Что нужно знать разработчикам устройств и инженерам-конструкторам о мембранных клавиатурах и сенсорных панелях

Эволюция инновационных устройств ввода еще далека от завершения. Новые технологии и продукты постоянно меняют рынок.

Йенс Кауцор | Хоффманн + Криппнер Инк.

Мембранные клавиатуры и переключатели, изобретенные более 30 лет назад, сначала вызвали насмешки как дешевую, но ненадежную технологию ввода. Однако после десятилетий усовершенствований мембранный переключатель зарекомендовал себя как эффективное решение для множества различных технических применений. Сегодня благодаря неоспоримым преимуществам он стал незаменимым для многих отраслей промышленности. Часто незамеченная потребителями, простая клавиатура теперь превратилась в сложную высокотехнологичную систему.

Эволюция мембранных переключателей

Верхний ряд: использование проводящих чернил, печать схем и ранний мембранный переключатель.

Нижний ряд: интеграция металлических куполов для тактильной обратной связи, специальные фольгированные мембранные переключатели для небольших и больших количеств, мембранный переключатель на FR4 с прочными клавишными куполами, комплексные решения «под ключ», включая

Мембранный переключатель возник из технической трафаретной печати. Первоначально печатные мембраны использовались просто как декоративные элементы для увеличения внешнего вида обычных переключателей или как крышка для клавиш с коротким ходом.

Первый настоящий мембранный переключатель появился на рынке в начале восьмидесятых.

Первоначально использованным материалом был поликарбонат, но он был отвергнут из-за хрупкости материала, вызванной плохой механической деформацией, приводящей к образованию трещин вокруг клавиш.

Изначально были доступны только мембранные переключатели без тактильной обратной связи. Невозможно было рассчитать точное расстояние между слоями, поэтому поведение переключения было довольно плохим и привело к ухудшению качества.

Используя полиэстер в качестве основного материала и изменив конструкцию мембранного переключателя с точки зрения состава и структуры, проблемы качества первых лет были в значительной степени устранены. В конце восьмидесятых годов первые мембранные переключатели были изготовлены с куполообразными клавишами, в которых были использованы металлические купола для улучшения тактильной обратной связи и долговечности.

Надпись: Встроенный металлический купол для тактильной обратной связи.

Еще одним большим шагом в эволюции мембранных переключателей стало внедрение светодиодной технологии. Светодиоды, которые сначала использовались просто для подсветки клавиш, сегодня предлагают широкий спектр интересных и эффективных вариантов отображения мембранных переключателей. Однако самым большим прорывом стало увеличение количества циклов переключения до более чем 1 миллиона операций за счет использования позолоченных металлических защелкивающихся куполов.

Обладая неоспоримыми преимуществами, такими как высокая гибкость конструкции, низкий профиль и широкий диапазон вариантов степени защиты IP, мембранный переключатель стал стандартом ввода для многих отраслей промышленности.

За прошедшие годы мембранный переключатель оказался настоящим чудом интеграции. Непосредственный монтаж на печатной плате позволяет создавать гораздо более компактные конструкции. Заднюю часть клавиатуры можно подключить непосредственно к индивидуальной схеме. Дисплей, сенсорный экран, коврик для мыши, аналоговый потенциометр — все эти элементы можно очень легко реализовать.

Емкостную и резистивную технологию можно комбинировать с традиционной механикой. Светодиодные и электролюминесцентные пленки позволяют освещать отдельные клавиши или целые области для визуальной обратной связи, в качестве ночника или просто в качестве элемента дизайна. Возможности дизайна практически безграничны.

Популярная сегодня емкостная сенсорная технология, обычно используемая в смартфонах и планшетах, использует стеклянную поверхность, устойчивую к кислоте, грязи, опасным химическим веществам и другим примесям. Поскольку нет движущихся частей, в результате не происходит механического износа контактов. Очистка проста и обеспечивает максимальные стандарты гигиены. Отсутствие тактильной обратной связи тачскрина можно преодолеть с помощью оптических и/или акустических сигналов. Емкостная технология обеспечивает плоскую конструкцию и может быть установлена ​​за стеклом, пластиком или другими непроводящими поверхностями.

Емкостные сенсорные клавиатуры идеально подходят для использования в суровых условиях эксплуатации – защищены от перепадов температуры и влажности, а также от вандализма.