Тактовая кнопка это. Тактовые кнопки: виды, принцип работы и применение в электронике

Что такое тактовая кнопка. Как устроена и работает тактовая кнопка. Какие бывают виды тактовых кнопок. Где применяются тактовые кнопки в электронике. Как правильно подключить тактовую кнопку к микроконтроллеру.

Что такое тактовая кнопка и как она устроена

Тактовая кнопка (также называемая тактильной или тактовым переключателем) — это разновидность кнопочного переключателя, который замыкает электрическую цепь при нажатии и размыкает при отпускании. Основные особенности тактовых кнопок:

• Мгновенное действие (без фиксации)
• Тактильная и звуковая обратная связь при нажатии
• Компактные размеры
• Монтаж на печатную плату
• Низкие рабочие напряжения и токи

Стандартная тактовая кнопка состоит из следующих основных элементов:

1. Корпус из пластика
2. Металлический купол-контакт
3. Толкатель
4. Контактные площадки
5. Выводы для монтажа

При нажатии на толкатель металлический купол деформируется и замыкает контактные площадки. При отпускании купол возвращается в исходное положение, размыкая контакты.

Принцип работы тактовой кнопки

Принцип работы тактовой кнопки основан на упругой деформации металлического купола-контакта. Рассмотрим последовательность действий при нажатии и отпускании кнопки:

1. В исходном состоянии купол выгнут вверх и не касается нижних контактов.
2. При нажатии толкатель давит на центр купола.
3. При достижении определенного усилия купол резко прогибается вниз.
4. Купол замыкает нижние контактные площадки.
5. Пользователь ощущает тактильный щелчок.
6. При отпускании купол возвращается в исходное положение.
7. Контакты размыкаются.

Такая конструкция обеспечивает четкое срабатывание и тактильную обратную связь. Сила, необходимая для срабатывания, и ход кнопки зависят от конкретной модели.

Основные виды тактовых кнопок

Тактовые кнопки различаются по нескольким основным параметрам:

По способу монтажа:

• Для поверхностного монтажа (SMD)
• Для монтажа в отверстия (THT)

По размеру корпуса:

• Миниатюрные (3×3 мм, 3×4 мм)
• Стандартные (6×6 мм)
• Крупные (12×12 мм)

По высоте корпуса:

• Низкопрофильные (до 5 мм)
• Стандартные (5-10 мм)
• Высокие (более 10 мм)

По усилию срабатывания:

• Легкие (до 100 гс)
• Средние (100-250 гс)
• Тугие (более 250 гс)

По типу контактов:

• Нормально разомкнутые
• Нормально замкнутые

Выбор конкретного типа кнопки зависит от требований к устройству, условий эксплуатации и предпочтений разработчика.

Области применения тактовых кнопок

Тактовые кнопки широко используются в различной электронной технике, как потребительской, так и промышленной. Основные области применения:

• Пульты дистанционного управления
• Клавиатуры компьютеров и ноутбуков
• Панели управления бытовой техники
• Электронные игрушки
• Автомобильная электроника
• Медицинское оборудование
• Измерительные приборы
• Промышленные контроллеры

Тактовые кнопки часто используются для включения/выключения устройств, навигации по меню, подтверждения выбора и других функций пользовательского интерфейса.

Как правильно подключить тактовую кнопку к микроконтроллеру

При подключении тактовой кнопки к микроконтроллеру важно обеспечить устойчивое состояние входа и защиту от дребезга контактов. Рассмотрим два основных способа подключения:

Подключение с подтяжкой к питанию:

1. Один вывод кнопки подключается к земле (GND).
2. Второй вывод подключается к входу микроконтроллера.
3. Между входом и питанием устанавливается подтягивающий резистор 10-100 кОм.

В этом случае при ненажатой кнопке на входе будет высокий уровень, при нажатии — низкий.

Подключение с подтяжкой к земле:

1. Один вывод кнопки подключается к питанию (VCC).
2. Второй вывод подключается к входу микроконтроллера.
3. Между входом и землей устанавливается подтягивающий резистор 10-100 кОм.

Здесь логика инвертируется: ненажатая кнопка дает низкий уровень, нажатая — высокий.

