مقارنة لوحة المفاتيح المطاطية: اختلافات البناء التوصيلية وغير الموصلة

تم استخدام لوحات المفاتيح المصنوعة من مطاط السيليكون المصبوب في صناعة الإلكترونيات لأكثر من ثلاثين عامًا. توفر لوحات المفاتيح المطاطية سطح تشغيل ثلاثي الأبعاد يجذب المستخدمين النهائيين. لا تزال الشركات المصنعة للمعدات الأصلية (OEMs) تواجه تعقيدات عند محاولة تحديد الميزات التي تتناسب مع متطلباتهم. تتناول هذه المقالة بالتفصيل مجموعة ميزات التصميم المتاحة أثناء مقارنة وتباين الاختلافات بين النمطين الأساسيين.

 

يحتاج مصممو لوحة المفاتيح إلى فهم الميزات والمفاضلات المختلفة لاختيار أفضل أسلوب تصميم لتطبيقهم.

 

 

تأتي لوحات المفاتيح المصنوعة من مطاط السيليكون المصبوب في نمطين أساسيين:

لوحة مفاتيح مطاطية موصلة مع حبة مدمجة شبه موصلة أو قرص عفريت على الجانب الخلفي.

لوحة مفاتيح مطاطية غير موصلة تضغط على مفتاح القبة المعدنية.

يمكن أن يشير مصطلح لوحات المفاتيح المطاطية إلى الجزء المصبوب من مطاط السيليكون أو مجموعة لوحة المفاتيح بالكامل بما في ذلك لوحة الدوائر المطبوعة الداعمة ، وأحيانًا الإطار الزخرفي. يعد الجزء المطاطي المصبوب مكونًا من مجموعة أكبر من لوحة المفاتيح ويجب فهمه كجزء من مجموعة بدلاً من كونه مكونًا قائمًا بذاته.

 

 

الميزات المشتركة للوحات المفاتيح المصنوعة من مطاط السيليكون المصبوب

لوحات المفاتيح المطاطية عبارة عن قطعة واحدة من مطاط السيليكون المقولب عالي الجودة والتي تتضمن أسطح مفاتيح مرئية في حصيرة قاعدة تقع على لوحة دوائر مطبوعة وشبكة رقيقة من المطاط بين أسطح المفاتيح وحصيرة القاعدة (الشكل 1).

 

يتم تصنيع معظم لوحات المفاتيح المطاطية المقولبة باستخدام عملية التشكيل بالضغط المنخفض الضغط. هناك عدد قليل من القوالب الذين يستخدمون عملية صب حقن السائل ذات الضغط العالي. يمكن أن تكون لوحات المفاتيح المطاطية المصبوبة بلون خالص أو ألوان صلبة مختلفة داخل مناطق معزولة أو شفافة أو مزيج من الألوان الشفافة والصلبة.

 

يمكن تحقيق أساطير Keytop باستخدام حبر السيليكون المصقول أو المحفور بالليزر على مطاط السيليكون الشفاف الذي تم رشه بطلاء واحد أو أكثر من طلاء السيليكون. الغالبية العظمى من لوحات المفاتيح المصنوعة من مطاط السيليكون غير مصنفة على أنها قابلة للاشتعال UL 94V0 لأن المطاط مثبط للهب إلى حد ما ولكنه لا يلبي متطلبات UL 94V0 الصارمة. تصنيف UL 94V0 متاح لمطاط السيليكون ولكن المطاط الخام يجب أن يتم طلبه بشكل خاص مع حد أدنى كبير للشراء. عدد قليل جدًا من لوحات المفاتيح المصنوعة من مطاط السيليكون تحتاج إلى تصنيف UL 94V0 ، مما يوفر وقتًا إضافيًا للشراء والحد الأدنى الكبير للشراء.

