Zrozumienie krzywych siły przełącznika metalowej kopułki: przewodnik dla kupujących dotyczący wyboru kopułki zatrzaskowej SUS301

Jeśli kiedykolwiek określiłeś azatrzaskowa kopuław przypadku projektu klawiatury prawdopodobnie widziałeś krzywą-przemieszczenia siły: linię, która stromo wznosi się, gwałtownie cofa i ustala się przy niższej sile nacisku. Krzywa ta jest najważniejszym elementem danych inżynierskich dotyczących kopuły, a jednocześnie jest najczęściej źle rozumiana. W tym przewodniku wyjaśniono, jak to odczytać, co oznaczają liczby i jak przełożyć krzywą na odpowiedni numer części dla danego zastosowania.

ShanyostemplujeKopuły ze stali nierdzewnej SUS301dla producentów klawiatur od 2004 roku. W tym czasie widzieliśmy inżynierów, którzy-określili zbyt mocno siłę bez powodu,-określili ją zbyt nisko, w wyniku czego otrzymali skargi dotyczące-podwójnego dotknięcia oraz błędnie odczytali krzywe, które wyglądały identycznie na papierze, ale różniły się w produkcji. Poniższe uwagi opisują, co faktycznie robią nasi inżynierowie ds. zastosowań, gdy klient przesyła nam specyfikację klawiatury.

Co właściwie pokazuje krzywa siły

Krzywa siły przedstawia siłę skierowaną w dół (w gramach-siła, gf) w funkcji przemieszczenia tłoka (w milimetrach). Po naciśnięciu kopuły siła wzrasta w miarę odkształcania się korony kopuły. W punkcie zatrzasku kopuła odwraca się: siła gwałtownie spada i kopuła się zapada. Kontakt zamyka się na dole tej kropli. Po zwolnieniu kopuła odskoczy, ale z mniejszą siłą niż punkt zatrzasku.

Trzy liczby definiują krzywą:siła uruchamiająca (F1), szczytowa siła przy zatrzasku;siła nacisku (F2), siła, gdy kopuła jest całkowicie odwrócona i dotyka obwodu; Isiła zwrotna (F3), siła, z jaką kopuła odskakuje po zwolnieniu. Stosunek (F1-F2)/F1 to współczynnik dotyku, zwykle wyrażany w procentach. Dobrze zaprojektowana kopułka ma współczynnik dotyku na poziomie 40-60%. Poniżej 30% wrażenie jest papkowate; powyżej 70%, kopułka jest głośna i może grzechotać.

Wybór właściwej siły uruchamiającej

Najczęstszym błędem jest wybieranie F1 z przyzwyczajenia, a nie z aplikacji. Oto, co myślą o tym inżynierowie Shanyo:

• 60-160gf:Lekkie-piórko do pilotów konsumenckich, klawiatur telewizorów i przycisków do noszenia. Najlepsze dla palców bez rękawiczek. Zbyt lekki, aby można go było używać w rękawiczkach lub w zastosowaniach przemysłowych.
• 180-250gf:Ogólnego-zastosowania, do kontrolerów gier, kalkulatorów i sprzętu biurowego. Najpopularniejszy asortyment dlakopułki-elektroniki konsumenckiej.
• 250-350gf:Asortyment przemysłowy i motoryzacyjny. Używany do-przełączników na kierownicy, elementów sterujących drzwiami i interfejsów HMI maszyn. To idealne miejsce na pracę w rękawiczkach.
• 400-500gf:Wytrzymałe,-do blokad bezpieczeństwa, przycisków-portu ładowania pojazdów elektrycznych i sprzętu zewnętrznego. Kopuły te mają krótszy skok i są mocniejsze w dotyku.

W przypadku wyrobów medycznych wybór zależy od tego, czy użytkownik nosi rękawiczki. Glukometry i termopany bez rękawiczek zużywają 160–250 gf. Pompy infuzyjne i sprzęt chirurgiczny, w przypadku którego lekarze noszą rękawiczki, wymagają 280–350 gf. Zobacz nasz artykuł na tematprojekt klawiatury medycznejdla pełnego porównania.

Średnica i skok: Dopasowane do tłoka

Średnica kopuły i skok tłoka są ze sobą powiązane, ale nie w taki sposób, jak zakłada większość projektantów. Kopułka o średnicy 4 mm przemieszcza się o około 0,15 mm; kopułka o średnicy 12 mm przemieszcza się o około 0,30 mm. Tłok (gumowy lub silikonowy występ, który popycha kopułkę) musi mieć taki rozmiar, aby stykał się z koroną i nie wychodził poza nogi kopułki. Jeśli tłok jest za duży, styka się z nogami i zmienia siłę; jeśli jest za mały, przesuwa się-pośrodku i powoduje niespójne uruchamianie.

Ogólna zasada: średnica tłoka powinna wynosić 50-70% średnicy kopuły. W przypadku kopułki o średnicy 6 mm użyj tłoka o średnicy 3-4 mm. W przypadku kopułki o średnicy 12 mm użyj tłoka o średnicy 6–8 mm. Wysokość tłoka należy ustawić tak, aby kopułka w stanie spoczynku zaskoczyła na 50-70%, pozostawiając miejsce na kliknięcie.