Для защиты от дребезга контактов рекомендуется использовать программный алгоритм или аппаратный фильтр на основе конденсатора.

Преимущества и недостатки тактовых кнопок

Тактовые кнопки имеют ряд достоинств, но также некоторые ограничения. Рассмотрим основные плюсы и минусы:

Преимущества:

• Компактные размеры
• Низкая стоимость
• Простота монтажа
• Тактильная обратная связь
• Высокая надежность
• Широкий выбор моделей

Недостатки:

• Ограниченный ресурс (число нажатий)
• Низкие рабочие токи и напряжения
• Возможность ложных срабатываний
• Необходимость защиты от дребезга
• Невысокая пыле- и влагозащищенность

Несмотря на некоторые недостатки, тактовые кнопки остаются одним из самых популярных типов переключателей в электронике благодаря простоте и надежности.

Особенности выбора тактовых кнопок

При выборе тактовых кнопок для конкретного устройства следует учитывать ряд факторов:

• Размеры и способ монтажа
• Рабочее напряжение и ток
• Усилие срабатывания
• Ход кнопки
• Ресурс (число циклов срабатывания)
• Рабочая температура
• Степень защиты (IP)
• Тактильные характеристики

Важно также учитывать особенности применения — например, для портативных устройств критична высота кнопки, а для промышленного оборудования — стойкость к вибрациям и загрязнениям.

Тенденции развития тактовых кнопок

Несмотря на кажущуюся простоту, тактовые кнопки продолжают совершенствоваться. Основные направления развития:

• Уменьшение размеров при сохранении характеристик
• Повышение ресурса и надежности
• Улучшение тактильных ощущений
• Интеграция дополнительных функций (подсветка, датчики)
• Разработка влагозащищенных и пылезащищенных моделей
• Создание кнопок с программируемыми характеристиками

Развитие технологий позволяет создавать все более совершенные тактовые кнопки, отвечающие растущим требованиям электронной промышленности.

Тактовая кнопка, как подключить правильно к «+» или «-» / Хабр

Вы никогда не задумывались, почему в схемах на Arduino иногда кнопки подтягивают к «+» питания, а иногда к общему проводу? Если прямо сейчас набрать в поиске: «тактовая кнопка ардуино» — то на большинстве картинок мы увидим именно прямое подключение, когда резистор подключен на землю. Но, если посмотреть схемы без участия ардуино, то ситуация меняется в корне, чаще можно будет встретить инвертированное включение. Так как же будет подключать кнопку правильнее? Давайте вместе попробуем разобраться в этом вопросе!

Тактовая кнопка является одним из наиболее часто встречающихся устройств дискретного ввода во встраиваемых системах. И даже появление сенсорных экранов все равно их не вытеснило.

Название данного типа кнопок произошло от английского «tactile button». Слово «tactile» иногда сокращают до «tact», видимо из-за этого в русском языке появилось устоявшееся название «тактовая кнопка». Сама кнопка является нефиксирующейся, т. к. после нажатия кнопка возвращается в исходное состояние. А тактильность подразумевает наличие тактильной обратной связи в виде ощущения порога срабатывания кнопки, т.е. в момент срабатывания контактов происходит усиление механического сопротивления относительно усилия при свободном ходе. Это дает пользователю информацию о там, что нажатие зарегистрировано. Также момент срабатывания кнопки может сопровождаться характерным звуковым щелчком. В общем, это заморочки свойственны в основном компьютерным гикам, вот тут можно почитать подробнее.

Тактовая нефиксирующаяся тактильная кнопка имеет нормально разомкнутый контакт. Т.е. цепь, в которой задействована кнопка, будет разорвана, пока не произошло нажатие. Для опроса состояния кнопки в нашем случае будет использоваться вывод Arduino, настроенный на ввод. В этом режиме вход Arduino будет находиться в состоянии высокого импеданса (Z-состояние). Электрическое состояние входа будет определяться параметрами внешней схемы.

Чаще всего кнопки устанавливают между выводом микросхемы и общим проводом схемы. Соответственно, при нажатии кнопка может подключать вывод микросхемы на землю, формируя электрический уровень логического нуля.