 

يمكن طلاء الأسطح الأمامية لأسطح المفاتيح المطاطية بطبقة مقاومة للتآكل مماثلة لمادة البولي يوريثين. تشمل مواد الطلاء اللمعان أو الساتان أو غير اللامع. تشمل علاجات الأسطح الجمالية الأخرى المتوفرة أسطح مفاتيح مزدوجة التحمل وأغطية إيبوكسي. تعتبر خيارات المعالجة السطحية جمالية فقط ولا تؤثر على المناقشة الأساسية لمعايير التصميم أو التشغيل.

 

 

لوحات المفاتيح المطاطية الموصلة – البناء

تحتوي لوحات المفاتيح المطاطية الموصلة على حبة شبه موصلة أو قرص مصبوب مسبقًا بمزيج من جزيئات الكربون ومطاط السيليكون (الشكل 2). يحتوي الخليط على جزيئات كربون كافية بحيث يكون السطح موصلًا إلى حد ما ولكن مع ما يكفي من مطاط السيليكون لتثبيت جزيئات الكربون معًا. يتم تثبيت القرص أو القرص بشكل دائم في الجزء السفلي من قمة المفاتيح في كل موقع مفتاح أثناء عملية التشكيل النهائية. يتم وضع الحبوب في القالب بطريقة مماثلة لإدخال القوالب المستخدمة في تشكيل أطراف التوصيل في الموصلات الكهربائية.

تشكل لوحات المفاتيح المطاطية الموصلة قفلًا للمفتاح الكهربائي عند الضغط على قمة المفاتيح وتأتي الحبة شبه الموصلة في اتصال مادي مع الموصلات المكشوفة بين الأرقام الموجودة على لوحة الدوائر المطبوعة. يتم إغلاق المفتاح في نهاية رحلة قمة المفاتيح ويجب أن يكون سطح القرص موازٍ للوحة الدوائر المطبوعة لتوفير إغلاق المفتاح.

 

توفر لوحات المفاتيح المطاطية الموصلة ردود فعل لمسية أو إحساسًا مفاجئًا للمستخدم من خلال ميزة تسمى مخروط القوة بين الحافة السفلية لسطح المفاتيح والقاعدة المحيطة. يدعم مخروط القوة لوحة المفاتيح في الوضع غير المُفعّل.

 

عندما يتم الضغط على قمة المفاتيح ، يضغط مخروط القوة إلى نقطة ما ، ثم ينهار لتوفير الإحساس باللمس. يجب أن يكون مخروط القوة رقيقًا للثني وتوفير الإحساس باللمس. يجب استخدام مقياس التحمل المنخفض أو المطاط الناعم للوحة المفاتيح المطاطية الموصلة للسماح لمخروط القوة بالثني عدة مرات دون تمزق أو تشقق.

 

 

لوحات المفاتيح المطاطية غير الموصلة – البناء

يمكن أن يكون للوحات المفاتيح المطاطية غير الموصلة نفس المظهر المرئي مثل لوحات المفاتيح المطاطية الموصلة ولكن لها بعض الاختلافات المهمة في باقي البناء. تعمل لوحة المفاتيح المطاطية غير الموصلة كمشغل ميكانيكي يدفع ضد آلية التبديل مثل مفتاح القبة المعدنية المفاجئة (الشكل 3).

 

لا توجد حبة شبه موصلة على الجانب الخلفي من قمة المفاتيح ويتم توفير الإحساس باللمس من خلال مفتاح القبة المعدنية المفاجئة بدلاً من مخروط القوة. يتم دعم لوحة المفاتيح بشبكة أكثر سمكًا من المواد بين قمة المفاتيح والقاعدة مما يجعلها تنثني بشكل أقل وأقل عرضة للتمزق أو التصدع. يجب أن يتحرك الجزء العلوي من المفاتيح ولكن القيود المفروضة على مخروط القوة لم تعد موجودة. يمكن أن يكون مقياس التحمل لمطاط السيليكون أعلى (أكثر حزما) ويجب أن يكون أعلى مقارنة بلوحة المفاتيح المطاطية الموصلة التي توفر إحساسًا أكثر ثباتًا للمستخدم النهائي مع تذبذب أقل بكثير لسطح المفاتيح.

