Teclados de caucho de silicona conductivos frente a no conductivos: cuál elegir

Al elegir un teclado para su proyecto, es posible que se pregunte si debe optar por un teclado de caucho de silicona conductivo o no conductivo. Ambos tienen sus pros y sus contras, entonces, ¿cómo decides cuál es mejor para ti? En esta publicación de blog, desglosaremos las diferencias entre estos dos tipos de teclados para que pueda tomar la mejor decisión para su proyecto. ¡Sigue leyendo para saber más!

Índice del contenido

Dos estilos de teclados de goma de silicona moldeada

Los teclados de caucho de silicona son interruptores de teclado hechos de Materiales de caucho de silicona. están acostumbrados a proporcionar retroalimentación táctil al usuario cuando se presiona un botón y se usan comúnmente en diversos dispositivos electrónicos de consumo, como controles remotos, calculadoras y teclados.

moldeado teclados de goma de silicona se han utilizado durante más de 30 años porque a los clientes les gusta su superficie de operación tridimensional. El punto más destacable de estos teclados es que vienen en varios estilos y ofrecen múltiples beneficios.

Aquí compararemos los dos estilos básicos con detalles sobre su rango de diseño disponible. 

Vista frontal de teclados de caucho conductor con pastilla semiconductora

Teclado de caucho conductivo

El teclado de goma conductora viene con un disco en la parte trasera o con una pastilla semiconductora incorporada. La píldora está hecha de partículas de carbono conductoras y caucho de silicona.

Cuando se presiona el teclado, la pastilla semiconductora entra en contacto físico con los conductores interdigitales expuestos en la PCB. El teclado de goma conductora cierra el interruptor y se lleva a cabo la operación. 

La píldora imita un actuador mecánico. En otras palabras, funciona abriendo y cerrando un circuito. Teclados hechos de goma conductora tienen una construcción fácil y su singularidad los convierte en los más populares entre los diseñadores de teclados.

Teclado de caucho no conductor

vista trasera de los teclados de goma no conductora con cúpula metálica

El teclado de caucho no conductor se basa en un mecanismo de interruptor de domo a presión de metal.

Los interruptores de domo a presión de metal, conocidos como domos a presión, son contactos momentáneos abiertos. Están hechos de acero inoxidable. Cuando se usan con una PCB, brindan una sensación de tacto tan pronto como el usuario presiona el botón.

La cúpula emite un sonido audible y una sensación de resistencia cuando se presiona. El sentido percibido del tacto se conoce como la sensación táctil. Tan pronto como se elimina la fuerza, la cúpula vuelve a subir. 

Los teclados no conductores están construidos con una red de material más gruesa entre la parte superior de las teclas y la base. Cuando el teclado se mueve, es menos propenso a rasgarse. No hay restricción del cono de fuerza, por lo que se mejora el movimiento de la parte superior de la tecla.

Utilizan una cúpula de metal a presión que proporciona una gran fuerza de control y una sensación de tacto. Además, no se deterioran más rápido ya que la cavidad del interruptor se puede sellar.

Teclado de caucho conductivoTeclado de caucho no conductor
Contiene una pastilla semiconductora.Consiste en un interruptor de cúpula de metal.
La pastilla está hecha de partículas de carbono y caucho de silicona.La cúpula está construida en acero inoxidable.
La pastilla hace contacto con los conductores de la PCB para cerrar el circuito.El interruptor de cúpula de metal cierra el circuito.
Utiliza un material de cincha delgada llamado cono de fuerza entre la parte superior de la tecla y la base.Utiliza un material de cincha más grueso.
El material delgado permite que el cono de fuerza se flexione para que no se agriete.El material de cincha más grueso no se dobla y no es propenso a rasgarse.
El cono de fuerza se comprime para proporcionar la sensación de chasquido.La cúpula de metal se cierra momentáneamente para dar una sensación de chasquido.
El cono de fuerza está hecho de goma suave para dar una sensación percibida de tacto.Utiliza goma dura porque la cúpula a presión es suficiente para dar una percepción del sentido del tacto.
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¿Cómo se fabrican los teclados de caucho moldeado?

Los teclados de caucho moldeado se fabrican utilizando caucho de silicona moldeado de alta calidad. Incluyen cubiertas de teclas visibles en una base que descansa contra la placa de circuito impreso (PCB), mientras que una fina red de goma se encuentra entre las cubiertas de las teclas y la base.

teclados de goma de silicona

Los teclados de silicona moldeada de alta calidad se fabrican mediante dos métodos:

  1. Baja presión moldeo por compresión .
  2. Presión alta moldeo por inyección de caucho de silicona líquida .

La gente se refiere a los teclados de goma como silicón moldeado o el conjunto completo del teclado. La placa de circuito impreso (PCB) y, a veces, el bisel decorativo (bordes del teclado) se incluyen en el conjunto.