Чтобы гарантировать устойчивый уровень логической единицы на входе микросхемы, пока кнопка не нажата, необходимо использовать подтягивающий резистор к плюсу питания. Таким образом, если кнопка не нажата, вход микросхемы примет состояние логической единицы. А при нажатии — примет логический ноль.

Инвертированное включение кажется нелогичным, т.к. логическая единица удерживается на входе микроконтроллера, пока кнопка не нажата.

Если кнопка хорошо изолирована от внешних воздействий и расположена на одной плате с микроконтроллером, то достаточно резистора с сопротивлением 100кОм. Входы CMOS микросхем фактически представляют собой затвор полевого транзистора, сопротивление которого носит емкостной характер, и имеет величину в единицы пикофарад. Если сопротивление подтяжки будет очень большим, то ток, который заряжает входную емкость, может оказаться недостаточным для обеспечения необходимой скорости установки высокого уровня напряжения и его стабильного удержания, т.е. вход микроконтроллера будет реагировать на помехи в схеме. Если же сопротивление подтяжки будет очень низким, то это будет дополнительно увеличивать нагрузку на цепи питания при нажатии на кнопку.

Несмотря на то, что при нажатии кнопки на выводе микросхемы считывается логический ноль, а когда кнопка не нажата – единица, такой способ подключения я лично считаю предпочтительнее. Хотя логичнее кажется другое подключение, когда единица считывается при нажатии кнопки.

Прямое включение кнопки. При нажатии микроконтроллер будет считывать логическую единицу. Если кнопка не нажата — то ноль.

И все-таки инвертированное включение кнопки применяется чаще. Рассмотрим возможные причины такого выбора. Предположим, что кнопки выведены на лицевую панель прибора и подключены к печатной плате по средством жгута проводов или гибким шлейфом. Как правило, все элементы конструкции подключают к нулевому потенциалу схемы управления (на землю).

Обратите внимание на состав шлейфов. При прямом включении кнопок шлейф содержит проводники обоих потенциалов питания: плюсового и общего. При инвертированном включении кнопок шлейф содержит только общий провод питания.

При замыкании проводников в шлейфе в результате механического повреждения для прямого включения кнопок произойдет короткое замыкание между шинами питания. Для инвертированного включения кнопки в аналогичном случае замыкание цепей питания не произойдет. И схема управления получит меньше электрических повреждений.

Пожалуй, именно по этой причине я предпочитаю инвертированное включение кнопки, и готов из-за этого терпеть некоторые неудобства при программировании.

Еще одна особенность обработки тактовых кнопок связана с несовершенством их механической конструкции. Сухие контакты реальных кнопок ни когда не замыкаются и не размыкаются мгновенно. При замыкании или размыкании возникает дребезг контактов. Т.к. современные цифровые микросхемы имеют достаточно высокие рабочие частоты, дребезг контактов может быть обработан как многократное повторное срабатывание кнопки.

Самый простой способ борьбы с дребезгом контактов, это подключение параллельно кнопки керамического конденсатора обычно до 0,1мкФ. При нажатии конденсатор мгновенно разряжается через замкнутый контакт кнопки на землю, и не мешает ее срабатыванию.

А когда контакты кнопки размыкаются, заряд конденсатора происходит значительно дольше через высокое сопротивление подтягивающего резистора, сглаживая эффект дребезга.

Так как современные микроконтроллеры обладают достаточно высокой производительностью, защиту от дребезга преимущественно выполняют программным способом. И конденсатор можно не устанавливать.

Самым простым программным способом борьбы с дребезгом контактов является увеличение времени между опросами состояния кнопки. Дополнительная пауза между опросам должна превышать длительность переходных процессов. Тогда программа “не заметит” дребезг и проигнорирует любые кратковременные замыкания кнопки.

Также стоит отметить, что большинство современных микроконтроллеров имеют встроенные программно управляемые подтягивающие резисторы. AVR микроконтроллеры, на основе которых выполнены платы Arduino Uno и Mega, имеют встроенную подтяжку к плюсу питания. Подтяжка может быть активирована программно, если в функцию pinMode передать параметр INPUT_PULLUP. Это решение дополнительно позволяет упростить схему устройства исключив из нее внешние резисторы.

