Что значит тактовая кнопка

Не так уж важны?! Тактовые кнопки и переключатели Panasonic

Вячеслав Гавриков (г. Смоленск)

Тактовые кнопки – важный инструмент взаимодействия между человеком и электронным устройством. В ряде случаев именно надежность и ресурс кнопок определяют срок эксплуатации прибора. Поэтому для многих приложений следует выбирать только проверенные модели от надежных производителей, например – Panasonic.

Простым пользователям Panasonic знаком прежде всего как производитель широкого спектра бытовой электроники. Но помимо этого, компания является одним из крупных производителей таких электронных компонентов как:

В настоящий момент компания Panasonic выпускает широкий ассортимент кнопок и переключателей различного назначения: кнопки для автомобильных приложений, концевые переключатели общего назначения, рокерные переключатели и тактовые кнопки. Обычно тактовые кнопки и переключатели находятся «в тени» других электронных компонентов. Однако существуют приложения, в которых кнопки играют очень важную роль: это, например, компьютерные мыши, телефоны, плееры. Требования к кнопкам в таких приборах оказываются очень высокими, ведь поломка каждой из них сделает невозможной эксплуатацию всего устройства.

При выборе кнопок следует обращать внимание на множество конструктивных и электрических параметров, таких как габариты, способ монтажа, усилие нажатия, наличие и форма толкателя, ход толкателя, ресурс (измеряется в циклах нажатия), сопротивление контактов, сопротивление изоляции, рабочее напряжение и ток, диапазон рабочих температур, наличие рейтинга защиты от пыли и влаги, вес. Очевидно, что для каждого конкретного приложения на первый план выходят те или иные параметры, в то время как другие характеристики могут не иметь большого значения. Например, для компьютерной мыши важно иметь большой ресурс, а для портативной электроники требуются сверхкомпактные габариты.

В номенклатуре Panasonic присутствует более двух десятков серий тактовых кнопок. В качестве основных особенностей можно отметить:

Обзор тактовых кнопок от Panasonic

Рассмотрим некоторые популярные серии (рисунок 1, таблица 1).

Рис. 1. Популярные серии тактовых кнопок от Panasonic

Таблица 1. Характеристики тактовых кнопок от Panasonic

EVPBB – серия миниатюрных тактовых SMD-кнопок с чрезвычайно компактными габаритными размерами – всего 2,6х1,6 мм – и высотой 0,50/0,53/0,55 мм. Эти кнопки предназначены специально для портативной электроники – умных часов, смартфонов, гарнитуры и прочих гаджетов, при создании которых разработчики очень часто сталкиваются с недостатком свободного места.

Кнопки EVPBB имеют актуатор (толкатель) и выпускаются в трех вариантах исполнения с различными усилиями нажатия 0,7/1,0/1,6/2,4 Н. Для версий с усилием 0,7 H срок службы составляет более 200 тысяч циклов переключений, для остальных моделей срок службы составляет не менее 500 тысяч циклов. Одной из важных особенностей кнопок серии EVPBB является высокий уровень защиты от пыли и влаги IP67.

EVPAW – серия компактных тактовых SMD-кнопок с габаритными размерами 3,0х2,0х0,6 мм. Серия предназначена для портативной электроники. Разработчикам предлагаются три версии кнопок с различными усилиями нажатия: 1,6 Н с ресурсом 500 тысяч циклов, 2,4 Н с ресурсом 500 тысяч циклов, 3,3 Н с ресурсом 300 тысяч циклов. Кнопки имеют актуатор и высокую степень защиты от пыли и влаги IP67.

EVPAF/EVP0A – серия компактных SMD-кнопок с габаритными размерами 3,0х2,6 мм и высотой 0,65 мм (стандартное исполнение) или 0,7 мм (низкопрофильное исполнение). Для этих кнопок существуют четыре варианта усилия нажатия: 1,3/1,6/2,4/3,4 Н. Ресурс для моделей с 1,3/3,4 Н и низкопрофильных с 1,6 Н составляет 100 тысяч циклов, а для низкопрофильных кнопокс 1,6 H и всех кнопок с 2,4 Н ресурс превышает 500 тысяч нажатий. Данная серия предназначена для сверхкомпактной портативной электроники.

EVPAA/EVP2A/EVP3A – серия компактных SMD-кнопок с габаритными размерами 3,5х2,9х1,7 мм. Главной отличительной чертой данной серии является большой ресурс и богатый выбор моделей с различными усилиями нажатия: 1,0 Н с ресурсом более 1 миллиона циклов, 1,6/ 2,4/3,5/5,0 Н с ресурсом более 500 тысяч циклов, 3,5 Н с ресурсом более 200 тысяч циклов, 5,0/7,0 Н с ресурсом более 100 тысяч циклов. Одной из особенностей этих кнопок является наличие версии с дополнительным выводом заземления.