Sin embargo, un teclado de goma moldeado no es un componente independiente y debe tratarse como parte de un conjunto de teclado grande con funciones interactivas.

Un aspecto significativo de estos teclados de goma es que vienen en varios colores sólidos y translúcidos, combinando colores sólidos dentro de áreas aisladas. Además, encontrará diferentes formas de lograr leyendas en la parte superior de la tecla, es decir, grabados en la tapa de la tecla.

  1. Utilice grabado láser para teclados de caucho de silicona translúcidos que hayan sido pintados con spray con una o más manos de pintura siliconada.
  2. Use tinta de silicona tramada para teclados de goma de color sólido.

Clasificación de revestimiento de silicona

El punto crítico es que la mayoría de los teclados de caucho de silicona no tienen clasificación de inflamabilidad UL 94V0. Para lograr una clasificación de retardante de llama UL 94V0, el material debe conservar su forma cuando se expone a altas temperaturas.

Los cauchos de silicona son resistentes a las llamas, lo que significa que pueden soportar el calor durante un período breve. Pueden ser retardadores de llama cuando se agregan con bloqueadores de calor como la goma de dimetilpolisiloxano y un compuesto de platino.

Solo unos pocos teclados de caucho de silicona requieren una clasificación UL 94V0, lo que le ahorra al diseñador un tiempo de espera adicional. Además, cuando la cantidad es mayor, el costo es menor.

A menudo, se utiliza un revestimiento resistente al desgaste para las superficies frontales de las teclas de goma, similar al poliuretano. Estas texturas de recubrimiento incluyen mate, satinado y brillante.

Del mismo modo, también están disponibles otros tratamientos superficiales estéticos, que incluyen epoxi y cubiertas de teclas de durómetro dual. Aquí, el tratamiento de la superficie es puramente estético y no afecta el diseño central ni los parámetros operativos.

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Comparación de teclados de caucho de silicona conductivos y no conductivos

Podemos continuar a medida que comprenda los dos estilos de teclados de goma de silicona moldeada. Nuestro siguiente paso es una comparación en profundidad de los teclados de goma conductivos y no conductores para decidir cuál funcionará para usted.

Estas son las diferencias clave entre cada característica:

Teclados de caucho de silicona

1. Sellado de interruptores

El sellado de interruptores es de suma importancia para todo tipo de teclados de goma. Significa sellar el espacio entre dos contactos del interruptor y el volumen de aire que los rodea.

La cavidad del interruptor de los teclados de goma conductora no se puede sellar por diseño porque requiere que el aire se mueva libremente cuando se presiona la parte superior de la tecla. Estos teclados podrían diseñarse para evitar que el aire pase a través o alrededor del teclado.

Los teclados nuevos tienen una resistencia de conmutación de menos de 50 ohmios que aumenta con el tiempo debido al uso debido a la contaminación que desintegra la superficie de la pastilla. La misma píldora se encuentra en la parte posterior de los teclados de caucho conductor. Sin embargo, establecer la resistencia del interruptor más alta de 1,000 a 10,000 XNUMX ohmios ralentizará el proceso de desintegración. 

Sin embargo, el mismo escenario no se aplica a los teclados de goma no conductores, ya que las cavidades de sus interruptores pueden sellarse ambientalmente o por diseño.

En el caso del caucho no conductor, los teclados son actuadores contra interruptores de domo metálico a presión y no afectan la resistencia del interruptor. La PCB controla la resistencia del interruptor, la superficie de contacto de las cúpulas metálicas y el sello ambiental de la cavidad del interruptor.

2. Cambiar rebote

Cambiar rebote

El rebote del interruptor es la siguiente característica para comparar estos dos teclados de goma. Depende de la presión aplicada y de cómo la pastilla empuje contra la PCB.  

Los teclados de goma conductiva exhiben un alto rebote del interruptor. Si la fuerza se aplica en el centro en lugar de en el borde o la esquina, se reduce el contacto entre la superficie de la pastilla y la PCB. La pastilla se empuja contra la PCB, lo que aumenta la resistencia del contacto cerrado y provoca un rebote del interruptor.

