Klawiatura membranowa. Schemat, opis

Klawiatura membranowa. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Projektant radioamatorów

Każdy, kto kiedykolwiek był zaangażowany w tworzenie sprzętu z dużą liczbą elementów przełączających, wie, jak to jest skomplikowane i mało zaawansowane technologicznie. Więc. na panelu nowoczesnego tunera-wzmacniacza liczba przełączników sięga kilkunastu, a w elektronicznych egzaminatorach, automatycznych generatorach sygnałów kodu telegraficznego i konsolach komputerów osobistych często dochodzi do kilkudziesięciu, a nawet setek. Stworzenie kompaktowej, niezawodnej i łatwej w produkcji klawiatury to spore wyzwanie. Tymczasem istnieją bardzo proste konstrukcje jednostek przełączających, które mogą znacznie uprościć produkcję klawiatury.

Jednym z takich projektów jest tak zwana klawiatura membranowa. Składa się ona z. trzy główne elementy (rys. 1): podłoże 1, uszczelka 2 i metalizowana membrana 3. Podłożem jest płytka drukowana, na której uformowane są stałe styki. Styki ruchome powstają poprzez metalizację na membranie 3, wykonanej z cienkiej - 0,1...0,2 mm - metalizowanej folii dielektrycznej (np. Lavsan). Cała konstrukcja jest zamocowana ramą zaciskową 4 wykonaną z dielektryka blachy lub metalu.

Klawiatura membranowa
Ris.1

Na zewnętrznej stronie membrany znajdują się kluczowe oznaczenia lub odpowiadające im znaki piktograficzne. Pomiędzy podłożem a membraną umieszczana jest uszczelka z otworami pod każdym kluczem, umożliwiająca zamknięcie ruchomych i nieruchomych styków po naciśnięciu membrany. Grubość uszczelki określająca szczelinę między stykami zwykle dobiera się w zakresie 0,3…0,8 mm. Uszczelka może być wykonana z dowolnego materiału izolacyjnego.

Taka klawiatura charakteryzuje się siłą zamykania około 0,5 ... 2 N. rezystancja styku 0,1 ... 50 Ohm; bardzo dobrze zgadza się z elektronicznymi jednostkami sterującymi sprzętu. Jak widać na rysunku, klawiaturę można wykonać bardzo cienką (mniej niż 2 mm) i w razie potrzeby przykleić do przedniego panelu urządzenia. Uszczelniona konstrukcja klawiatury zapewnia niezawodność grup styków w różnych warunkach pracy. Chociaż kontaktor może składać się z niezależnych par styków, jego zalety są najbardziej widoczne w przypadku adresowania klucza matrycowego, gdy metalizacja na membranie i podłożu odbywa się w postaci pasków-linii wspólnych dla kilku styków jednocześnie.

Rozważ cechy alfanumerycznej klawiatury membranowej przeznaczonej do wprowadzania standardowego zestawu znaków do generatora sygnału telegraficznego lub mikrokomputera.

Klawiatura posiada 79 par styków i wraz z jednostką elektroniczną - kontrolerem klawiatury generuje standardowy siedmiobitowy kod binarny składający się ze znaków alfabetu rosyjskiego i łacińskiego oraz kody znaków serwisowych zgodnie z tabelą KOI-7. W celu kontroli poprawności transmisji sterownik generuje jeden bit z dodania liczby bitów do liczby parzystej.

Rysunek płytki obwodu drukowanego-podłoża wykonanego z folii z włókna szklanego o grubości 0,5 ... 2 mm pokazano na ryc. 2,a. Umiejscowienie klawiszy i odległość między środkami klawiszy w rzędzie i między rzędami najlepiej jest dobierać zbliżone do standardu. Oprócz podkładek klawiaturowych na krawędzi płytki znajdują się kwadratowe podkładki, przez które wyprowadzone są przewody membranowe w zmontowanym styczniku. Membrana w obszarze powierzchni kwadratowych jest mocno dociskana do podłoża.

Klawiatura membranowa
Ris.2

Membranę wycina się z aluminiowanej folii lavsan o grubości 52 µm. W przypadku roztworu (10%) sody kaustycznej za pomocą pędzla wytrawia się nadmiar metalizacji z folii i pozostają tylko przewody liniowe (pokazane na czarno na ryc. 2, b).

