Для создания единого центра управления микропроцессорной электроникой были придуманы и разработаны пленочные клавиатуры. Будучи превосходным средством управления, удобным и высокотехнологичным, клавиатуры завоевали высокое место на рынке и прочно укрепили свои позиции среди потребителей. Сфера применения – промышленное оборудование и оборудование специального назначения.
Их все чаще используют для приборов и аппаратов различного назначения при создании коммутационных сетей. Управление и регулировка работы машин осуществляется за счет электрических сигналов низкого энергетического уровня. Удобство применения клавиатур этого типа заключается в их малой переключающей мощности, которой обладают чувствительные элементы клавиатуры.
Конструктивно клавиатура для специализированного промышленного оборудования представляет собой соединенные между собой слои полиэфирной пленки, образующие, таким образом, независимое гибкое изделие.
Подробнее о конструкции и устройстве:
Декоративная графическая панель – это верхний слой изделия. Содержимое верхнего слоя простое и удобное при использовании: кнопки управления, окна под дисплей прибора и под светодиоды.
Электрическая схема клавиатуры (ее «разводка») – это второй слой. Схема наносится на полиэфирную пленку с помощью токопроводящей краски. Второй слой посредством специального шлейфа присоединяется к оборудованию. Коммутация разводки осуществляется посредством действия площадок или металлических мембран под кнопками клавиатуры.
Третий слой – промежуточный. Он располагается между верхним и нижним слоями, чтобы предотвратить самопроизвольное замыкание контактов.
Четвертый слой, или второй нижний – это клеевой слой. Непосредственно он и помогает устанавливать панель на оборудование или аппаратуру.
Преимущества пленочных клавиатур:
Клавиатуры полностью герметичны и надежно защищены от стирания (изображение наносится с внутренней стороны) и вредного воздействия окружающей среды, особенно когда предусмотрено использование в агрессивных средах.
Клавиатуры изготавливаются из высокопрочных качественных материалов и отличаются невысокой стоимостью.
Возможно изготовление с индивидуальной настройкой чувствительности тактильного эффекта, с подсветкой, особым дизайном, цветовым решением. Кнопки, окна и сама клавиатура могут иметь любую форму.
Тонкая (до 1,5 мм), легкая, компактная и удобная при монтаже.
Клавиатуры можно использовать в широком диапазоне температур (от –50 до +70 градусов) и в любых условиях (легко очищаются).
Особенности производства и характеристики пленочных клавиатур:
Стандартно клавиатуры испытывают серьезные механические нагрузки. Поскольку клавиатура является частью оборудования, а не просто декоративным элементом, то производство должно удовлетворять всем техническим условиям, а конечный продукт – соответствовать не только ТУ, но и государственным стандартам.
Клавиши могут быть изготовлены в двух вариантах – плоском и формованном. Формованные клавиши могут иметь купола любой высоты, в зависимости от толщины пленки и температуры нагрева. Разной может быть и форма купола, самый распространенный вариант – полусфера.
Формованная клавиатура считается более удобной, поскольку значительно улучшает эргономику изделия.
Не рекомендуется использовать сложную форму для купола – это приводит к появлению микротрещин и снижает эксплуатационные характеристики и сроки использования клавиатуры.
Тактильный эффект при нажатии (характерный щелчок) клавиши достигается за счет использования металлических мембранных замыкателей. Наличие звукового эффекта дает понять, что контакт произошел и сильнее давить на кнопку нет необходимости.
При эксплуатации клавиатуры необходимо помнить, что клавиатура должна всегда находиться на твердой поверхности (нельзя использовать клавиатуру на весу), чтобы избежать деформации мембраны кнопок.
Клавиатура крепится и соединяется с оборудованием посредством шлейфа, который состоит из токопроводящих элементов. Обычно контакты шлейфа покрывают графитовой пастой, но при возможных сильных вибрационных нагрузках устанавливаются более надежные разъемы. Таким образом, выбор контактов обусловлен условиями эксплуатации. При использовании в средах с агрессивным воздействием рекомендуются позолоченные контакты.
Для защиты проводников шлейфа от влаги и других воздействий окружающей среды их покрывают диэлектриками.
Проект создания клавиатуры и сроки
Традиционно проект клавиатуры включает в себя:
разработку чертежа;
разработку технологической и производственной документации;
изготовление печатных форм, вырубных штампов и т.д.;
печать лицевой части, схемы и клеевых слоев;
сборку изделия и проверку его работоспособности.
В зависимости от поставленных задач, сроки изготовления варьируются – от месяца и больше.
Общие технические характеристики пленочной клавиатуры
Коммутируемое напряжения, В12-36
Коммутируемый ток, мА не более100
Коммутируемая мощность, Вт, не более1,0
Сопротивление изоляции, МОм не менее5
Усилие нажатия клавиш, Н0,2-0,4
Ход формованной клавиши, мм0,4-0,5
Ход плоской клавиши, мм0,2
Ресурс формованной клавиши, циклов не менее1 млн.
Ресурс плоской клавиши, цикловдо 5 млн.
Рабочий диапазон температур, ° Сот -40 до +60
Предельная влажность воздуха, %98% при +35°С
Класс защиты мембранного переключателяIP 65
Размеры, ограничения, допуски.
Размер клавиш, мм не менее...9*9
Расстояние между краями клавиш, мм не менее2,0
Расстояние от края клавиш до края клавиатуры, мм не менее5,0
Расстояние от края клавиш до края клавиатуры со стороны шлейфа, мм не менее10,0
Расстояние от края клавиш до места выхода шлейфа, мм не менее5,0
Расстояние от края окон до клавиш, мм не менее5,0
Расстояние от края окон до края клавиатуры, мм не менее5,0
Диаметр формовки под светодиод, мм не менее3,0
Толщина свободных линий, мм не менее0,2
Толщина обводки клавиш при заливке их отличным от фона цветом, мм не менее0,7
Размер шрифта (рубленный), Pt не менее7,0
Размер шрифта (с засечками), Pt не менее9,0
Точность цвета относительно контрольного образца, единиц ∆ Е, не более3,0
Размер клавиатуры с плоскими клавишами, мм не более400*600
Размер клавиатуры с формованными клавишами, мм не более200*300