Spis treści:
Klawiatury membranowe stanowią jedną z najczęściej spotykanych postaci interfejsu użytkownika w urządzeniach przemysłowych, pomiarowych, AGD i RTV, a także wielu innych gałęziach elektroniki. Prosta implementacja, doskonała odporność na warunki środowiskowe oraz możliwość niemal dowolnego kształtowania formy graficznej sprawiają, że klawiatury tego typu doskonale sprawdzają się nawet w nowych konstrukcjach – pomimo stale rosnącej popularności ekranów dotykowych.
W naszym artykule przyglądamy się budowie i sposobom podłączenia klawiatur foliowych, zwrócimy też uwagę na to, czym się różni klawiatura membranowa od mechanicznej.
Jak jest zbudowana i jak działa klawiatura membranowa?
Zasada działania klawiatury membranowej opiera się na zwieraniu ścieżek przewodzących pod naciskiem palca użytkownika, zwykle wykonanych w postaci nadruku na specjalnej folii. Zwieranie może odbywać się albo przez bezpośredni styk dwóch ścieżek, znajdujących się blisko siebie na dwóch błonach rozdzielonych perforowaną przegrodą, albo przez zastosowanie zewnętrznego elementu, który po naciśnięciu klawisza zwiera dwie części pola kontaktowego, wykonanego w postaci zachodzących na siebie „grzebieni” – w takim wypadku obydwie ścieżki prowadzące do danego przycisku muszą być rzecz jasna wykonane na tej samej warstwie folii.
Co ważne, wszystkie elementy klasycznej klawiatury membranowej są ze sobą trwale łączone w procesie laminowania, czyli zarówno folie ze ścieżkami, jak i przekładki perforowane, folie pokrywające całość (wyposażone w nadruk graficzny), a także podstawa klawiatury z warstwą samoprzylepną. Dzięki temu zabiegowi gotowa klawiatura stanowi jeden element, odporny nie tylko na działanie wilgoci, pyłu i temperatury, ale także na uszkodzenia mechaniczne.
Klawiatura membranowa a mechaniczna – podobieństwa i różnice
Klawiatura membranowa stanowi swego rodzaju „wariację na temat klawiatury mechanicznej” – choć ogólna zasada działania, polegająca na mechanicznym zwarciu dwóch zbliżonych do siebie styków, zostaje zachowana w obydwu przypadkach, to istnieje kilka istotnych różnic pomiędzy ww. odmianami klawiatur.
Jedną z najważniejszych jest sposób produkcji – o ile prawie każda klawiatura mechaniczna czy membranowa jest wykonywana w postaci podzespołu gotowego do zamontowania w docelowym urządzeniu, to klasyczne klawiatury mechaniczne bazują na połączeniu kilku, kilkunastu, a często nawet kilkudziesięciu dyskretnych przycisków. W przypadku klawiatur membranowych cały proces od początku do końca opiera się natomiast na łączeniu warstw, wspólnych dla wszystkich pól kontaktowych – wszystkie klawisze powstają więc jednocześnie i są ze sobą nierozdzielnie połączone.
Konstrukcja oparta na laminowaniu kilku warstw folii sprawia też, że wypadkowa grubość klawiatury membranowej zwykle nie przekracza 1, czasem 2 mm – podczas gdy klawiatury mechaniczne mają zazwyczaj grubość przynajmniej kilku…kilkunastokrotnie większą. Trwałość mechaniczna klawiatur membranowych – mierzona gwarantowaną liczbą przyciśnięć nie prowadzącą jeszcze do nieodwracalnego uszkodzenia – jest też zwykle znacznie większa, niż w przypadku ich mechanicznych odpowiedników.
Rodzaje klawiatur membranowych
Najprostsze klawiatury membranowe złożone są z prostych klawiszy z czołem płaskim lub wypukłym, wykonanym w postaci tzw. przetłoczenia. Jeżeli użytkownikowi zależy na wyczuwalnym efekcie „kliknięcia” podczas naciskania klawisza, można wybrać wersję z wbudowanymi kopułkami z cienkiej, odpowiednio wyprofilowanej blachy sprężynowej, zatopionymi wewnątrz klawiatury.
W niektórych przypadkach zastosowanie znajdują klawiatury wyposażone elastyczną pokrywę silikonową, ukształtowaną odpowiednio do projektu obudowy oraz rozmieszczenia klawiszy. Warto dodać, że personalizowane klawiatury – wykonywane na zamówienie – mogą posiadać wbudowane kontrolki w postaci diod LED, co pozwala uniknąć wykonywania dodatkowych otworów w obudowie.
Koszty produkcji klawiatur dedykowanych okazują się jednak bardzo wysokie i najczęściej całkowicie uniemożliwiają użycie klawiatury według własnego projektu w urządzeniach produkowanych jednostkowo, prototypach, a tym bardziej konstrukcjach amatorskich. W takich sytuacjach warto sięgnąć po gotową, uniwersalną klawiaturę membranową – na rynku dostępne są różnorodne modele, wyposażone w kilka, kilkanaście, a nawet ponad dwadzieścia najczęściej wykorzystywanych klawiszy.
