O que os desenvolvedores de dispositivos e engenheiros de design precisam saber sobre teclados de membrana e touch pads

A evolução dos dispositivos de entrada inovadores está longe de terminar. Novas tecnologias e produtos estão revolucionando o mercado a todo momento.

Jens Kautzor Hoffman + Krippner Inc.

Inventados há mais de 30 anos, os teclados e interruptores de membrana foram inicialmente ridicularizados como uma tecnologia de entrada de baixo custo, mas não confiável. No entanto, após décadas de melhorias, a chave de membrana agora se estabeleceu como uma solução eficaz para muitas aplicações técnicas diferentes. Hoje, devido às vantagens inquestionáveis, tornou-se indispensável para muitas indústrias. Muitas vezes despercebido pelos consumidores, o simples teclado agora se desenvolveu em um sofisticado sistema de alta tecnologia.

Evolução dos interruptores de membrana

Linha superior: o uso de tinta condutora, impressão de circuitos e o interruptor de membrana inicial

Linha inferior: integração de cúpulas de metal para feedback tátil, interruptores de membrana personalizados de pequena e grande quantidade, interruptor de membrana em FR4 com cúpulas de chave duráveis, soluções completas prontas para uso, incluindo

O interruptor de membrana originou-se da serigrafia técnica. Inicialmente, as membranas impressas eram usadas simplesmente como elementos decorativos para aumentar a aparência de interruptores convencionais ou como cobertura para teclas de curso curto.

O primeiro interruptor de membrana real chegou ao mercado no início dos anos oitenta.

O material original utilizado foi o policarbonato, mas foi descartado em relação à fragilidade do material causada por propriedades de deformação mecânica deficientes, resultando em rachaduras ao redor das chaves.

Inicialmente, apenas interruptores de membrana sem qualquer feedback tátil estavam disponíveis. Não foi possível calcular a distância exata entre as camadas e, portanto, o comportamento de troca foi bastante ruim e resultou em uma qualidade de classificação inferior.

Usando o poliéster como material de base e alterando o design do interruptor de membrana em relação à composição e estrutura, os problemas de qualidade dos primeiros anos foram amplamente eliminados. No final dos anos 80, os primeiros interruptores de membrana foram fabricados com teclas abauladas, introduzindo cúpulas de metal para melhorar o feedback tátil e a longevidade.

Legenda: Cúpula de metal integrada para fornecer feedback tátil.

Outro grande passo na evolução do interruptor de membrana foi a introdução da tecnologia LED. Inicialmente usados ​​apenas para iluminação de teclas, os LEDs hoje oferecem uma ampla variedade de opções de exibição interessantes e eficazes para interruptores de membrana. O maior avanço, no entanto, foi o aumento dos ciclos de comutação para mais de 1 milhão de operações usando cúpulas de encaixe de metal banhado a ouro.

Com vantagens inquestionáveis, como alta flexibilidade no design, baixo perfil e uma ampla gama de opções de classificação IP, a chave de membrana tornou-se o padrão de entrada para muitas indústrias.

Ao longo dos anos, o interruptor de membrana revelou-se um verdadeiro milagre de integração. A montagem direta em placa de circuito impresso permite designs muito mais compactos. A parte de trás do teclado pode ser encaixada diretamente em um circuito personalizado. Visor, tela sensível ao toque, mouse pad, potenciômetro analógico - todos esses elementos podem ser implementados com muita facilidade.

A tecnologia capacitiva e resistiva pode ser combinada com a mecânica convencional. Os filmes LED e EL permitem a iluminação de teclas individuais ou áreas completas para feedback visual, como luzes noturnas ou apenas como um elemento de design. As possibilidades de design são virtualmente ilimitadas.

A popular tecnologia de toque capacitivo de hoje, comumente usada com smartphones e tablets, usa uma superfície de vidro resistente a ácidos, sujeira, produtos químicos perigosos e outras impurezas. Como não há partes móveis, o resultado é nenhum desgaste mecânico dos contatos. A limpeza é fácil e garante os máximos padrões de higiene. A falta de feedback tátil de uma tela sensível ao toque pode ser superada por sinais ópticos e/ou acústicos. A tecnologia capacitiva permite um design plano e pode ser inserido atrás de vidro, plástico ou outras superfícies não condutoras.

Os teclados de toque capacitivo são perfeitos para uso em condições operacionais adversas – protegidos contra temperatura e umidade, bem como contra vandalismo