EVQP2/EVQP9/EVQ3P2 – серия SMD-кнопок с габаритными размерами 4,7х3,5 и высотой 2,1 мм или 2,5 мм. Кнопки имеют два варианта конструктивного исполнения: с коротким ходом толкателя 0,25 мм (для кнопок высотой 2,1 и 2,5 мм) и с увеличенным ходом толкателя 0,7 мм (для кнопок высотой 2,5 мм).

Пользователям предлагается широкий выбор моделей с различными усилиями нажатий 1,0/1,6/2,4/2,5/3,5/4,0/5,0 Н и ресурсом 200 тыс…1 млн циклов нажатий.

Кнопки EVQP2/EVQP9/EVQ3P2 могут использоваться как в портативной электронике, например, в мобильных телефонах, видеокамерах, фотоаппаратах, так и в автомобильных приложениях – в мультимедийных устройствах, органах управления и прочем.

EVQP6/EVQ6P6/EVQ7P6/EVQ9P6 – серия сверхнизкопрофильных тактовых SMD-кнопок с увеличенным ресурсом до 1 миллиона нажатий. Кнопки имеют размеры 4,1х4,1 мм и три варианта исполнения: без толкателя (высота 0,35 мм), с толкателем (высота 0,58 мм), без толкателя и с дополнительным выводом заземления (высота 0,43 мм). Разработчикам предлагаются модели с усилиями нажатия 1,0/1,6/2,4 Н.

Разработчикам предлагаются модели с усилием нажатия 1,0/1,6 Н и ресурсом 500 тысяч циклов и модели с усилием нажатия 2,6/3,5 Н и ресурсом 200 тысяч циклов. Как и в случае с предыдущей серией, данные кнопки предназначены для портативных и низкопрофильных электронных устройств – ноутбуков, аудиоплееров, камкордеров и так далее.

EVQP0/EVQQ2/EVQ6Q2/EVQ7Q2 – серия низкопрофильных SMD-кнопок общего назначения. Кнопки снабжены толкателем, а их габариты составляют 6,5х6,0х1,8 мм. Главным преимуществом данной серии является наличие моделей с ресурсом более 2 миллионов циклов. Очевидно, что значительный ресурс будет востребован во многих приложениях, например, в компьютерных мышах, плеерах, автомобильных аудиосистемах и прочем.

К услугам разработчиков предлагаются модели с различным ходом толкателя (0,2/0,25/0,3 мм), различными усилиями нажатия 0,5/0,6/0,8/1,0/1,3/1,6/2,6/3,5 Н и ресурсом 100 тыс…2 млн циклов.

EVPBF – серия SMD-кнопок общего назначения с габаритами 6,0х6,0х2,5 мм. В ней присутствуют всего две модели: с усилием нажатия 2,0 Н (с ходом толкателя 0,25 мм и ресурсом 1 миллион циклов) и с усилием нажатия 3,5 Н (с ходом 0,32 мм и ресурсом 100 тысяч циклов).

Модель с большим ресурсом будет востребована в игровых джойстиках, компьютерных мышах, плеерах и подобных приложениях. Модель с меньшим ресурсом подойдет для менее критичных приложений.

EVQP0/EVQP1/EVQ9P – серия SMD-кнопок общего назначения с размерами 6,0х6,1х5,0 мм. От всех вышерассмотренных серий данные кнопки отличаются в первую очередь значительной высотой и широким выбором моделей с различными усилиями нажатий (1,6/2,0/2,2/2,5/3,0/3,5/3,6 H). Ресурс кнопок составляет 30 или 100 тысяч нажатий. Этого вполне хватит для таких электронных устройств как домашние телефоны, музыкальные инструменты и прочее.

EVPAV – еще одна серия, состоящая из одной модели. Данная кнопка предназначена для размещения в торце печатной платы. Она будет актуальна в качестве торцевой кнопки в смартфонах, плеерах, камкордерах и прочем. Габариты кнопки составляют 2,8х2,3х1,95 мм, ход актуатора 0,13 мм, усилие нажатия 1,6 Н, ресурс 300 тысяч циклов.