 

 

مقارنة الميزات بين نمطي لوحات المفاتيح المطاطية

من خلال فهم البنية الأساسية ، يمكن مقارنة الميزات ومعلمات التصميم ومقارنتها بين لوحات المفاتيح المطاطية الموصلة وغير الموصلة. يتم فحص كل ميزة بشكل منفصل ولكن تجدر الإشارة إلى أن بعض الميزات مرتبطة ببعضها البعض ولا يمكن فصلها.

  1. تبديل الختم

تجويف المفتاح هو موقع اتصالين للمفتاح وحجم الهواء الفوري المحيط بجهات الاتصال. لا يمكن إغلاق تجاويف مفاتيح لوحة المفاتيح المطاطية الموصلة حسب التصميم. يجب أن يتحرك حجم الهواء في تجويف المفتاح بحرية عند الضغط على الجزء العلوي المطاطي الموصّل. يمكن أن تشتمل لوحات المفاتيح هذه على ميزات التصميم لتقليل التلوث الخارجي من المرور عبر لوحة المفاتيح المطاطية أو حولها ولكن لا يمكن إغلاق تجويف المفتاح نفسه.

 

يمكن أن تكون تجاويف مفاتيح لوحة المفاتيح المطاطية غير الموصلة مختومة بيئيًا بالإضافة إلى دمج ميزات التصميم لتقليل التلوث الخارجي من المرور عبر لوحة المفاتيح المطاطية أو حولها. في لوحات المفاتيح المطاطية الموصلة ، تكون الحبة الموجودة على الجانب الخلفي من لوحة المفاتيح عبارة عن مزيج من جزيئات الكربون ومطاط السيليكون. تتميز لوحات المفاتيح الجديدة تمامًا بمقاومة مفتاح أقل من 50 أوم ولكن المقاومة تزداد بمرور الوقت واستخدامها لأن التلوث يؤدي إلى تدهور سطح القرص. تحدث هذه الظاهرة ولا توجد خيارات قابلة للتطبيق للتخلص من المشكلة عن طريق إغلاق تجويف المفتاح. ومع ذلك ، فإن تعيين عتبة مقاومة دائرة التبديل أعلى مثل 1000 إلى 10000 أوم سيبطئ من تدهور التلوث على مدى الاستخدام والوقت.

 

في لوحات المفاتيح المطاطية غير الموصلة ، تكون لوحة المفاتيح المطاطية المقولبة بمثابة مشغل ضد مفتاح القبة المعدنية المفاجئة وليس لها أي تأثير على مقاومة الدائرة المغلقة. يتم التحكم في مقاومة المفتاح عن طريق أسطح التلامس على مفتاح القبة ولوحة الدائرة المطبوعة والختم البيئي في تجويف المفتاح.

 

 

  1. تبديل ترتد

يمكن أن تُظهر لوحات المفاتيح المطاطية الموصلة ارتدادًا عاليًا للمفتاح عند الضغط عليه والذي سيعتمد على قوة الإصبع المطبقة ومدى دفع الحبة بشكل مباشر ضد لوحة الدوائر المطبوعة. إذا تم الضغط على قمة المفاتيح في المنتصف مقابل الحافة أو الزاوية ، يمكن أن يهتز سطح المفاتيح ويخفض سطح التلامس بين القرص ولوحة الدائرة المطبوعة. تزيد هذه الحالة من مقاومة التلامس المغلقة وتزيد من ارتداد المفتاح. يمكن أن تنحرف بيانات اختبار الحياة بسهولة عن نتائج العملية الواقعية بناءً على كيفية الضغط على أعلى المفتاح (الشكل 4).

في لوحات المفاتيح المطاطية غير الموصلة ، يتم التحكم في ارتداد المفتاح من خلال تصميم مفتاح القبة المعدنية المفاجئة وأسطح التلامس لمفتاح القبة ولوحة الدوائر المطبوعة. تتميز مفاتيح القبة بمقاومة مفاتيح مغلقة أقل بكثير بعدة مقادير مقارنة بلوحات المفاتيح المطاطية الموصلة ، مما يقلل ارتداد المفتاح أكثر.

