Введение

Мембранный выключатель – это специализированный узел переключателя, который может замыкать или размыкать электрическую цепь и требует как минимум одного контакта, изготовленного из гибкой подложки или прикрепленного к ней. Его конструкция отличается от традиционных механических переключателей: мембранный выключатель состоит из нескольких тонких слоев, соединенных между собой с помощью клеев, чувствительных к давлению. Каждый слой в узле мембранного выключателя выполняет определенную функцию, а для реализации специальных возможностей требуется добавление дополнительных слоев. Обычно несколько мембранных выключателей располагаются в сложной структуре для формирования интерфейса клавиатуры, обеспечивающего взаимодействие человека с электронными системами. Уникальной особенностью мембранных выключателей является то, что они единственные позволяют использовать преимущества гибкой печатной электроники. Эти схемы обычно печатаются на полиэтилентерефталате (ПЭТ) или оксиде индия-олова (ИТО). Чернила, используемые для печати схемы, как правило, содержат медь, серебро или графит и, следовательно, являются проводящими.

Подсветка

Существует три стандартных метода подсветки мембранных переключателей. Первый вариант – использование светодиодов (LED) для подсветки. Светодиоды могут быть установлены на поверхность схемы или размещены на отдельном слое светодиодов. Обычно в подсветке мембранных переключателей используются два типа светодиодов. Светодиоды с направленным вверх свечением излучают свет прямо вверх и подходят для использования в качестве индикаторов. Светодиоды с боковым свечением излучают свет вбок и идеально подходят для использования со световодом, чтобы равномерно освещать большие области мембранного переключателя. Второй вариант – использование оптического волокна. В типичной конструкции два или более слоев тканой оптической ткани используются для формирования прямоугольной области излучения света. Волокна, выходящие с одного конца, затем собираются в круговой феррул и подключаются к одному или нескольким источникам светодиодного света. Удаленные источники света обеспечивают срок службы от 10 000 до 100 000 часов. На оптическое волокно не влияют экстремальные значения влажности (0–100%) или температуры (от –40 до +85 °C). Третий стандартный вариант – использование электролюминесцентных (EL) ламп. Они дешевле, чем оптоволокно, и обеспечивают большую гибкость при проектировании. Цвет света, излучаемого EL-лампой, может меняться в зависимости от используемых люминофоров. Распространенные цвета включают сине-зеленый, желто-зеленый, белый, синий и оранжевый. Срок службы EL-ламп составляет примерно 3000–8000 часов, в зависимости от качества люминофора. По достижении этого срока яркость начинает быстро снижаться. Поэтому EL-лампы не являются оптимальным выбором, если лампа включена в течение длительного времени. Периодическое снижение яркости или мигание могут удвоить срок службы лампы.

Приложения

Классические области применения мембранных переключателей включают панель управления микроволновой печи, панель управления кондиционером, пульт дистанционного управления телевизором и т.д. Тактильную обратную связь кнопок можно обеспечить путем рельефного тиснения верхнего слоя ПЭТ или внедрения металлических тактильных элементов, полиэстеровых куполов или формования графического слоя. Преимущества мембранных переключателей включают простоту очистки, герметичность и их плоский профиль. Мембранные переключатели могут использоваться совместно с другими системами управления, такими как сенсорные экраны, клавиатуры, подсветка, а также могут быть сложными, как, например, мембранные клавиатуры и панели переключателей в мобильных телефонах и компьютерах. Это надежные, эффективные и недорогие пользовательские интерфейсы, подходящие для широкого спектра продукции и предлагающие множество дизайнерских возможностей. В зависимости от отрасли и области применения мембранные переключатели также могут называться мембранными клавиатурами или мембранными панелями клавиш.