Por el contrario, el diseño, las superficies de contacto y la PCB del interruptor de domo metálico controlan el rebote del interruptor en teclados de goma no conductores. Los domos metálicos tienen una resistencia de interruptor mucho menor que los teclados de goma conductiva, lo que reduce significativamente el rebote del interruptor.

3. Fuerza Operativa

Para brindar retroalimentación táctil, los teclados de goma conductiva utilizan un cono de fuerza tensionado presente alrededor de los bordes de la parte superior del teclado. Sin embargo, existen inhibiciones prácticas para el cono de fuerza que no le permiten exhibir una fuerza operativa alta dentro del ciclo de vida razonable del interruptor. 

La fuerza de operación es la presión requerida para presionar la tecla, y para los teclados de goma conductora, oscila entre 60 y 200 gramos.

Por otro lado, la fuerza operativa de un teclado de goma no conductora es pasiva, lo que añade muy poco a la fuerza motriz del interruptor. La fuerza operativa resultante combina el desplazamiento lineal y la presión operativa del interruptor de domo metálico.

Un teclado de caucho no conductor tiene una fuerza operativa que oscila entre 240 gramos y 2000 gramos, según el diseño de su interruptor de domo.

4. Operación del interruptor intermitente

teclados de goma de silicona

Una operación de interruptor intermitente es una irregularidad que ocurre solo en teclados de goma conductora. Esto sucede cuando la superficie de la pastilla está cubierta con un contaminante no conductor. La anomalía hace que sea imposible sellar la cavidad del interruptor donde la pastilla interactúa con los conductores interdigitales expuestos en la PCB.

Cada vez que se suelta la parte superior de la tecla, el polvo o la pelusa aspirados en la cavidad del interruptor se asentarán sobre las superficies de contacto expuestas de la pastilla y la placa de circuito impreso. Esto puede causar el deterioro del interruptor con el tiempo. 

En comparación, la cavidad del interruptor de los teclados de goma no conductoras se puede sellar completamente. Los interruptores de domo metálicos pueden diseñarse para funcionar en una cavidad de interruptor sellada ambientalmente para eliminar el efecto de contaminación y el funcionamiento intermitente del interruptor.

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5. Oscilación del teclado

El bamboleo del teclado está asociado con la construcción. Una de las principales razones por las que se produce la oscilación es que el vástago del interruptor tiene un pequeño espacio libre dentro de la carcasa del interruptor.

En los teclados de goma conductiva, si la fuerza aplicada sobre la parte superior de la tecla está descentrada, tienden a tambalearse debido al colapso del cono de fuerza que rodea la parte superior de la tecla. El cono de fuerza es la razón principal detrás de la retroalimentación táctil, por lo que si colapsa, puede hacer que la tecla se tambalee.

Algunos usuarios pueden relacionar la oscilación con el cierre del interruptor, aunque es posible que el interruptor no se haya cerrado eléctricamente. 

Por otro lado, los teclados de goma no conductores están fabricados con goma de mayor dureza que cierra el interruptor incluso si el usuario presiona la parte superior de la tecla de forma descentrada. Por tanto, existe una ligera imprecisión en el movimiento de la tecla y en el cierre del interruptor. Además, los teclados no conductores no utilizan conos de fuerza para realizar un chasquido táctil.

6. Recorrido del teclado

Teclado

El recorrido de la parte superior de la tecla es la distancia entre sus posiciones de reposo y presionada, lo que significa qué tan abajo se puede presionar la parte superior de la tecla. Tiene una relación lineal con una sensación táctil.

Para los teclados de caucho conductivo, se requiere un recorrido más extendido en la parte superior de la tecla para que el cono de fuerza pueda colapsar y brindar una sensación táctil. 

Tanto el recorrido del teclado como la sensación táctil dan la impresión de un interruptor cerrado. Si el recorrido de la parte superior de la tecla es más largo, se reduce el ciclo de vida del cono de fuerza y, si es más corto, puede disminuir la sensación táctil mientras se presiona la parte superior de la tecla. Para teclados de caucho conductivo, el recorrido de la parte superior de la tecla oscila entre 0.03 y 0.07 pulgadas.

Por otro lado, los teclados de goma no conductores tienen un chasquido táctil más alto proporcionado por el interruptor de domo de cierre metálico. También tienen una mayor fuerza de control. El recorrido del teclado está limitado a 0.022 o menos, según el tipo de domo metálico.