Вывод:

Если вы собираете макет на Arduino из бредборда и кучи перемычек, то сэкономьте свои силы и используйте самый простой вариант инвертированного подключения кнопки с внутренней подтяжкой и программной защитой от дребезга.

❯ P.S.

Вы можете прочитать другие мои статьи по теме программирования Arduino:

1. Экономим выводы для Arduino. Управление сдвиговым регистром 74HC595 по одному проводу

2. Блокирующая обработка тактовой кнопки для Arduino. Настолько полный гайд, что ты устанешь его читать

3. Неблокирующая обработка тактовой кнопки для Arduino. Как использовать прерывание таймера «в два клика» в стиле ардуино

Тактовые (тактильные) кнопки Apem

 

Тактовые (тактильные) кнопки – наиболее распространённые средства для коммутации электрических сигналов в различных цепях. Конструктивное исполнение таких изделий может сильно варьироваться. Тактовые кнопки устанавливаются на печатные платы вертикально или под определённым углом, под фальшпанели, пленочные декоративные панели или применяются отдельно.

 

Серия		Основные характеристики	Материал	Механические характеристики	PDF
D162		Макс. 50 мА 12 ВDC Нормально разомкнутые контакты Длина хода: 0.2 мм ± 0.1 мм Поверхностный монтаж	Корпус: высокотемпературный нейлон 4/6UL94-V0 Ручка: высокотемпературный нейлон 4/6UL94-V0 Покрытие: сталь луженая Контакты: нержавеющая сталь или медный сплав, 0,2 мкм золота поверх никеля Клеммы: медный сплав, 0,2 мкм золота поверх никеля	Срок службы: 40 000 циклов Раб. температура: от -40º C до 90º C Испытание на влагостойкость: 21 день (IEC 512-6) Рабочее усилие срабатывания: 1.6N Ударопрочность: 50 g (IEC 512-4)
PHAP5-10		Макс. 50 мА 12 ВDC Компактный размер Нормально разомкнутые контакты Положительная тактильная обратная связь Длина хода: 0.25 мм ± 0.1 мм Поверхностный монтаж	Корпус: полиамид / полифталамид Ручка: полиамид Покрытие: нержавеющая сталь / никелево-медный сплав Контакты: посеребренная нержавеющая сталь Клеммы: посеребренная латунь	Раб. температура: от -25º C до 70º C  Температура хранения: от -30º C до 80º C  Рабочее усилие срабатывания: 1.6N  ± 0.3 Срок службы: 50 000 циклов
PHAP5-30		Макс. 50 мА 12 ВDC Компактный размер Круглая или квадратная форма ручки Нормально разомкнутые контакты Положительная тактильная обратная связь Длина хода: 0.25 мм Поверхностный монтаж	Корпус: полиамид Ручка: полиамид Покрытие: нержавеющая сталь Контакты: посеребренная фосфористая бронза Клеммы: посеребренная латунь	Раб. температура: от -25º C до 70º C  Температура хранения: от -30º C до 80º C  Рабочее усилие срабатывания: 1.6N  ± 0.5 или 2.6 N ± 0.50 N Срок службы: 100 000 циклов (2. 6 N) 200 000 циклов (1.6 N)
PHAP5-31		Макс. 50 мА 12 ВDC Низкий профиль Нормально разомкнутые контакты Положительная тактильная обратная связь Допустимо мытье	Корпус: полиамид Ручка: полиамид Покрытие: нержавеющая сталь Контакты: нержавеющая сталь Клеммы: посеребренная латунь	Раб. температура: от -25º C до 70º C  Температура хранения: от -30º C до 80º C  Рабочее усилие срабатывания: 1.6N  ± 0.5 или 2.6 N ± 0.50 N Срок службы: 100 000 циклов
PHAP5-50		Макс. 50 мА 12 ВDC В корпусе 12 на 12 мм Низкий профиль Нормально разомкнутые контакты Поверхностный монтаж  Положительная тактильная обратная связь Длина хода: 0. 35 мм	Корпус: нейлон Ручка: нейлон Покрытие: нержавеющая сталь Контакты: посеребренная фосфористая бронза Клеммы: посеребренная латунь	Раб. температура: от -25º C до 70º C  Температура хранения: от -30º C до 80º C  Рабочее усилие срабатывания: 1.6N  ± 0.5 или 2.6 N ± 0.50 N Срок службы: 100 000 циклов (2.6 N) 200 000 циклов (1.6 N)
MJTP		Несколько видов моделей: 12×12 мм 6×6 мм 6×4 мм Макс. 50 мА 12 ВDC Длина хода: 0.30 ± 15 мм  Великолепная тактильная обратная связь Долгий срок службы	Материал корпуса, ручки и покрытия зависит от модели Контакты: посеребренная фосфористая бронза или нержавеющая сталь Клеммы: посеребренная латунь	Раб. температура: от -25º C до 70º C  Температура хранения: от -30º C до 80º C Рабочее усилие срабатывания: 1.6N  ± 0.5 или 2.6 N ± 0.50 N