Uszczelka o łącznej grubości około 0,2 mm wykonana jest z dwóch warstw płaskiej folii fototechnicznej. Uszczelka posiada okrągłe otwory o średnicy około 18 mm. Pod wydłużonymi klawiszami ("Przestrzeń" itp.) Otwory w uszczelce wykonane są w postaci szczelin. Szerokość przekładki powinna być taka, aby obejmowała tylko pole podkładek klawiaturowych (okrągłych i prostokątnych) na podłożu. Kluczowe oznaczenia można nanieść na zewnętrzną stronę membrany, zabezpieczając ją dodatkową warstwą przezroczystej folii lavsan. Do tego celu nadaje się folia samoprzylepna do wklejania okładek książek.

Części klawiatury są nakładane jedna na drugą, wyrównane i ściśnięte w pakiet przez ramę, pod którą układany jest pasek gumy piankowej o grubości 1 ... 2 mm. W tym przypadku przewodniki membrany są połączone z kwadratowymi podkładkami podłoża. Na podłożu znajdują się podkładki montażowe z otworami do podłączenia klawiatury do modułu elektronicznego. Aby zmniejszyć utlenianie styków podczas pracy, pożądane jest montowanie klawiatury w suchym pomieszczeniu.

Przed montażem powierzchnię roboczą podłoża należy wypolerować pastą ścierną lub kredą, dokładnie spłukać alkoholem etylowym lub acetonem i w miarę możliwości pokryć klocki np. stopem Wood's. Niewielkie nierówności membrany można skorygować podgrzewając zmontowaną klawiaturę do temperatury 100...150 °C w piecu. Aby uszczelnić obwód zmontowanej klawiatury, możesz zastosować klej Elastosil lub pastę silikonową SB-1.

Kody symboli przedstawionych na klawiszach są generowane przez kontroler (jego schemat pokazano na rys. 3), który sekwencyjnie odpytuje wszystkie klawisze z częstotliwością około 80 Hz. Aby to zrobić, kontroler zapewnia licznik DD2, DD3, zliczający impulsy generatora zegara, zebrane na wyzwalaczu Schmitta DD1.1 i działające z częstotliwością około 20 kHz. Liczba zapisana w liczniku określa adres klawisza w matrycy klawiatury, czyli numer poziomy (podłączony do jednego z wejść A-E multipleksera DD6) i pionowy (podłączony do jednego z wyjść 0-15 dekoder DD5)), na celowniku których znajduje się zamknięta para styków wciśniętego klawisza.

Rys.3 (kliknij, aby powiększyć)

Aby odpytać klawiaturę, dekoder czterech najmniej znaczących bitów adresu DD5 ustawia naprzemiennie niski poziom na jednej z linii membrany klawiatury oraz multiplekser DD6, zgodnie z wartością trzech najbardziej znaczących bitów adresu adres, łączy jedną z linii podłoża z wejściem S wyzwalacza DD4.2. Jeżeli para styków, których adres jest zapisany w liczniku, jest rozwarta, wyjście multipleksera zostanie ustawione na wysoki poziom napięcia, dzięki czemu stan wyzwolenia nie ulegnie zmianie. Gdy tylko podczas odpytywania zostanie znaleziona zamknięta para styków, na bezpośrednim wyjściu multipleksera DD6 pojawi się sygnał 0, który ustawi wyzwalacz DD4.2 w pojedynczym stanie. Jednocześnie w bieżącym cyklu odpytywania kondensator C1, ładowany do napięcia zasilania, zostanie rozładowany przez tranzystor VT4. W tym samym momencie rejestr buforowy DD8 zapamiętuje kod odpowiadający naciśniętemu klawiszowi [1].

Do zamiany adresu klucza na standardowy kod wykorzystano urządzenie pamięci trwałej DD7 z wypalonymi zworkami [2]. Przechowuje tablicę zgodności między adresem klucza pochodzącym z licznika kontrolera klawiatury, kodem KOI-7 i wartością bitu parzystości. Wykorzystanie pamięci ROM do transkodowania umożliwia dowolne łączenie kluczy w matrycy, w oparciu o łatwość instalacji.

Gdy tylko wyzwalacz DD4.2 zostanie ustawiony na stan 1, niski poziom napięcia na wejściu DS0 rejestru DD8 pozwoli na zapisanie do niego kodu klucza. Po wpisaniu kodu na wyjściu INT rejestru DD8 pojawi się wysoki poziom - sygnał OBF - sygnalizujący konieczność przesłania kodu ze sterownika klawiatury do urządzenia odbierającego informacje. Z kolei odbiornik informacji odczytuje kod klucza za pośrednictwem linii DO-D7 i po zakończeniu operacji wydaje do kontrolera impuls „Accepted” wskazujący na możliwość odebrania kolejnego kodu.

