse
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