Cosa devono sapere gli sviluppatori di dispositivi e gli ingegneri progettisti sulle tastiere a membrana e sui touch pad

L’evoluzione dei dispositivi di input innovativi è lungi dall’essere terminata. Nuove tecnologie e prodotti rivoluzionano continuamente il mercato.

Jens Kautzor | Hoffmann+Krippner Inc.

Inventate oltre 30 anni fa, le tastiere e gli interruttori a membrana furono inizialmente ridicolizzati come una tecnologia di input a basso costo ma inaffidabile. Tuttavia, dopo decenni di miglioramenti, l'interruttore a membrana si è ormai affermato come una soluzione efficace per molte diverse applicazioni tecniche. Oggi, grazie agli indiscutibili vantaggi, è diventato indispensabile per molti settori. Spesso inosservata dai consumatori, la semplice tastiera si è ora trasformata in un sofisticato sistema high-tech.

Evoluzione degli interruttori a membrana

Riga superiore: l'uso dell'inchiostro conduttivo, la stampa dei circuiti e il primo interruttore a membrana

Riga inferiore: integrazione di cupole metalliche per feedback tattile, lamina personalizzata su grandi quantità di interruttori a membrana, interruttore a membrana su FR4 con cupole a chiave durevoli, soluzioni complete chiavi in ​​mano che includono

L'interruttore a membrana ha origine dalla serigrafia tecnica. Inizialmente le membrane stampate venivano utilizzate semplicemente come elementi decorativi per aumentare l'aspetto degli interruttori convenzionali o come copertura per i tasti a corsa breve.

Il primo vero interruttore a membrana venne immesso sul mercato all'inizio degli anni ottanta.

Il materiale originale utilizzato era il policarbonato, ma è stato scartato a causa della fragilità del materiale causata dalle scarse proprietà di deformazione meccanica, con conseguenti crepe attorno ai tasti.

Inizialmente erano disponibili solo interruttori a membrana senza feedback tattile. Non è stato possibile calcolare l'esatta distanza tra gli strati e quindi il comportamento di commutazione è stato piuttosto scarso e ha comportato una qualità di qualità inferiore.

Utilizzando il poliestere come materiale di base e modificando il design dell'interruttore a membrana in termini di composizione e struttura, i problemi di qualità dei primi anni sono stati in gran parte eliminati. Alla fine degli anni ottanta i primi interruttori a membrana furono fabbricati con tasti a cupola, introducendo cupole metalliche per migliorare il feedback tattile e la longevità.

Didascalia: cupola metallica integrata per fornire feedback tattile.

Un altro grande passo nell'evoluzione dell'interruttore a membrana è stata l'introduzione della tecnologia LED. Inizialmente utilizzati semplicemente per la retroilluminazione dei tasti, oggi i LED offrono un'ampia varietà di opzioni di visualizzazione interessanti ed efficaci per gli interruttori a membrana. La svolta più importante, tuttavia, è stata l'aumento dei cicli di commutazione a oltre 1 milione di operazioni utilizzando cupole a scatto in metallo placcato oro.

Con vantaggi indiscutibili come l'elevata flessibilità nel design, il basso profilo e un'ampia gamma di opzioni di classificazione IP, l'interruttore a membrana è diventato lo standard di ingresso per molti settori.

Nel corso degli anni l'interruttore a membrana si è rivelato un vero miracolo di integrazione. Il montaggio diretto sul circuito stampato consente design molto più compatti. Il retro della tastiera può essere montato direttamente su un circuito personalizzato. Display, touch screen, mouse pad, potenziometro analogico: tutti questi elementi possono essere implementati molto facilmente.

La tecnologia capacitiva e resistiva può essere combinata con la meccanica convenzionale. Le pellicole LED ed EL consentono l'illuminazione di singoli tasti o di intere aree per un feedback visivo, come luci notturne o semplicemente come elemento di design. Le possibilità di progettazione sono praticamente illimitate.

La popolare tecnologia touch capacitiva di oggi, comunemente utilizzata con smartphone e tablet, utilizza una superficie di vetro resistente agli acidi, allo sporco, alle sostanze chimiche pericolose e ad altre impurità. Poiché non vi sono parti in movimento, il risultato non è l'usura meccanica dei contatti. La pulizia è semplice e garantisce i massimi standard igienici. La mancanza di feedback tattile di un touchscreen può essere superata mediante segnali ottici e/o acustici. La tecnologia capacitiva consente un design piatto e può essere inserita dietro vetro, plastica o altre superfici non conduttive.

Le tastiere touch capacitive sono perfette per l'uso in condizioni operative difficili: protette da temperatura e umidità, nonché da atti vandalici