W przypadku gęstych klawiatur, w których odstęp tłoków jest mały,układy arkuszy kopułowychz czterema-ołowianymi kopułami krzyżowymi lub trójkątnymi są często lepsze niż kopuły okrągłe, ponieważ nogi zapewniają bardziej stabilną pozycję. Widziećkopułki zatrzaskowe samochodoweprzykłady konfiguracji nóg.

Poszycie: złoto vs nikiel vs gołe

Materiał kopuły to prawie zawsze stal nierdzewna SUS301. Powłoka po stronie styku określa rezystancję styku i odporność na korozję:

• Goły (bez poszycia):Najniższy koszt, rezystancja styku 50-200 omów. Nadaje się do zastosowań konsumenckich o niskim-napięciem i niskim sygnale. Nie zaleca się stosowania w środowiskach mokrych lub korozyjnych.
• Niklowane-:Rezystancja styku 20-50 omów, lepsza odporność na korozję. Standard do zastosowań motoryzacyjnych i przemysłowych.
• Pozłacane-:Rezystancja stykowa poniżej 10 omów, najlepsza odporność na korozję i zużycie. Wymagane w zastosowaniach medycznych, lotniczych i kosmicznych oraz w zastosowaniach związanych z niskim-sygnałem (glukometry, elektrody EKG, czujniki-niskiego poziomu).

Pozłacanie zwiększa koszty, ale w przypadku wyrobów medycznych prawie zawsze jest tego warte. Różnica w oporności styków między gołą kopułką a pozłacaną-kopułką może oznaczać różnicę między stabilnym odczytem czujnika a zaszumionym odczytem. Aby uzyskać głębsze porównanie, przeczytajmetalowa prowadnica kopułkowa pokryta złotem i niklem.

Tolerancja: jak mocno jest wystarczająco ciasno?

Kopułki-domowej klasy są zwykle utrzymywane na poziomie +/-30gf w trybie F1. Klasa motoryzacyjna wynosi +/-15gf. Specyfikacje medyczne i lotnicze mogą sięgać +/-10gf. Węższa tolerancja kosztuje więcej, ale ma większe znaczenie, niż sądzi większość projektantów. Jeśli Twoja kopułka F1 różni się o +/-30gf przy nominalnej mocy 250gf, rzeczywisty zakres wynosi 220-280gf. Użytkownik naciskając kopułkę 280gf w zimny poranek zauważy różnicę i może pomyśleć, że klawiatura jest uszkodzona.

Shanyo utrzymuje kopułki-klasy motoryzacyjnej na poziomie +/-15 gf w F1 w pełnych seriach produkcyjnych, ze 100%-próbkowaniem krzywej siły na każdej szpuli. Do każdej przesyłki dołączamy wykresy krzywej siły, aby klienci mogli zweryfikować partię.

Typowe błędy aplikacji

Po 22 latach stemplowania kopuł wielokrotnie widzimy te same błędy:

• Używanie kopułki 12 mm zamiast 6 mm:Większe kopuły mają większy skok i mniejszą wartość F1 na gram materiału. Jeśli na klawiaturze jest wystarczająco dużo miejsca, mniejsza kopułka z wyższą wartością F1 często wydaje się wyraźniejsza niż duża, miękka.
• Ignorowanie temperatury:Siła SUS301 wzrasta o około 5% w temperaturze -40°C i spada o około 8% w temperaturze 85°C. Specyfikacje motoryzacyjne należy zweryfikować w obu skrajnościach.
• Pominięcie współpłaszczyznowości nóg:Jeśli nogi kopułki nie są ustawione płasko na obwodzie, kopułka kołysze się, a kliknięcie jest nierówne. Jest to problem z jakością tłoczenia, a nie problem z projektem, ale objawia się to niespójnym odczuciem w produkcji.
• Określanie kopuły bez próbkowania:Krzywa siły na arkuszu danych to nie to samo, co wyczucie dłoni. Zawsze zamawiaj próbki i przeprowadzaj własny test działania przed zatwierdzeniem części.

Pracuję z Shanyo

Jeśli wybierasz kopułkę zatrzaskową do nowej klawiatury, prześlij nam swoje wymagania dotyczące aplikacji: cel F1, podróż, środowisko (temperatura, wilgotność, zmywanie), typ obwodu (FPCvs PET vs sztywna PCB) i oczekiwaną wielkość. Nasz zespół inżynierów w ciągu 48 godzin zarekomenduje trzy opcje kopuły wraz z wykresami-krzywych siły i próbkami. Dostarczamyukłady kopułowe, luźne kopuły iklawiatury silikonowezintegrowane z kopułami dla programów „pod klucz”.

Poproś o próbki za pośrednictwemstrona kontaktowa. Zazwyczaj wysyłamy próbki w ciągu trzech dni roboczych z naszego zakładu w Qingdao.

O firmie Shanyo: Shanyo Precision Electronic Technology Co., Ltd. jest producentemkopuły metalowe, macierze kopułkowe, klawiatury FPC, klawiatury silikonowe iszyny miedzianedla klientów z branży motoryzacyjnej, medycznej i przemysłowej. Odwiedzaćwww.yo-shan.com.