 

 

  1. تشغيل القوة

تستخدم لوحات المفاتيح المطاطية الموصلة مخروط قوة مضغوط حول حافة سطح المفاتيح لتوفير إحساس باللمس والسفر. تمنع القيود العملية في مخروط القوة قوى التشغيل العالية مع دورة حياة معقولة لدورة التبديل. تتراوح قوى التشغيل النموذجية للوحات المفاتيح المطاطية الموصلة بين 60 و 200 جرام.

 

تعد لوحات المفاتيح المطاطية غير الموصلة سلبية تقريبًا في قوة التشغيل مما يضيف قليلاً إلى قوة تشغيل المفتاح. قوة التشغيل الفعالة هي مجموع قوة الإزاحة الخطية للوحة المفاتيح المطاطية غير الموصلة وقوة التشغيل لمفتاح القبة المعدنية المفاجئة. تعمل مجموعات لوحة المفاتيح المطاطية غير الموصلة مع مفاتيح القبة على قوى تشغيل في حدود 240 جرامًا إلى 2000 جرام اعتمادًا على تصميم مفتاح القبة.

 

 

  1. عملية التبديل المتقطع

يمكن أن تعرض لوحات المفاتيح المطاطية الموصلة عملية تبديل متقطعة عندما تصبح الحبة مغطاة بتلوث غير موصل. لا يمكن إغلاق تجويف المفتاح حيث تتلامس الحبة مع الموصلات المكشوفة بين الأرقام الموجودة على لوحة الدوائر المطبوعة. يجب أن يتحرك حجم الهواء بين الجزء السفلي من لوحة المفاتيح ولوحة الدائرة المطبوعة بحيث يمكن أن يتحرك الجزء العلوي وحبوب منع الحمل ولا يؤثر على الكمية المحدودة من اللقطات اللمسية. سيؤدي إغلاق تجويف المفتاح إلى إبطال الإحساس باللمس المحدود. لذلك ، فإن أي غبار أو نسالة محمولة بالهواء يتم امتصاصها في تجويف المفتاح عند تحرير المفتاح سوف تتراكم على أسطح التلامس المكشوفة للحبوب ولوحة الدوائر المطبوعة. يساعد ضبط مقاومة عتبة دائرة التبديل أعلى على تأخير تأثير التلوث ولكنه لا يمنع التدهور مع الاستخدام.

 

تعتمد لوحات المفاتيح المطاطية غير الموصلة على مفتاح القبة المعدنية المفاجئة للشعور باللمس وإغلاق المفتاح الكهربائي. لوحة المفاتيح المطاطية نفسها ليست سوى مشغل ميكانيكي. يمكن تصميم مفاتيح القبة المعدنية المفاجئة لتعمل في تجويف تبديل محكم الغلق بيئيًا مما يلغي إدخال الاتصالات الخارجية الضارة ويلغي تشغيل التبديل المتقطع.

 

 

  1. Keytop السفر

تتميز لوحات المفاتيح المطاطية الموصلة بحركة أطول لسطح المفاتيح مطلوبة حتى ينهار مخروط القوة لإحساس اللمس. يمنح الجمع بين الإحساس باللمس المحدود والسفر على قمة المفاتيح للمستخدم إحساسًا بأن المفتاح قد تم تشغيله. يقلل الانتقال الأطول لسطح المفاتيح من دورة حياة مخروط القوة ، ويقلل الانتقال الأقصر لسطح المفاتيح من إحساس المستخدم باللمس عند الضغط على أعلى المفتاح. يتراوح السفر المعتاد لسطح المفاتيح للوحات المفاتيح المطاطية الموصلة من 0.03 إلى 0.07 بوصة.