Для оформления заказа Вы можете обратиться к нашим менеджерам через форму связи или написать на почту [email protected].

 

Офисы в Москве, Санкт-Петербурге и других городах России.

 

 

Что такое тактильный переключатель? | Электронные компоненты OMRON

Определение

Эти переключатели небольшого размера размещаются на печатных платах и ​​используются для замыкания электрической цепи при нажатии кнопки человеком.

При нажатии кнопки переключатели включаются, а при отпускании кнопки переключатели выключаются.

Тактильный переключатель представляет собой переключатель, действие которого можно ощутить на ощупь.

Функции

Ответ на нажатие	Реакция кнопки на нажатие позволяет пользователю почувствовать реакцию переключателя на операцию.
Высокая износостойкость	Контактный купол, который также действует как подвижный контакт, имеет специальные материалы, обработку поверхности и свойства формы для поддержания стабильного контакта в течение длительного периода использования.

В большинстве случаев тактильные переключатели используются для подачи сигнала ВКЛ/ВЫКЛ на устройства.

Типы

Существует два типа тактильных переключателей: тактильные переключатели и герметичные тактильные переключатели.

В зависимости от того, как коммутатор монтируется на печатной плате, они подразделяются на типы клемм с отверстием для вставки в печатную плату или типы клемм для поверхностного монтажа на печатной плате.

Другие варианты продукции включают малогабаритные и низкопрофильные типы, типы с длинным и средним ходом, переключатели, упакованные на ленту, и многое другое.

	Тактильные переключатели
Клеммы с отверстием для вставки печатной платы	Стандартные типы	Типы горизонтальных кнопок	Шарнирно-рычажный тип
Накладные клеммы для печатных плат	Стандартные типы	Сверхминиатюрные модели	Типы с длинным ходом

	Герметичные тактильные переключатели
Клеммы с отверстием для вставки печатной платы	Стандартные типы	Упаковка с радиальной лентой
Накладные клеммы для печатных плат	Стандартные типы	Низкопрофильные модели	Типы со средним ходом

3D-модели

Тактильные переключатели

Стандартные тактильные переключатели состоят из четырех компонентов: крышки, плунжера, контактного купола и основания.

Основание объединяет контакты и клеммы в единый компонент.

Клеммы для поверхностного монтажа на печатной плате, тип B3FS

1. Крышка

Крышка используется вместе с основанием для защиты внутренних механизмов переключателя.
Изготавливается методом штамповки металлической пластины.

2. Плунжер

Плунжер передает усилие человека, нажимающего переключатель, на контактный купол.
Обычно изготавливается из смолы, но иногда для более крупных штрихов используется резина.

3. Контактный купол

Контактный купол представляет собой круглую металлическую деталь.
Он реверсирует при приложении силы и позволяет току течь между контактами, чтобы включить переключатель. Когда сила снимается, контактный купол возвращается к своей первоначальной форме, и переключатель выключается.

4. Основание

Основание изготовлено из смолы, а контакты и клеммы объединены в один компонент.
Он образует основу, к которой крепятся все остальные компоненты коммутатора.

5. Контакты и клеммы

Клеммы бывают двух типов: те, которые вставляются во вставные отверстия на печатной плате, и те, которые монтируются на поверхность печатной платы.

Герметичные тактильные переключатели

Герметичные тактильные переключатели содержат все компоненты стандартных тактильных переключателей, в дополнение к кнопке и пленке для создания герметичной конструкции.

