Мембранный переключатель

— Мембранный переключатель это специальный узел переключателя, который может открывать или закрывать проводящий путь в электрической цепи и требует по крайней мере одного контакта, изготовленного из гибкой подложки или прикрепленного к ней. Его сборка отличается от традиционных механических переключателей: конструкция мембранного переключателя состоит из различных тонких слоев, скрепленных между собой с помощью клея, чувствительного к давлению. ^[1] Каждый слой в сборке мембранного переключателя служит определенной цели, а специальные функции требуют добавления специальных слоев. Типичные реализации размещают несколько мембранных переключателей в своей многоуровневой структуре, образуя интерфейс клавиатуры, который позволяет человеку управлять электронными системами.

Уникальные для мембранных переключателей, они являются единственными переключателями, которые могут использовать преимущества гибкой печатной электроники. Эти схемы обычно печатаются на подложках из полиэтилентерефталата ( ПЭТ ) или оксида индия и олова ( ITO ). Чернила, используемые для печати схемы, обычно содержат медь , серебро или графит и, следовательно, являются проводящими.

Строительство

ASTM . определяет мембранный переключатель как «переключающее устройство мгновенного действия, в котором по крайней мере один контакт находится на гибкой подложке или изготовлен из нее»

Мембранный переключатель обычно имеет 5 или более слоев гибкой подложки.

Общие слои мембранных переключателей ^[2]

• Графическое наложение. Верхним слоем мембранного переключателя является графическое наложение. Этот уровень служит пользовательским интерфейсом, поскольку обычно показывает пользователю, как управлять устройством. Этот слой часто создается путем цифровой печати или трафаретной печати на обратной стороне подложки из ПЭТ или поликарбоната с твердым покрытием .

• Верхняя клейкая прокладка: верхний клеевой слой проставки обычно проходит под изображением и приклеивает изображение к остальной части мембранного переключателя.

• Фиксатор купола: Фиксатор купола располагается под верхним клеевым слоем прокладки. Слой фиксатора купола удерживает металлические купола или закорачивающие площадки, которые будут использоваться для активации переключателя. Этот слой обычно изготавливается из тонкого гибкого ПЭТ .

•Клейкая прокладка: Слой прокладочной клеевой пленки проходит под фиксатором купола. Этот слой включает в себя вентиляционные прорези, которые позволяют воздуху проходить при нажатии тактильных переключателей.

• Слой схемы: Обычно проводящие чернила печатаются на тонком гибком ПЭТ для создания слоя схемы. серебряные Чаще всего используются и углеродные чернила. Иногда FPC или печатные платы вместо них используются . Слой схемы — это то, что позволяет мембранному переключателю функционировать. Когда переключатель не нажат, цепь разомкнута и ток не течет. Когда пользователь активирует переключатель, нажимая на металлический купол или закорачивающую площадку, цепь замыкается и ток может течь, вызывая соответствующую реакцию мембранного переключателя.

•Монтажный клей: Нижний слой мембранного переключателя представляет собой монтажный клей, который используется для крепления мембранного переключателя к желаемому применению.

Слои мембранного переключателя обычно собираются с помощью клея, чувствительного к давлению, хотя недорогие конструкции могут скрепляться другими механическими средствами, такими как корпус клавиатуры. ^[3]

Подсветка

Существует три стандартных метода подсветки мембранных выключателей.

Первый вариант — использование светодиодов (LED) для подсветки. Светодиоды могут быть либо установлены на поверхности слоя схемы, либо размещены на отдельном слое светодиодов. Для подсветки мембранных переключателей обычно используются светодиоды двух типов. Верхние пожарные светодиоды светят прямо вверх и являются подходящим индикатором. Светодиоды бокового огня светят вбок и идеально подходят для использования со световодной пленкой для равномерного освещения больших площадей мембранного переключателя.

Второй вариант — оптоволокно . В типичной конструкции два или более слоев тканого волоконно-оптического полотна используются для формирования прямоугольной светоизлучающей области. Волокна, выходящие из одного конца, затем связываются в круглый наконечник и подключаются к одному или нескольким светодиодным источникам света. Удаленные источники света имеют срок службы от 10 000 до 100 000 часов. Оптические волокна не подвержены воздействию экстремальных значений влажности (от 0% до 100%) или температуры (от -40 до +85°C).

