Diseño de teclado de caucho de silicona
Los teclados de silicona se pueden personalizar de diversas maneras para adaptarse a múltiples aplicaciones. A pesar de la gran variedad de aplicaciones, los pasos fundamentales de la fase de diseño siguen siendo los mismos.
Estos son los cinco elementos clave de diseño del teclado de caucho de silicona que deben tenerse en cuenta. ¡Echemos un vistazo juntos!
Precisión dimensional
El primer paso, y el más crucial, para todos los diseñadores es la precisión dimensional. Las dimensiones imprecisas o excesivamente complejas pueden paralizar todo el proceso de diseño. Los teclados de caucho de silicona y los diseños de PCB (placas de circuito impreso) son interdependientes. Si el diseño del teclado de caucho de silicona falla, afectará negativamente al diseño de la PCB. En el peor de los casos, será necesario rediseñar tanto el circuito como el teclado de caucho de silicona.
Afortunadamente, con algunas consideraciones primarias, puede minimizar errores y equivocaciones en su diseño. Las siguientes son algunas pautas generales de dimensiones.
- Precisión de la unidad
Sea consistente con sus unidades de medida. Quédese con las unidades imperiales (pulgadas) o métricas (metros), y siempre etiquete las unidades en la parte superior de sus dibujos. Si decide usar unidades métricas, sea consistente aquí también, no use "cm" y "mm" en el mismo dibujo. Escribe 100 mm en lugar de 10 cm.
Las unidades imperiales son más comunes en las regiones de América del Norte, pero las unidades métricas son más fáciles de definir. Los diseños de teclados de silicona o caucho tienen perfiles muy delgados y las pulgadas no son ideales para medir dimensiones tan pequeñas.
- Tolerancia Dimensional
La tolerancia está presente en todas las industrias. Es una parte desafortunada e inevitable de la fabricación. Los diseños de teclados de goma tendrán una tolerancia estándar del 1%. Para un diseño de 10 mm de ancho, el ancho del producto final puede variar entre 9.9 mm y 10.1 mm.
Afortunadamente, la tolerancia dimensional del 1% es excelente para la mayoría de las aplicaciones. Pero si su aplicación particular requiere tolerancias aún mejores. Tenga en cuenta el hecho de que los fabricantes ofrecen tolerancias más estrictas pero a un costo superior.
- Diseño
En el diseño de teclado de goma, el diseño se refiere a la distancia entre las teclas/botones y los elementos circundantes. La mayoría de los moldes de diseño de teclado tienen un límite físico en la distancia entre teclas, la distancia entre dos teclas/botones adyacentes. Esto limita el número de botones por mm cuadrado de área.
Además, los teclados requieren varios orificios de ubicación después de cada pocos botones. Los botones tampoco se pueden colocar demasiado cerca del borde o del bisel del teclado. Un buen diseño debe considerar todos estos elementos para maximizar el diseño de los botones.
- Dimensiones estándar
Estas son las dimensiones estándar para el diseño del teclado. Estas son pautas generales para simplificar el diseño y las dimensiones de los teclados.
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Diseño de botones
Los botones tienen dos partes diferenciadas. La parte superior visible tiene las letras impresas y la parte inferior oculta tiene contactos conductores de electricidad que interactúan con la PCB. La parte inferior se llama cúpula y es responsable de la función de conmutación de un teclado. Mientras que la parte superior es solo una tecla diseñada para una mejor comodidad y estética.
- Tipos de botones
Los botones se pueden dividir en dos amplias categorías.
- Diseños separados – El Keycap es un elemento separado que se coloca encima de un interruptor de domo. Este tipo de botón es más común en la fabricación de teclados de membrana, donde puede reemplazar las teclas de plástico sin dañar el interruptor de cúpula de silicona.
- Diseños combinados – La tapa de la tecla y el interruptor del domo están fusionados en una sola unidad. Este tipo de botón es más común en los controles remotos de TV.
- Distancia de viaje clave
La distancia de recorrido clave es la altura vertical que debe recorrer un botón antes de que se detecte una señal en la placa de circuito. Esta distancia es el espacio entre la placa de circuito y el interior del interruptor del domo.
Una mayor distancia de viaje requerirá más fuerza para presionar un botón. Además, dará como resultado un ligero pero notable retraso en la señal de entrada. El retraso de entrada es un factor mucho más importante para los diseños de teclados y menos importante para los controles remotos de TV.
- Cambiar domos
La parte inferior de un domo tiene un contacto eléctrico, que es responsable de la función de conmutación. Este contacto eléctrico se llama interruptor, y puede obtener dos tipos de interruptores para sus cúpulas de botones.