Герметичная печатная плата для поверхностного монтажа
Клеммы типа B3SN

1. Крышка

2.Кнопка

Кнопка представляет собой пластмассовый компонент, нажимаемый человеком.
Сила, которую он получает от толчка, передается на поршень через пленку.

3.FilmFilm

Герметизирует контактный купол и контакты, предотвращая попадание влаги или посторонних предметов на эти компоненты.
Этот компонент необходим для герметизации переключателя.

4.Плунжер

Плунжер передает усилие, полученное через пленку, на контактный купол и заставляет его реверсировать.

5. Контактный купол

6. Основание

7. Контакты и клеммы

Модельный ряд

9 0005 9 04053 46 6 × 6 мм 12 × 12 мм Другие размеры Тактильные переключатели Отверстие для вставки печатной платы
Клеммы Стандартные типы B3F
Шарнирный рычаг B3J Типы
B3W-9 Типы с подсветкой
Накладные клеммы для печатных плат Стандартные типы B3FS
  Сверхминиатюрные модели B3U
B3AL Длинный ход
   

Б3СЛ

	6 × 6 мм	12 × 12 мм	Другие размеры
	Тактильные переключатели
Отверстие для вставки печатной платы Клеммы	B3W Стандартные типы		B3WN Упаковка с радиальной лентой
Накладные клеммы для печатных плат	B3S Стандартные типы
	B3SN Низкопрофильные модели
	B3SL Типы со средним ходом

Приложения

В каких типах коммерческого и промышленного оборудования для расширения функциональности используются тактильные переключатели? От торговых автоматов до измерительных устройств, тактильные переключатели идеально подходят для предоставления пользователям необходимых функций. Дополнительные области применения тактильных переключателей:

Настройки рабочих параметров и операции для коммерческого и промышленного оборудования

• Панели управления торговых автоматов и охранная сигнализация
• Панели управления на измерительных приборах

Торговые автоматы

Охранная сигнализация

Измерительные устройства

Рабочие настройки и операции запуска/остановки бытовой электроники и офисного оборудования

• Панели управления на принтерах и копировальных аппаратах
• Панели управления стиральными машинами

Принтеры

Копировальные аппараты

Стиральные машины

Поиск продуктов

Поиск по перекрестным ссылкам Поиск по решениям

Поиск информации о поддержке

Поиск по часто задаваемым вопросам Поиск по снятию с производства продукта

Тактильные переключатели 101 | Устройства CUI

Электрический выключатель в самом общем смысле — это устройство, которое включает или выключает электрический ток. Если бы это было все, что вам нужно знать о переключателях, это была бы очень короткая история. Тем не менее, электрические выключатели бывают тысяч стилей, размеров и номиналов, а также охватывают еще большее количество функций, спецификаций и габаритов.

Что такое тактильные переключатели?

«Тактильный переключатель» — это один из типов широко используемых переключателей, которые замыкают электрическую цепь, как правило, когда пользователь нажимает на устройство, что затем дает пользователю ощутимый «щелчок» или тактильный толчок в ответ, указывая на прохождение тока. . Поток тока отключается при отпускании переключателя. Чтобы дать более короткое определение, тактильный переключатель — это устройство мгновенного действия, действие которого воспринимается на ощупь. Эта ощутимая обратная связь дает пользователю некоторую уверенность в том, что переключатель сработал и сигнал прошел. Также доступны модели с тактильным переключателем, которые отключают ток при нажатии переключателя и снова включают его при отпускании. Эти «нормально закрытые» тактильные переключатели также доступны в CUI Devices.

Примеры распространенных тактильных переключателей

Переключатели этого типа начинались как мембранные или трафаретные переключатели в начале 1980-х годов для использования в клавиатурах и клавишных панелях. Их отсутствие тактильной обратной связи и низкая производительность быстро встретили сопротивление, пока в конце 1980-х годов не были представлены устройства с металлическими куполами как часть конструкции переключателей. Куполообразная конструкция обеспечивала тактильную обратную связь наряду с более надежным методом срабатывания и большей долговечностью. Сегодня тактильные переключатели широко используются в качестве устройств ввода в тысячах коммерческих и потребительских устройств.

