Qué necesitan saber los desarrolladores de dispositivos y los ingenieros de diseño sobre los teclados de membrana y los paneles táctiles

La evolución de los dispositivos de entrada innovadores está lejos de terminar. Las nuevas tecnologías y productos están revolucionando el mercado todo el tiempo.

Jens Kautzor | Hoffman + Krippner Inc.

Inventados hace más de 30 años, los teclados e interruptores de membrana fueron ridiculizados al principio como una tecnología de entrada de bajo costo pero poco confiable. Sin embargo, después de décadas de mejoras, el interruptor de membrana ahora se ha establecido como una solución efectiva para muchas aplicaciones técnicas diferentes. Hoy, por sus indudables ventajas, se ha vuelto indispensable para muchas industrias. A menudo desapercibido por los consumidores, el teclado simple ahora se ha convertido en un sistema sofisticado de alta tecnología.

Evolución de los interruptores de membrana

Fila superior: el uso de tinta conductora, impresión de circuitos y el primer interruptor de membrana

Fila inferior: integración de domos de metal para retroalimentación táctil, interruptores de membrana de aluminio personalizados en pequeñas y grandes cantidades, interruptor de membrana en FR4 con domos de tecla duraderos, soluciones llave en mano completas que incluyen

El interruptor de membrana se originó a partir de la serigrafía técnica. Inicialmente, las membranas impresas se usaban simplemente como elementos decorativos para aumentar la apariencia de los interruptores convencionales o como cubierta para teclas de carrera corta.

El primer interruptor de membrana real salió al mercado a principios de los años ochenta.

El material original utilizado fue el policarbonato, pero se descartó debido a la fragilidad del material causada por las malas propiedades mecánicas de deformación, lo que provocó grietas alrededor de las teclas.

Inicialmente, solo estaban disponibles los interruptores de membrana sin ningún tipo de respuesta táctil. No fue posible calcular la distancia exacta entre las capas y, por lo tanto, el comportamiento de cambio fue bastante pobre y resultó en una calidad de ley inferior.

Al usar poliéster como material base y cambiar el diseño del interruptor de membrana con respecto a la composición y la estructura, se eliminaron en gran medida los problemas de calidad de los primeros años. A finales de los años ochenta, los primeros interruptores de membrana se fabricaron con teclas abovedadas, introduciendo cúpulas metálicas para mejorar la retroalimentación táctil y la longevidad.

Leyenda: Domo de metal integrado para brindar retroalimentación táctil.

Otro gran paso en la evolución del interruptor de membrana fue la introducción de la tecnología LED. Usados ​​por primera vez simplemente para retroiluminar las teclas, los LED ofrecen hoy en día una amplia variedad de opciones de visualización interesantes y efectivas para los interruptores de membrana. Sin embargo, el mayor avance fue el aumento de los ciclos de conmutación a más de 1 millón de operaciones mediante el uso de domos de presión de metal chapado en oro.

Con ventajas incuestionables, como una gran flexibilidad en el diseño, un perfil bajo y una amplia gama de opciones de clasificación IP, el interruptor de membrana se ha convertido en el estándar de entrada para muchas industrias.

A lo largo de los años, el interruptor de membrana resultó ser un verdadero milagro de integración. El montaje directo sobre placa de circuito impreso permite diseños mucho más compactos. La parte posterior del teclado se puede instalar directamente en un circuito personalizado. Pantalla, pantalla táctil, mouse pad, potenciómetro analógico: todos estos elementos se pueden implementar muy fácilmente.

La tecnología capacitiva y resistiva se puede combinar con la mecánica convencional. Las películas LED y EL permiten la iluminación de teclas individuales o áreas completas para retroalimentación visual, como luces nocturnas o simplemente como un elemento de diseño. Las posibilidades de diseño son prácticamente ilimitadas.

La popular tecnología táctil capacitiva de hoy en día, comúnmente utilizada con teléfonos inteligentes y tabletas, utiliza una superficie de vidrio que es resistente al ácido, la suciedad, los productos químicos peligrosos y otras impurezas. Como no hay partes móviles, el resultado no es un desgaste mecánico de los contactos. La limpieza es fácil y garantiza los máximos estándares de higiene. La falta de retroalimentación táctil de una pantalla táctil puede superarse mediante señales ópticas y/o acústicas. La tecnología capacitiva permite un diseño plano y se puede insertar detrás de vidrio, plástico u otras superficies no conductoras.

Los teclados táctiles capacitivos son perfectos para su uso en condiciones de funcionamiento adversas: protegidos contra la temperatura y la humedad, así como contra el vandalismo

Hay una variedad de desafíos involucrados en el diseño y la fabricación de dispositivos de entrada de alta calidad para las industrias electrónica, industrial y de consumo.