- Cúpulas de interruptores de metal
- Domos de poliéster para interruptores
El interruptor de metal tiene una placa adherida a la base del botón del domo. Mientras que el interruptor de poliéster utiliza una placa de plástico con plata impresa en la superficie inferior. Los interruptores de metal tienen mejor confiabilidad, mejor conducción y costos más altos. Los interruptores de poliéster son alternativas económicas a los interruptores de metal.
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Respuesta táctil
La respuesta táctil es la sensación que se percibe al presionar un botón. La sensibilidad táctil es una métrica para determinar la precisión al presionar los botones.
Una pulsación de botón tiene 3 fases de aplicación de fuerza.
- Fuerza de actuación (Fa)
- Fuerza de contacto (Fc)
- Fuerza de retorno (Fr)
Para lograr una buena respuesta táctil, la malla del botón es un elemento clave, ya que influye en la fuerza de accionamiento. La fuerza de accionamiento de un botón de silicona no solo depende de la dureza de la materia prima, sino también del grosor del recubrimiento superficial, la tecnología del molde y la disposición del material durante el moldeo por compresión . La fuerza de accionamiento es el esfuerzo inicial necesario para presionar el botón. Es la fuerza máxima requerida para iniciar la pulsación.
La fuerza de contacto es la segunda fase del prensado. Una vez que un botón comienza a moverse hacia abajo, se requiere una fuerza menor para iniciar un punto de contacto entre el interruptor del domo y la placa de circuito.
La fuerza de retorno es la resistencia del teclado de goma para volver a su posición original. Es la fuerza con la que el domo empuja el botón hacia arriba.
- Relación de ajuste
La relación de ajuste mide el diferencial de fuerza entre la actuación y la fuerza de contacto a una fuerza de actuación. La siguiente fórmula lo calcula.
SR = (Fa-Fc)/Fa
Una relación de ajuste de menos de 0.5 se considera una sensación táctil débil. Debido a que hay muy poca diferencia entre la fuerza de actuación y la fuerza de contacto, para una buena sensación táctil, debe aspirar a una relación de ajuste de 0.5 o más.
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Personalización
Una vez que haya determinado todos los factores prácticos de un teclado de caucho de silicona, podrá concentrarse en la personalización.
- Selección de colores
Los teclados de caucho de silicona pueden tener botones de colores diferentes al color base. Los botones de colores están hechos de silicona de colores separados adheridos a la superficie del teclado de caucho de silicona.
- Selección de Materiales
La mayoría de los diseños de teclados de caucho de silicona utilizan teclas de caucho suaves al tacto. Pero también puede usar teclas de goma dura y teclas de plástico que se fusionan en la parte superior de las teclas de goma.
- Impresión
Por último, la forma más sencilla de personalizar un teclado de silicona es mediante la impresión . Puedes elegir prácticamente cualquier color para las letras que aparecen sobre los botones. Solo asegúrate de que los colores de las letras y los botones sean compatibles y fáciles de leer.
Además, puedes colorear los botones imprimiendo sobre ellos. Este método es una alternativa poco común al uso de botones de silicona de colores. El método de impresión utilizado para imprimir letras en los botones se denomina serigrafía o impresión de leyendas.
Si no le gusta el aspecto de las letras impresas, también puede pedirle al fabricante que use grabado láser para las letras.
Vida útil
La vida útil es el último factor que debe considerar en el diseño de su teclado de caucho de silicona. La silicona es un material suave pero resistente; para la mayoría de las aplicaciones, un teclado de caucho de silicona durará mucho tiempo.
Sin embargo, existen algunos criterios que pueden afectar la vida útil de un teclado. Permanecer dentro de los siguientes criterios resultará en una vida más larga para sus teclados.
- Temperatura
El caucho de silicona tiene un rango de temperatura de funcionamiento decente. Puede soportar temperaturas de hasta 150 ˚C y temperaturas tan bajas como -40 ˚C.
- Corrosión
El caucho de silicona tiene una excelente resistencia a la corrosión natural. Sin embargo, la exposición a ciertos químicos agresivos puede degradar la silicona con el tiempo.
- Actuación
El exceso de fuerza de actuación disminuirá la vida útil de su teclado. El rango de actuación de funcionamiento general de la mayoría de los teclados está entre 60 y 300 gramos.
- Presione el botón
Un teclado estándar de caucho de silicona debe tener una dureza de "60 Shore A ", la misma que la de una goma de borrar. Con esta dureza, los teclados deben soportar un mínimo de 1 millón de pulsaciones.
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Conclusión
Los teclados de caucho de silicona son increíblemente versátiles. Se pueden implementar en casi cualquier entorno y personalizarse para aplicaciones específicas. Tenga en cuenta las dimensiones y el espacio entre botones para obtener mejores resultados.
Esperamos que utilice la información de esta guía de diseño de teclados de caucho de silicona al diseñar el suyo. Para la fabricación de caucho de silicona de alta calidad, le recomendamos que consulte Hongju Silicone.
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