Тактильный переключатель по сравнению с кнопочным переключателем

У пользователей может возникнуть некоторая путаница при наименовании тактильных переключателей, поскольку их часто называют кнопочными переключателями. Кнопочный переключатель предназначен для обеспечения протекания тока в цепи, когда привод нажимается и проходит заданное расстояние, и останавливает поток тока при повторном нажатии. Кнопочные переключатели могут быть установлены либо на панелях, либо непосредственно на печатных платах (PCBs). Чтобы узнать больше о кнопочных переключателях, прочитайте наш блог о кнопочных переключателях 101.

С другой стороны, тактильный переключатель пропускает ток, когда привод нажимается и удерживается, и останавливает ток, когда его отпускают, или наоборот. Ход привода минимальный. Они известны как переключатели «мгновенного действия», и хотя некоторые кнопки являются мгновенными, все тактильные переключатели таковы. Тактильные переключатели также обычно намного меньше, чем кнопочные, и из-за своей конструкции часто имеют более низкие номинальные значения напряжения и тока. Они также обеспечивают звуковую или тактильную обратную связь и предназначены исключительно для непосредственного монтажа на печатных платах.

Особенности и преимущества тактильных переключателей

Тактильные переключатели предлагают важные и полезные функции, которые могут улучшить восприятие продукта пользователем. Во-первых, они обеспечивают мгновенное включение цепи — ток включается, когда переключатель нажат, и выключается, когда переключатель отпускается, или наоборот. Это обеспечивает более быстрый ввод данных, как на клавиатуре компьютера, и непрерывную работу до тех пор, пока это не потребуется, как на клавиатуре управления двигателем.

Во-вторых, и это наиболее важно, тактильные переключатели обеспечивают оператору тактильную и слуховую обратную связь, подтверждая, что переключатель включен и питание подается на цепь. Они также, как и в случае компьютерных клавиатур, обеспечивают полноценное физическое «ощущение» функции набора текста, что также может указывать на пропущенные штрихи или отсутствие ввода.

В-третьих, тактильные переключатели обычно работают при более низких номинальных значениях мощности и тока. Это делает их менее дорогостоящими в производстве и лучше подходит для низковольтных устройств и систем. Более низкое напряжение также означает меньшее искрение в точках контакта.

Наконец, тактильные переключатели с очень небольшим количеством движущихся частей обычно служат дольше, чем другие механические переключатели. Это позволяет использовать их непосредственно на печатных платах, не беспокоясь о снятии для ремонта. Это также означает, что по сравнению с другими типами переключателей их использование в изделии обходится дешевле.

Базовая конструкция тактильного переключателя и работа с ним

Тактильные переключатели несколько элегантны в своей простоте, в них используется очень ограниченное количество деталей для выполнения их предполагаемой функции. Базовая конструкция тактильного переключателя обычно состоит из четырех частей, включая самый большой компонент — формованное полимерное основание (4) , содержащее клеммы и контакты для соединения переключателя с основанием печатной платы.

Базовая конструкция тактильного переключателя

Контактный купол (3) дугообразной формы входит в основание и отклоняется или меняет форму под действием силы. Этот процесс производит слышимый и тактильный щелчок тактильного переключателя. Купол соединяет два фиксированных контакта в основании при изгибании и, таким образом, питает цепь. Когда рабочая сила снимается, купол возвращается к своей первоначальной форме, и цепь прерывается. Купола изготавливаются как из металла, так и из других материалов в зависимости от необходимой тактильной и звуковой обратной связи.

Поршень (2) находится сверху контактного купола и нажимается, чтобы согнуть купол и активировать переключатель. Плунжеры могут быть изготовлены из металла, резины или других материалов и могут быть плоскими или иметь приподнятые выступы, в зависимости от потребностей продукта в целом. Тип материала, используемого в поршне и контактном куполе, также определяет тактильное ощущение и звук щелчка.

В верхней части плунжера находится крышка (1) , которая защищает внутренний механизм переключателя. Он может быть изготовлен из металла или других материалов, в зависимости от предполагаемого использования переключателя и степени необходимой защиты. Специальные крышки могут также включать клемму заземления для защиты от статического разряда.