Los dispositivos resistivos requieren un diseño muy compacto ya que las cúpulas ya tienen 7 mm de altura. Debido a la aparición de incluso pequeños espacios de aire que pueden admitir polvo, humedad y productos químicos agresivos, es fundamental diseñar correctamente la pantalla, los discos de filtro y la propia solución táctil capacitiva. Especialmente desafiante es la integración de dispositivos de entrada en superficies curvas.

Sin embargo, con equipos e ingeniería de última generación, estos desafíos se pueden superar para producir soluciones de alta calidad.

Las capas de colocación de los domos clave también son importantes para la durabilidad. Muchos fabricantes simplemente colocarán las cúpulas de metal en su lugar y luego las pegarán en una lámina superior (decorativa). Esto puede comprometer la calidad porque las cúpulas de metal pueden moverse. El interruptor de membrana fallará si una tecla ya no tiene contacto. Los domos de metal deben estar directamente sobre los contactos plateados impresos. Una vez en su lugar, deben pegarse con una lámina de colocación transparente sobre las cúpulas. A continuación, se adhiere la lámina decorativa superior sobre la capa de colocación. Esto evita que las cúpulas se muevan. Este proceso es una importante capa adicional de protección que aumenta con éxito la longevidad.

Los desarrolladores de productos deben saber que un dispositivo de entrada innovador tiene muchas opciones de diseño para que su producto se destaque. Esto incluye teclas iluminadas, pantalla táctil integrada, teclas elevadas (domo), toque capacitivo y unión óptica de la pantalla táctil al vidrio frontal o la pantalla. Los fabricantes también requieren una larga vida útil, con componentes internos que no se desgasten, con una gran cantidad de ciclos de conmutación. Los ingenieros de diseño deben buscar una garantía de más de un millón de operaciones en una variedad de condiciones ambientales.

La unión óptica es una característica técnica importante que proporciona una visión clara en entornos brillantes, así como una mayor vida útil y seguridad para el usuario.

Unión óptica se refiere a la unión de la pantalla con la pantalla táctil, o la unión de la pantalla táctil con el cristal frontal mediante un adhesivo líquido altamente transparente. Puede proporcionar una imagen clara y brillante, incluso después de años de funcionamiento. La unión óptica elimina los espacios de aire, evitando que la humedad y la suciedad se acumulen y se condensen. La unión óptica también garantiza que el sistema sea resistente a las fluctuaciones de temperatura y al estrés mecánico. Finalmente, una grieta en el vidrio frontal no se romperá de inmediato. Se mantiene unido por el adhesivo, lo que minimiza el riesgo de lesiones para el operador.

Buena operabilidad - IE - un buen comportamiento de conmutación táctil es extremadamente importante para la aceptación del usuario. La tecnología del interruptor de membrana debe estar completamente sellada y ser fácil de limpiar con una variedad de materiales de limpieza, incluidos los líquidos. Finalmente, el interruptor de membrana debe ser fácil de instalar y admitir una variedad de opciones de conectividad.

La evolución de los dispositivos de entrada innovadores está lejos de terminar. Las nuevas tecnologías y productos están revolucionando el mercado todo el tiempo. Así como la tecnología capacitiva descrita anteriormente, por ejemplo, que estuvo reservada durante mucho tiempo para los aparatos electrónicos de entretenimiento electrónico, poco a poco encontró aceptación en la industria, al igual que hace muchos años, el teclado lo hizo.

Acerca de las tecnologías de teclado Hoffman + Krippner: Hoffmann + Krippner diseña interruptores de membrana buscando la mejor combinación entre las diferentes tecnologías disponibles y las integra en un interruptor de membrana de alta calidad. Una capa de colocación es estándar en Hoffmann + Krippner para garantizar la máxima longevidad. Hoffman + Krippner proporciona capacidades de diseño personalizadas, perfectas capacidades de impresión digital y de lámina frontal, así como fabricación interna vertical completa.

Las tecnologías de lámina SENSOTOUCH de Hoffmann + Krippner permiten soluciones de pantalla táctil robustas, fiables y de alto rendimiento (capacitivas y resistivas) que cumplen todos los requisitos especiales de los últimos sistemas de entrada y unidades operativas. La solución perfecta para cada industria: Hoffmann + Krippner proporciona una experiencia laboral eficiente, precisa y profesional al más alto nivel para casi todos los entornos industriales. Además, H+K desarrolla diseños personalizados de pantallas táctiles resistivas y capacitivas según las especificaciones del cliente.

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