Третий стандартный вариант – использование электролюминесцентных (ЭЛ) ламп. Они дешевле по сравнению с оптоволоконными кабелями и обеспечивают дополнительную гибкость конструкции. Цвет света, излучаемого электролюминесцентной лампой, может варьироваться в зависимости от используемых люминофоров. Некоторые распространенные цвета: синий/зеленый и желто-зеленый, белый, синий и оранжевый. ЭЛ-лампы имеют период полураспада примерно 3000–8000 часов в зависимости от качества люминофора. Как только они достигают периода полураспада, яркость начинает быстро тускнеть. Таким образом, электролюминесцентные лампы не являются хорошим выбором, если лампа включена в течение длительного периода времени. Затухание или мигание могут удвоить срок службы лампы.

Экранирование

— Мембранный переключатель это электрический переключатель для включения и выключения цепи. Он отличается от механического переключателя, который обычно состоит из медных и пластиковых деталей. Мембранный переключатель — более интегрированное и надежное решение, состоящее из слоев, включая гибкую печатную схему. Ключевыми компонентами конструкции и функциональности мембранных переключателей являются проводящие материалы, используемые для защиты от электростатических разрядов ( ESD ), электромагнитных помех (EMI) и радиочастотных помех (RFI).

Типы проводящих материалов

1. Печатные проводящие сетки . Эти сетки обычно печатаются на полиэфирных пленках и используются из-за их высокой электропроводности. Они составляют важную часть конструкции выключателя, обеспечивая защиту от электрических сбоев, вызванных статическим электричеством или внешними электромагнитными полями.

2. Пленки из оксида индия и олова (ITO) . Известные своей превосходной проводимостью и прозрачностью, пленки ITO используются в областях мембранных переключателей, где требуется хорошая видимость, например, в витринах, а также обеспечивают эффективное электромагнитное экранирование.

3. Алюминиевая фольга . Алюминиевая фольга используется из-за ее превосходной проводимости и особенно эффективна для защиты от электромагнитных и радиочастотных помех в неблагоприятных условиях окружающей среды. Его использование в мембранных переключателях обеспечивает долговечность и надежность электронных компонентов при различных воздействиях окружающей среды.

Заземление и эффективность

Чтобы обеспечить эффективность этих защитных материалов, они должны быть надлежащим образом заземлены. Обычно это достигается путем подключения их к металлическому корпусу, металлической задней панели или через заземляющие провода, идущие от хвостовой части цепи. Правильное заземление необходимо для рассеивания накопленных электрических зарядов и сведения к минимуму риска помех от внешних электромагнитных полей, что повышает общую надежность и производительность мембранного переключателя. ^[4]

Приложения

Классические области применения мембранных переключателей включают панель микроволновой печи , кондиционером панель управления , пульт дистанционного управления телевизором и т. д. Тактильную обратную связь клавиш можно обеспечить путем тиснения верхнего слоя ПЭТ, встраивания металлических защелкивающихся куполов, куполов из полиэстера или формирования графического слоя.

К преимуществам мембранных переключателей относятся простота очистки, герметичность и низкий профиль. Мембранный переключатель можно использовать вместе с другими системами управления, такими как сенсорные экраны, клавиатуры, освещение, а также они могут быть сложными, как мембранные клавиатуры и панели переключателей в мобильных телефонах и компьютерах. Это надежные, эффективные и недорогие пользовательские интерфейсы, подходящие для широкого спектра продуктов и предлагающие множество творческих возможностей. ^[5]

В зависимости от отрасли и применения мембранные переключатели также называют мембранными клавиатурами и мембранными клавиатурами. ^[6]

Ссылки

^ «Мембранные переключатели» . АЛМАКС . Проверено 18 июня 2022 г.
^ «Индивидуальные мембранные переключатели» . Алмакс-РП . 29 июля 2021 г. Проверено 12 августа 2021 г.
^ «Подсветка мембранных переключателей» . Паннам Имиджинг .
^ «Индивидуальные мембранные переключатели: технология экранирования» . WeGlow Industrial .
^ «Мембранные переключатели» . КТП Техс .
^ «Мембранные переключатели: основы» . ССИ Электроникс .

[1] «Мембранные переключатели» . АЛМАКС . Проверено 18 июня 2022 г.

[2] «Индивидуальные мембранные переключатели» . Алмакс-РП . 29 июля 2021 г. Проверено 12 августа 2021 г.

[3] «Подсветка мембранных переключателей» . Паннам Имиджинг .

[4] «Индивидуальные мембранные переключатели: технология экранирования» . WeGlow Industrial .

[5] «Мембранные переключатели» . КТП Техс .

[6] «Мембранные переключатели: основы» . ССИ Электроникс .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]