EVPAT. Данная серия, как и EVPAV, предназначена для монтажа в торце печатной платы, однако у нее есть несколько важных преимуществ:

Габариты EVPAT составляют 3,4х1,7х1,6мм

EVQP7/EVQP3/EVQ9P7 – еще одна серия краевых кнопок размером 3,5х2,9х1,35 мм. Кнопки имеют ресурс 100 тысяч циклов и различные варианты формы выводов (прямые, J-образные, L-образные).

EVPAE – торцевые кнопки с усиленным креплением на плате и размером 4,5х2,25х2,9 мм. Разработчикам предлагается широкий выбор моделей с различными усилиями нажатия 1,6/2,4/3,0/3,5 Н. Ресурс для всех моделей составляет 200 тысяч нажатий.

EVQP4 – краевые тактовые SMD-кнопки с габаритами 6,2х2,55х3,5 мм. Кроме большой высоты, эта серия может похвастать широким выбором моделей с различными усилиями нажатия: 1,0/1,6/2,4/3,5/5,0 Н. Ресурс для различных моделей колеблется в пределах 100 тыс…1 млн циклов.

Обзор переключателей ESE13 и ESE16 от Panasonic

В дополнение к обзору тактовых кнопок рассмотрим две популярные серии переключателей – ESE13 и ESE16 (таблица 2, рисунок 2).

ESE16 – выключатели со скошенным актуатором. Благодаря такой конструкции актуатора воздействующий объект может двигаться не только навстречу выключателю, но и вдоль него, что делает эту серию достаточно универсальной. По большинству характеристик данная серия аналогична серии ESE13.

Рис. 2. Переключатели ESE13 и ESE16

Таблица 2. Характеристики переключателей ESE13 и ESE16

Заключение

Тактовые кнопки и переключатели кажутся малозначительными элементами электронных устройств, но только до тех пор, пока пользователь не столкнется с их поломкой. К сожалению, отказ крохотной тактовой кнопки не позволит нормально эксплуатировать электронное устройство. По этой причине следует применять только надежные компоненты от проверенных производителей, особенно если речь идет о дорогостоящем оборудовании.

Российский рынок уже довольно хорошо знаком с пассивными компонентами производства компании Panasonic и незаслуженно обходит вниманием электромеханическую продукцию мирового гиганта. КОМПЭЛ, как официальный дистрибьютор Panasonic, подготовил складскую программу, чтобы сделать наиболее интересные серии тактовых кнопок и переключателей более доступными для отечественного производителя. Следите за новостями.

Источник

Ардуино: кнопки

Кнопка — всем известное механическое устройство, которое может замыкать и размыкать электрическую цепь по желанию человека. Есть множество видов кнопок, работающих по разным правилам. Например, тактовая кнопка (push button), используемая в этом уроке, замыкает цепь только пока палец давит на неё. Кнопка на размыкание, напротив, разрывает цепь при нажатии.

Есть кнопки с группой контактов, одни из которых рвут цепь при нажатии, а другие в это время замыкают. Маленькие версии таких кнопок часто называют микропереключателями.

Тактовые кнопки, можно найти практически в каждом электронном приборе: в клавиатуре компьютера, в телефоне, в пульте от телевизора, и т.д.

Есть кнопки с фиксацией, работающие как кнопка на шариковой ручке: один раз нажали — цепь замкнулась, второй раз — разорвалась. На фото ниже как раз одна из таких. Кнопки с фиксацией удобно использовать для переключения режима работы устройства. Например, можно переключать источник питания: батарея, или блок питания.

Или другой вариант — большие кнопки для экстренной остановки оборудования. Они окрашены в яркие цвета, чтобы привлекать внимание человека. По сути — обычные тактовые кнопки на размыкание, или кнопки с фиксацией.

Это лишь некоторые варианты. Кроме кнопок, в мире электричества есть и другие механизмы, например, тумблеры и рубильники. Все они призваны механически управлять течением тока в цепи.

Подключение кнопки

Итак, мы будем работать с самой простой тактовой кнопкой, которую попробуем подключить к Ардуино Уно. Обычно, при работе с беспаечными макетными платами используется кнопка с выводами под пайку. На фото в начале урока видно, что у такой кнопки есть четыре немного загнутых вывода. Есть кнопки и с двумя прямыми выводами, они тоже подходят для наших занятий.

На электрических схемах кнопка изображается так:

Если посмотреть внутрь четырехтактной кнопки, то можно увидеть вот такую схему:

Как правило, выводы тактовой кнопки размещаются на противоположных сторонах корпуса парами. То есть мы можем использовать либо пару контактов на одной стороне, либо пару на другой.

А вот так выглядит схема двухконтактной кнопки.

С этой кнопкой сложно запутаться: два контакта, которые соединяются при нажатии кнопки.