Ten rodzaj asynchronicznej wymiany informacji nazywa się wymianą uzgadniania. Aby uniemożliwić zmianę kodu na wyjściu sterownika do czasu jego odczytania przez odbiornik, niski poziom sygnału „Gotowy” podawany jest przez diodę VD2 na wejście falownika DD1.2 i nie pozwala na Kolejny kod naciśniętego klawisza należy zaakceptować do momentu odpowiedzi odbiornika informacji sygnałem STR („Odebrane”). Sposób radzenia sobie z „odbiciem” styków w kontrolerze jest całkowicie identyczny z opisanym w [3].

Jak już wspomniano, tabela kodów kluczy jest przechowywana w pamięci EEPROM. Aby uprościć tworzenie kodów dla górnego i dolnego rejestru klawiatury w urządzeniu pamięciowym, istnieją dwa obszary (strony) wybierane przez wartość adresu bitowego A7, tj. stan wyzwalacza DD4.1. Pierwsza z nich zawiera tabelę dla wielkich liter, a druga dla małych liter. Przełącznik spustowy następuje po naciśnięciu odpowiednio klawiszy HP i BP.

Klawiatura posiada klawisze funkcyjne 1-16 oraz klawisze kursorów, których kody można nadawać podczas programowania (wypalania) PROM. Do wypalania można użyć ręcznego programatora [4], w którym należy usunąć kondensator bocznikujący wyjścia mocy programowalnego mikroukładu i zwiększyć liczbę przełączników ustawiających adres do ośmiu.

Oprócz wymienionych, klawiatura sterująca może generować specjalne kody sterujące w zakresie 00H-1FH, naciskając jednocześnie klawisz „U” i jeden z klawiszy alfabetycznych. W tym przypadku tablica kodów dla klawiszy jest przełączana przez bit A8 PROM.

Podsumowując należy zauważyć, że klawiatura membranowa, wykonana w amatorskich warunkach według opisanej technologii, ma stosunkowo niską odporność na zużycie ze względu na niezwykle cienką aluminiową powłokę membrany, dlatego podczas intensywnego użytkowania membrana musi być okresowo wymieniane.

literatura

Berezenko A. I., Koryagii L. I., Nazaryan A. R. Zestawy szybkich mikroprocesorów.- M .: Radio i komunikacja, 1981.
Lukyanov D. A. ROM - uniwersalny element sprzętu radioelektronicznego - Narzędzia i systemy mikroprocesorowe. 1986, M 1.
A. Kuzniecow, D. Mitrij, B. Pieczatnow. Interfejs klawiatury i generator tonów EMC.-Radio, 1985, 4.
A. Puzanowa. ROM w sprzęcie sportowym - Radio. 1982, nr 1.

Autor: D. Łukjanow, Moskwa; Publikacja: N. Bolszakow, rf.atnn.ru

Zobacz inne artykuły Sekcja Projektant radioamatorów.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi 05.05.2024

Współczesny świat nauki i technologii rozwija się dynamicznie i każdego dnia pojawiają się nowe metody i technologie, które otwierają przed nami nowe perspektywy w różnych dziedzinach. Jedną z takich innowacji jest opracowanie przez niemieckich naukowców nowego sposobu sterowania sygnałami optycznymi, co może doprowadzić do znacznego postępu w dziedzinie fotoniki. Niedawne badania pozwoliły niemieckim naukowcom stworzyć przestrajalną płytkę falową wewnątrz falowodu ze stopionej krzemionki. Metoda ta, bazująca na zastosowaniu warstwy ciekłokrystalicznej, pozwala na efektywną zmianę polaryzacji światła przechodzącego przez falowód. Ten przełom technologiczny otwiera nowe perspektywy rozwoju kompaktowych i wydajnych urządzeń fotonicznych zdolnych do przetwarzania dużych ilości danych. Elektrooptyczna kontrola polaryzacji zapewniona dzięki nowej metodzie może stanowić podstawę dla nowej klasy zintegrowanych urządzeń fotonicznych. Otwiera to ogromne możliwości dla ... >>