Технические характеристики тактильного переключателя

Выбор правильного тактильного переключателя для вашего продукта — это не просто процесс оценки спецификаций в техническом описании продукта. Тактильные переключатели из-за их «ощущения» и «звучания» могут влиять на восприятие пользователем качества продукта в целом. Это восприятие может быть трудно поддается количественной оценке. Сила, необходимая для активации переключателя, и тактильная обратная связь, которую ощущает пользователь, должны соответствовать применению и будут варьироваться от потребительских до промышленных продуктов.

Часто бывает целесообразно сопоставить характеристики конкретного переключателя с его применением, протестировав реальный переключатель в прототипе. Например, для автомобильного переключателя может потребоваться большее усилие срабатывания, чтобы избежать ошибок ввода, вызванных вибрацией автомобиля. Переключатель, используемый на принтере или потребительском игровом продукте, может быть менее чувствительным. Разумеется, в любом случае переключатель также должен надежно функционировать в течение всего срока службы изделия.

При всем при этом существует множество конструктивных спецификаций, применимых к тактильным переключателям, в том числе:

• Номинальное напряжение : (иногда называемое номинальной мощностью) указывает максимальное напряжение, которое переключатель может выдержать в разомкнутом или замкнутом состоянии. Номинальное напряжение на тактильных переключателях обычно низкое.
• Номинальный ток : максимальный ток в амперах, который переключатель может выдержать до повреждения.
• Сила активации : (также называемая рабочей силой) количество силы или давления (выраженное в граммах силы или gf), которое необходимо для перемещения привода на переключателе.
• Отклонение : (также называемое ходом привода) общее расстояние перемещения нажатого переключателя.
• Контактное усилие : сила или давление (выраженное в граммах), необходимое для того, чтобы переключатель соединил клеммы и вызвал подачу питания.
• Высота привода : высота привода над корпусом переключателя.
• Диапазон жизненного цикла : ожидаемая продолжительность переключения при нормальных условиях эксплуатации.
• Диапазон температур : диапазон температур, в котором переключатель будет работать в соответствии со спецификациями.
• Тип монтажа : метод, используемый для монтажа коммутатора на печатной плате либо через отверстие, либо на поверхности.
• Степень защиты IP : международный стандарт, классифицирующий степени защиты переключателя (или другого изделия) от проникновения пыли и жидкостей.

Примеры стандартной высоты привода тактильного переключателя

Типы тактильных переключателей

Тактильные переключатели доступны двух основных типов: стандартные (или открытые) или герметичные. Тактильный переключатель стандартного типа не изолирован от внешних элементов, таких как пыль, газы или вода. Герметичный тип имеет механические элементы для защиты внутренних частей от попадания пыли и воды в агрессивных средах.

Доступны следующие типы тактильных переключателей:

• Круглые/квадратные/прямоугольные
• Заподлицо
• С подсветкой
• Миниатюрный
• Микро
• Прямой угол
• Длинный ход
• 5-ходовой
• Массивы переключателей и клавиатуры

Как подключить тактильный переключатель

Тактильные переключатели обычно содержат 4 контакта. Эти контакты внутренне соединены в 2 набора. Цель использования 4 контактов — обеспечить стабильность при установке устройства на печатной плате. При подключении вам технически нужно использовать только 2 провода, но лучше всего использовать все возможные контакты, понимая, что пары соединены внутри. Тактильные переключатели также доступны только с 2 контактами. Также доступны 5-контактные тактильные переключатели, позволяющие управлять джойстиком в очень маленьком корпусе.

Типичная конфигурация контактов тактильного переключателя

Применение тактильного переключателя

Благодаря своему небольшому размеру, малой высоте и длительному сроку службы тактильные переключатели подходят для многих нужд в различных типах потребительских и промышленных товаров. Список некоторых типичных приложений включает:

• Клавиатуры и клавишные панели
• Пульты дистанционного управления
• Игровые контроллеры
• Телефоны
• Игрушки
• Музыкальные инструменты
• Ноутбуки
• Бытовая техника
• Охранная электроника
• Промышленные средства управления
• Электрические и электронные инструменты
• Портативное оборудование
• Медицинское оборудование

Некоторые новые приложения, в которых используются преимущества компактных размеров, легкого веса и долговечности тактильных переключателей, включают носимые технологии, интеллектуальные бронежилеты и нательные камеры.