На макетной плате оба типа тактовых кнопок обычно ставятся следующим образом:

Теперь попробуем собрать на беспаечной макетной плате самую простую цепь, которая продемонстрирует работу кнопки. Будем зажигать светодиод.

Полученная схема выполняет нехитрую функцию: нажимаем на кнопку — светодиод зажигается, отпускаем — гаснет.

Подключение к Ардуино Уно

Теперь, когда функция тактовой кнопки предельно ясна, соберем схему с кнопкой и светодиодом, и подключим их к контроллеру. Поставим перед собой простую задачу: пусть при однократном нажатии кнопки Ардуино Уно мигнет три раза светодиодом.

Принципиальная схема

Внешний вид макета

На этой схеме мы видим уже привычную цепь для зажигания светодиода. Также видим кнопку, соединенную с выводом Ардуино №3. Здесь может вполне резонно возникнуть вопрос: зачем мы соединили кнопку ещё и с землей, через резистор 10кОм? Чтобы разобраться с этим вопросом, представим что мы подключили кнопку по «наивной» схеме без всяких дополнительных резисторов.

Здесь между выводом №3 и землей изображен небольшой конденсатор, который способен накапливать заряд. Такая особенность есть у многих микроконтроллеров.

Теперь представим, что мы замыкаем кнопку. Ток начинает бежать от +5В, прямиком в контакт №3, попутно заряжая ёмкость. Ардуино успешно регистрирует нажатие кнопки. Но после того, как мы убираем палец с тактовой кнопки, вопреки нашим ожиданиями, микроконтроллер продолжает считать что кнопка нажата! Еще бы, ведь заряженный конденсатор постепенно отдает накопленный заряд в ногу №3. Это будет продолжаться до тех пор, пока ёмкость не разрядится ниже уровня логической единицы.

Чтобы такого не случилось и нужен так называемый стягивающий резистор (или подтягивающий к земле). При замыкании кнопки ток пойдет по пути наименьшего сопротивления, то есть на вывод №3. А вот как только кнопка будет отжата, паразитная ёмкость мгновенно разрядится на землю, через резистор.

Подключение модуля тактовых кнопок ROC к Ардуино

Специально для ваших проектов мы в RobotClass сделали модуль из двух тактовых кнопок. На модуле уже есть необходимые резисторы и даже два светодиода для индикации нажатия кнопок.

Разберемся с подключением этого модуля к Ардуино Уно.

Принципиальная схема

Внешний вид макета

Как можно было заметить, независимо от того, какие всё-таки кнопки мы будем использовать — схема подключения не сильно меняется. Не будет менять и программа для работы с ними.

Программа для работы с кнопкой на Ардуино

Наконец, мы разобрались с нюансами нашей схемы, и готовы к написанию программы. В уроке по зажиганию светодиода мы познакомились с функциями настройки выводов pinMode и функцией вывода в цифровой порт digitalWrite. На этот раз нам понадобится ещё одна важная функция, которая обеспечивает ввод информации в микроконтроллер:

Эта функция возвращает логическое значение, которое Ардуино считала с заданного контакта. Это означает, что если на контакт подать напряжение +5В, то функция вернет истину*. Если контакт соединить с землей, то получим значение ложь. В языке C++, истина и ложь эквивалентны числам 1 и 0 соответственно.

Для того, чтобы интересующий нас контакт заработал в режиме ввода информации, нам нужно будет установить его в определенный режим:

Наконец, соберем всё вместе, и напишем программу.

Загружаем программу на Ардуино Уно, и проверяем работу программы. Если всё сделано правильно, должно получиться как на картинке:

Ну вот и всё. Теперь мы можем управлять нашими устройствами при помощи кнопок. Если вы уже прошли урок по подключению ЖК дисплея, то мы вполне сможем сделать часы с будильником!

Программа для кнопки-триггера

Еще один пример, заслуживающий внимания — кнопка-триггер. Работает она так: один раз нажали кнопку — светодиод загорелся, второй раз нажали — потух.

Чтобы реализовать такое поведение кнопки, нам потребуется дополнительная переменная, которую часто называют «переменной состояния» или «флагом».

Загружаем программу на Ардуино и проверяем работу схемы. Быстро нажмем кнопку — светодиод зажжется. Снова нажмем — погаснет. А вот если нажать кнопку и не отпускать, то светодиод начнет мигать с периодом 600мс! Почему так? Попробуйте разобраться.

Задания

В качестве тренировки попробуем решить несколько простых задачек с кнопкой и светодиодом.

Источник