Klawiatura Primium Seneca 05.05.2024

Klawiatury są integralną częścią naszej codziennej pracy przy komputerze. Jednak jednym z głównych problemów, z jakimi borykają się użytkownicy, jest hałas, szczególnie w przypadku modeli premium. Ale dzięki nowej klawiaturze Seneca firmy Norbauer & Co może się to zmienić. Seneca to nie tylko klawiatura, to wynik pięciu lat prac rozwojowych nad stworzeniem idealnego urządzenia. Każdy aspekt tej klawiatury, od właściwości akustycznych po właściwości mechaniczne, został starannie przemyślany i wyważony. Jedną z kluczowych cech Seneki są ciche stabilizatory, które rozwiązują problem hałasu typowy dla wielu klawiatur. Ponadto klawiatura obsługuje różne szerokości klawiszy, dzięki czemu jest wygodna dla każdego użytkownika. Chociaż Seneca nie jest jeszcze dostępna w sprzedaży, jej premiera zaplanowana jest na późne lato. Seneca firmy Norbauer & Co reprezentuje nowe standardy w projektowaniu klawiatur. Jej ... >>

Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie 04.05.2024

Odkrywanie kosmosu i jego tajemnic to zadanie, które przyciąga uwagę astronomów z całego świata. Na świeżym powietrzu wysokich gór, z dala od miejskiego zanieczyszczenia światłem, gwiazdy i planety z większą wyrazistością odkrywają swoje tajemnice. Nowa karta w historii astronomii otwiera się wraz z otwarciem najwyższego na świecie obserwatorium astronomicznego - Obserwatorium Atacama na Uniwersytecie Tokijskim. Obserwatorium Atacama, położone na wysokości 5640 metrów nad poziomem morza, otwiera przed astronomami nowe możliwości w badaniu kosmosu. Miejsce to stało się najwyżej położonym miejscem dla teleskopu naziemnego, zapewniając badaczom unikalne narzędzie do badania fal podczerwonych we Wszechświecie. Chociaż lokalizacja na dużej wysokości zapewnia czystsze niebo i mniej zakłóceń ze strony atmosfery, budowa obserwatorium na wysokiej górze stwarza ogromne trudności i wyzwania. Jednak pomimo trudności nowe obserwatorium otwiera przed astronomami szerokie perspektywy badawcze. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Odkryto najgłębszy region Ziemi 04.03.2023

Nowe dowody naukowe wskazują, że najgłębsze jądro Ziemi różni się znacznie od pozostałej części centrum planety.

Aby zrozumieć pochodzenie i ewolucję planet, naukowcy od bardzo dawna badają centrum Ziemi, a ostatnio dokonali ogromnego odkrycia związanego z wewnętrznym jądrem planety Ziemia.

Do niedawna uważano, że skorupa, płaszcz, jądro zewnętrzne i jądro wewnętrzne składają się na strukturę Ziemi. Ale nowe badanie przeprowadzone przez australijskich naukowców potwierdza, że w rzeczywistości istnieje piąta warstwa.

Naukowcy dokonali wcześniej niespotykanych obserwacji tajemniczej metalowej kuli, która leży w głębokim jądrze Ziemi, ujawniając strukturę, która od dawna była przedmiotem przypuszczeń, ale nigdy nie była widziana tak szczegółowo, zgodnie z nowym badaniem.

Intensywne badania wnętrza Ziemi, oparte na zachowaniu fal sejsmicznych z silnych trzęsień ziemi, potwierdziły istnienie odrębnej struktury w wewnętrznym jądrze naszej planety, ekstremalnie gorącej, najbardziej wewnętrznej kuli z żelaza i niklu, twierdzą naukowcy.

„Przeanalizowaliśmy cyfrowe zapisy ruchów ziemi, znane jako sejsmogramy, z dużych trzęsień ziemi w ciągu ostatniej dekady. Nasze badanie było możliwe dzięki bezprecedensowej ekspansji globalnych sieci sejsmicznych, szczególnie gęstych sieci w sąsiednich Stanach Zjednoczonych, na Półwyspie Alaska i w całej Europie Alpy” – powiedział Smolog. – Obserwator Thanh Son Pham z Australian National University w Canberze, główny autor badania.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Zapalniczka samochodowa w jednostce systemowej

▪ lekarz satelitarny

▪ Oddychanie staje się trudniejsze

▪ Elektryczna stymulacja mózgu i kreatywność

▪ Autobus rozpoznaje pieszego

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja strony Dom, ogrodnictwo, hobby. Wybór artykułów

▪ Artykuł Pachnący Kwiat Prerii. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Skąd się wzięło angielskie słowo facet? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Pralnia. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy

▪ artykuł Chińska sonda LCD. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Mnożniki napięcia. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn