Flach und berührungsempfindlich – neue Sensoren und Displays

Löten, Kabel stecken und dann doch nur ein zwei-zeiliges, dickes LCD-Display am Arduino? Simon Olberding von der Universität des Saarlands war mit den üblichen Displays unzufrieden – und hat kurzerhand ein neues Verfahren zum Herstellen von Display entwickelt. Das Ergebnis heißt PrintScreen, funktioniert nach dem Prinzip der Dünnschicht-Elektrolumineszenz, lässt sich schnell und günstig selbst zu Hause drucken und ist außerdem noch sehr robust.

Bei der Herstellung dieser Leuchtkondensatoren werden vier verschiedene Tinten übereinander aufgetragen. Zuerst kommt eine leitfähige Silberschicht. Sie bildet mit der obersten Schicht eines durchsichtigen Leiters den Kondensator. Dazwischen sorgen eine dielektrische und eine Lumiphor-Schicht für die Berührungsempfindlichkeit und die leuchtende Farbe. Gedruckt werden kann auf fast jede glatte Oberfläche: Papier, PET-Film, Leder, Holz, Keramik, Steine, Metall und Kunstblumen hat das Team schon getestet.

Zum Steuern wird ein Mikrocontroller benötigt, etwa ein Arduino. Für mobile Anwendungen müssen die Chips noch weiter miniaturisiert werden. Dann ließen sich zum Beispiel analoge Uhren aufrüsten, um wie Smartwatches Anrufe entgegen zu nehmen. Dabei geht Herstellung prinzipiell zu Hause: Das Design kann in Powerpoint erstellt werden und der Druck funktioniert selbst mit Tintenstrahldruckern. Die Tinte kostet 20 Euro pro DIN A4-Seite und ist damit so teuer wie ein einzelnes handelübliches LCD-Display. Tintenstrahldrucker benötigen allerdings Spezialpapier, während Siebdrucker etwas teurer in der Anschaffung sind. Die Herstellung der PrintScreens sei daher besonders für Fablabs und Hackerspaces interessant.

Ein weiteres Projekt der Arbeitsgruppe "Embodied Interaction" ist der iSkin. Dieser Sensor ist ebenfalls flach und lässt sich direkt auf die Haut kleben, um mobile Geräte zu steuern.

Im Vordergrund steht auch hier die individuelle Gestaltung, die mit gängigen Grafikprogrammen erfolgen kann. Sterne, Palmen und Teddybären sind als Steuerelemente genauso möglich wie eine aufrollbare Minitastatur für die Smartwatch. Die Sensoren können mit Hautkleber auf Armen, Händen und selbst hinter dem Ohr befestigt werden und lassen sich ohne Ziepen oder Schmerzen entfernen. Gesteuert werden sie ebenfalls über Arduinos.

Die iSkin besteht aus mehreren Schichten hautverträglichen, ungiftigen Polydimethylsiloxans, für die schwarzen Sensorabschnitte werden leitfähige Carbonpartikel eingelassen. Die Herstellung erfolgt derzeit per Hand über Rotationsbeschichtung. Dabei werden auf einem Drehteller im Vakuum dünne Silikonschichten mit und ohne Carbonpartikeln hergestellt, die mit dem Lasercutter auf die gewünschte Größe zugeschnitten werden. Anschließend werden sie aufeinander gelegt und mit flüssigem Silikon verklebt. Einen Rotationsbeschichter für haben vermutlich selbst Makerspaces nur selten. Die eigene Herstellung solcher Sensoren ist daher eine Herausforderung, aber möglich. (hch)