Grafiktablet
Touchdisplays sind heute in Smartphones allgegenwärtig. Digitalisier- oder Grafiktablets waren und sind vor allem bei Grafikern beliebt, dienen aber als reine Eingabegeräte. Die einst teuren älteren Modelle landen zunehmend im Elektroschrott – eine gute Gelegenheit, mal nachzusehen, was drin steckt.
Eigentlich funktionieren die zwar flachen, aber sperrigen Tablets in den gängigen Formaten A5 bis A3 noch tadellos, denn es gibt keinerlei mechanische Bauteile, die kaputtgehen können. Allerdings stellen die fehlenden Treiber bei neueren Windows-Betriebssystemen ein Problem dar. Das hier gezeigte Modell Wacom Intuos (GD-0912-U) konnten wir mit den verfügbaren Treibern des Herstellers unter Windows 10 nicht benutzen. Noch problematischer sind die Modelle mit serieller Schnittstelle. Von daher sind Gebraucht-Schnäppchen aus dem Netz für etwa 50 Euro mit Vorsicht zu genießen, falls man plant, mit dem Tablet wirklich noch zu zeichnen.
Bei den Tablets gibt es zwei Techniken zur Stifterkennung: kapazitive oder induktive Systeme und resistive Tablets. Bei den resistiven erfolgt die Positionserkennung über Druck auf die Oberfläche. Diese können auch mit dem Finger bedient werden.
Kapazitive oder induktive Modelle benötigen einen speziellen Stift, der die elektrische Kapazität oder Induktivität des Tablets verändert. Dieser Stift kann aktiv mit einer Batterie oder einem Kabel zur Spannungsversorgung arbeiten oder komfortabel passiv ohne eigene Energieversorgung auskommen.
Der Stift des Intuos-Boards wird induktiv durch das Tablet versorgt und kann sogar mit diesem kommunizieren, um Tastendrücke und den Druck, mit dem gezeichnet wird, zu signalisieren. In beiden Enden befindet sich eine Spule, über welche die Elektronik parasitär aus dem Tablet mit Strom versorgt wird und die das Feld des Tablets beeinflusst, um Daten zu übertragen und die Positionserkennung zu ermöglichen.
Das ganze Tablet besteht neben den Gehäuseteilen aus einer großen Platine, auf der beidseitig Leiterbahnen ein Raster bilden. Diese werden von Analog-Multiplexern am Rand angesteuert, sodass sich Spulen ergeben, in die ein moduliertes Wechselstromfeld eingespeist wird. Das Feld dient zum einen der Spannungsversorgung des Stiftes, zum anderen der Positionserkennung. Durch die Spule im Stift wird das Feld durch Nahfeldkopplung gestört beziehungsweise verändert. Weil sich immer mehrere nebeneinander liegende Spulenfelder unterschiedlich stark verändern, kann die Elektronik aus der relativ groben Leiterbahnanordnung eine präzise Koordinate errechnen. In Dutzenden Patentschriften beschreiben die Hersteller ihre Verfahren.
Für eigene Projekte lassen sich die Tablets nur bedingt verwenden. Unter Linux (wie beim Raspberry Pi) sind sie eventuell noch nutzbar, aber die Auswertung der Signale mit eigener Software würde eine genaue Kenntnis des Protokolls voraussetzen. In der Patentschrift EP3244289A1 finden sich zwar einige Infos, aber vieles bleibt offen.
Touchscreens, die mit dem Finger bedient werden, funktionieren ebenso nach dem Prinzip eines Spannungsteilers. Durch den aufliegenden Handballen wird die Positionsbestimmung aber gestört und ältere Bauarten neigen dazu, mit der Zeit aufgrund der mechanischen Beanspruchung an Präzision zu verlieren, weil die leitfähige Beschichtung der inneren Oberfläche an Homogenität verliert. —fls