 

تتميز لوحات المفاتيح المطاطية غير الموصلة بقوة تحكم أعلى ولقطات لمس أعلى. يتم توفير الخاطف اللمسي بواسطة مفتاح القبة المعدنية المفاجئة. يقتصر السفر على 0.022 بوصة أو أقل اعتمادًا على مفتاح القبة المحدد. يحدث الضغط في الجزء العلوي المطاطي الذي يضيف إلى حركة مفتاح القبة بحيث يكون انتقال قمة المفاتيح أكبر من مجرد مفتاح القبة. يمكن أن يصل نقل قمة التجميع إلى 0.04 بوصة اعتمادًا على اختيار قبة معينة بما في ذلك القطر وقوة تشغيل القبة وتصميم المحرك المطاطي.

  1. تبديل نقطة التشغيل والإفراط في السفر

لا تقوم لوحات المفاتيح المطاطية الموصلة بالتلامس الكهربائي حتى تقوم الحبة بالاتصال الجسدي بالموصلات المكشوفة على لوحة الدوائر المطبوعة في نهاية السفر. في الواقع ، يحتوي سطح المفاتيح على بعض الضغط عند الضغط عليه حتى يشعر المستخدم بكمية صغيرة من السفر الزائد بعد إغلاق المفتاح. عادةً ما تحتوي لوحات المفاتيح المطاطية الموصلة على نقطة تشغيل فعالة للمفاتيح بالقرب من 90٪ من حركة أعلى المفاتيح بما في ذلك السفر الزائد. وتجدر الإشارة إلى أنه من الممكن “إثارة” لوحة المفاتيح المطاطية الموصلة حيث يمكن للمستخدم الضغط ببطء على أعلى المفتاح إلى النقطة التي ينهار فيها مخروط القوة (الإحساس باللمس) ولكن ليس بعيدًا بدرجة كافية بحيث تلامس الحبة فعليًا موصلات لوحة الدوائر المطبوعة المكشوفة (تبديل الإغلاق).

 

تقوم لوحات المفاتيح المطاطية غير الموصلة بإجراء اتصال كهربائي عندما ينهار مفتاح القبة المعدنية المفاجئة. نقطة الانهيار تقترب من 70٪ من السفر. مرة أخرى ، يحتوي سطح المفاتيح المطاطي على بعض الضغط عند الضغط عليه ويضيف إلى السفر الزائد. تقترب نقطة تشغيل المفتاح الفعال النموذجية من 60٪ من حركة قمة المفاتيح بما في ذلك السفر الزائد. مع مجموعات لوحة المفاتيح المطاطية غير الموصلة المصممة بشكل صحيح والمزودة بمفاتيح قبة معدنية ، فإنه يكاد يكون من المستحيل الشعور بالصدمة مع انهيار القبة دون إغلاق مفتاح كهربائي.

 

 

  1. Keytop Wobble

تميل لوحات المفاتيح المطاطية الموصلة إلى أن يتأرجح سطح المفاتيح أو يتمايل إذا تم الضغط عليه بعيدًا عن المركز. يُثبت مخروط القوة حول قمة المفاتيح أن الإحساس باللمس يمكن أن ينهار بشكل مستقل عن الأجزاء الأخرى من مخروط القوة ويسبب تذبذب قمة المفاتيح. يمكن أن يخطئ المستخدمون في تقدير تذبذب Keytop كإغلاق للمفتاح حيث يمكنهم إدراك الشعور باللمس على الرغم من أن المفتاح قد لا يكون مغلقًا كهربائيًا.

 

يتم تشكيل لوحات المفاتيح المطاطية غير الموصلة بمطاط التحمل العالي ولا تتضمن أقماع القوة من أجل الانطباق باللمس. تكون حركة قمة المفاتيح أو التذبذب عند الضغط عليها بعيدًا عن المركز محدودة للغاية بدون مخروط القوة. سيؤدي الضغط على مفتاح بعيد عن المركز إلى إغلاق المفتاح. يتم التخلص من غموض حركة Keytop وإغلاق المفتاح بالنسبة للمستخدم.

قد يعجبك ايضا
نحن نستخدم ملفات تعريف الارتباط لنمنحك أفضل تجربة ممكنة على موقعنا. بالمتابعة في استخدام هذا الموقع، فإنك توافق على استخدامنا لملفات تعريف الارتباط.
قبول
سياسة الخصوصية