El recorrido de la parte superior de la tecla de ensamblaje podría ser de hasta 0.4 pulgadas, según el diámetro del domo, la fuerza de operación y el diseño del actuador de goma. Cuando se presiona, la compresión en la parte superior de la tecla se suma al recorrido del interruptor del domo. Por lo tanto, el recorrido de la parte superior de la tecla es más significativo que solo el interruptor del domo.

7. Cambiar puntos de operación y sobrecarrera

El punto de funcionamiento del interruptor es la posición en la que se reconoce la pulsación de una tecla. El sobrerrecorrido es el recorrido del teclado desde el punto de actuación (punto del interruptor operativo) hasta el recorrido completo. No necesita presionar más la parte superior de la tecla cuando ya está excediendo su recorrido operativo. El teclado tocará fondo dependiendo de sus características y operador. 

Caucho no conductor

Hasta que la pastilla entre en contacto con los conductores expuestos en la PCB al final del recorrido, los teclados de goma conductivos no hacen contacto eléctrico. A medida que la parte superior de la tecla se comprime mientras la presiona, el interruptor se cerrará y sentirá un pequeño recorrido excesivo.

Por lo general, los teclados de goma conductora tienen un punto de conmutación operativo cercano al 90 % de todo el recorrido de la parte superior de la tecla, incluido el recorrido excesivo. Es posible 'burlar' el teclado presionando lentamente la parte superior de la tecla hasta el punto en que obtendrá una sensación táctil, pero no lo suficiente como para cerrar el interruptor.

Los teclados de goma no conductivos hacen contacto eléctrico cuando el interruptor de domo metálico colapsa. El punto de colapso está cerca del 70% de todo el recorrido del teclado. Cuando se presiona la tecla, la compresión se suma al recorrido excesivo. Por lo general, el punto de conmutación de operación está cerca del 60% de todo el recorrido del teclado.

Si los teclados de goma no conductora están diseñados adecuadamente, es imposible sentir el chasquido sin cerrar el interruptor cuando el domo colapsa.

Caracteristicas Conductivo No conductivo 
Sellado de interruptores La cavidad del interruptor no se puede sellar.La cavidad del interruptor se puede sellar.
Cambiar rebote Mayor rebote del interruptor.Baje el rebote del interruptor.
Fuerza de funcionamiento El cono de fuerza restringe la aplicación de fuerzas superiores. (60-200 gramos)La fuerza operativa depende del diseño de la cúpula de metal y es pasiva. (240-2000 gramos)
Operación de interruptor intermitenteA menudo exhibe operaciones de interruptor irregulares porque la cavidad del interruptor no se puede sellar.No hay posibilidad de irregularidad porque la cavidad del interruptor se puede sellar.
Oscilación del tecladoSi se presiona fuera del centro, la parte superior de la tecla se tambaleará debido al cono de fuerza.Utiliza una cúpula de metal para que, incluso si se presiona fuera del centro, la parte superior de la tecla no se tambalee incluso si se presiona fuera del centro.
Viaje de tecladoRequiere un recorrido más prolongado del teclado. El recorrido típico de la parte superior de la tecla es de 0.03 a 0.07 pulgadas.El recorrido del teclado es menor y depende del interruptor del domo. Limitado a 0.022 pulgadas.
Punto de operación del interruptorEl punto de conmutación operativo está cerca del 90 % del recorrido de la parte superior de la tecla.El punto de conmutación operativo está cerca del 60 % del recorrido de la parte superior de la tecla.
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Veredicto final

Mientras diseña su proyecto de teclado de caucho, podrá elegir entre dos tipos básicos de teclados de caucho moldeado con silicona. Según los requisitos de su proyecto, puede seleccionar teclados de goma conductivos o no conductivos.

En pocas palabras, si su proyecto está destinado a un entorno húmedo o sucio, los teclados de goma no conductores podrían ser una excelente opción. Las cavidades de sus interruptores podrían sellarse fácilmente para evitar la contaminación. Si le gusta la construcción simple y el diseño único, los teclados de goma conductivos son los más famosos entre los diseñadores.

Pero es imperativo comprender los conceptos básicos, la estructura y las diferencias entre cada tipo de teclado de goma. Saber más sobre las limitaciones de cada estilo de teclado te ayudará a tomar una mejor decisión con respecto a qué tipo necesitas para tu proyecto.

Conclusión

Los teclados de goma de silicona moldeada han sido la elección de los clientes durante más de 30 años debido a sus diversos beneficios. Vienen en dos estilos básicos: teclados de goma conductivos y no conductivos, que se pueden usar para hacer su teclado personalizado. Pero sea consciente de elegir un diseño que produzca los resultados deseados en un entorno específico.

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David

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