触摸按键电路,轻触按键控制电路图

从最基本的意义上说，电气开关是一种打开或关闭电流的设备。如果这就是您需要了解的关于开关的全部内容，那么这将是一个非常短的故事。然而，电气开关有数千种样式、尺寸和额定值，同时包含更多的功能、规格和占地面积。

“触觉开关”是一种广泛使用的开关，通常在用户向设备施加压力时完成电路，然后为用户提供可感知的“点击”或触觉冲击作为响应，指示电流流动。释放开关时电流关闭。简而言之，触觉开关是一种瞬时动作装置，其操作可通过触摸感知。这种有形的反馈为用户提供了开关已操作且信号已流过的一些保证。触觉开关型号也可用于在按下开关时关闭电流并在释放时将其重新打开。

常见的轻触开关示例

这种类型的开关在 1980 年代初期以薄膜或丝网印刷开关开始，用于键盘和小键盘。直到 1980 年代后期，作为开关设计一部分的带有金属圆顶的设备才被引入，它们缺乏触觉反馈和较差的性能很快就遇到了阻力。圆顶设计提供了触觉反馈以及更强大的驱动方法和更长的使用寿命。今天，轻触开关被广泛用作数千种商业和消费设备的输入设备。

触觉开关的命名可能会引起一些用户混淆，因为它们通常被称为按钮开关。按钮开关设计用于在按下致动器并经过指定的行程距离时允许电流在电路中流动，并在再次按下时停止电流流动。按钮开关可以安装在面板上或直接安装在印刷电路板 (PCB) 上。要了解有关按钮开关的更多信息，请阅读我们的按钮开关 101博客。

另一方面，触觉开关在推动并保持致动器时允许电流流动，并在释放时停止电流流动，反之亦然。致动器的行程最小。这些被称为“瞬时动作”开关，虽然有些按钮是瞬时的，但所有的触觉开关都是。触觉开关通常也比按钮开关小得多，并且由于它们的设计通常承载较低的电压和电流额定值。它们还提供音频或触觉反馈，并且专门设计用于直接安装在 PCB 上。

触觉开关提供重要且有用的功能，可以增强用户对产品的感知。首先，它们提供瞬时电路接合——按下开关时电流打开，松开开关时电流关闭，反之亦然。这允许更快的数据输入，如在计算机键盘中，以及在必要时连续操作，如在电机控制键盘中。

其次，也是最重要的，触觉开关向操作员提供触觉和听觉反馈，确认开关已接合并且电源正在流向电路。与计算机键盘一样，它们还为打字功能提供了一种令人满意的物理“感觉”，这也可能表明错过了敲击或缺少输入。

第三，触觉开关通常在较低的功率和电流额定值下运行。这使得它们的生产成本更低，并且与低压设备和系统更好地匹配。较低的电压也意味着接触点处的电弧较少。

最后，由于活动部件很少，轻触开关的使用寿命通常比其他机械开关长。这允许它们直接安装在电路板上使用，而不必担心拆卸维修。这也意味着，与其他开关类型相比，它们在产品中的使用成本更低。

轻触开关在其简单性方面有些优雅，采用非常有限数量的部件来满足其预期功能。基本的轻触开关设计通常包含四个部分，包括最大的组件 -模制树脂底座 (4)，其中包含用于将开关连接到 PCB 底座的端子和触点。

基本的轻触开关结构

具有拱形形状的接触圆顶 (3)适合底座并在受力作用下偏转或反转形状。这个过程会产生触觉开关的听觉和触觉点击。圆顶在弯曲时连接底座中的两个固定触点，从而为电路供电。当移除操作力时，圆顶恢复到原来的形状，电路中断。圆顶由金属和其他材料制成，具体取决于所需的触觉和听觉反馈量。

柱塞 (2)位于触点圆顶顶部并被推动以弯曲圆顶并激活开关。柱塞可以由金属、橡胶或其他材料制成，可以是扁平的，也可以是凸起的，具体取决于整个产品的需要。柱塞和接触圆顶中使用的材料类型也将决定点击触感和声音。

柱塞的顶部是盖子 (1)，它保护开关的内部机构。这可以由金属或其他材料制成，具体取决于开关的预期用途和所需的保护量。特定的盖子还可以包括一个接地端子，以防止静电放电。

为您的产品选择正确的轻触开关不仅仅是评估产品数据表上的规格的过程。轻触开关，由于其“感觉”和“声音”，会影响用户对整体产品质量的感知。这种看法可能难以量化。激活开关所需的力和用户感觉到的触觉反馈必须满足应用要求，并且会因消费产品和工业产品而异。

通过在原型使用中测试实际开关，将特定开关的特性与其应用相匹配通常是明智的。例如，汽车开关可能需要更大的驱动力来避免由车辆振动引起的输入错误。打印机或消费类游戏产品上使用的开关可能不太敏感。当然，在任何一种情况下，开关还必须在产品的整个生命周期内可靠地运行。

尽管如此，有许多适用于轻触开关的设计规范，包括：

• 额定电压：（有时称为额定功率）表示开关在打开或关闭时可以承受的最大电压。触觉开关的额定电压通常较低。
• 额定电流：开关在损坏之前可以承载的最大电流（安培）。
• 激活力：（也称为操作力）移动开关上的执行器所需的力或压力（以克力或 gf 表示）的大小。
• 偏转：（也称为执行器行程）按下开关的总行程距离。
• 接触力：开关连接端子并导致电流流动所需的力或压力（以克表示）。
• 执行器高度：执行器在开关主体上方的高度。
• 生命周期范围：交换机在正常操作条件下的预期持续时间。
• 温度范围：开关按照规范运行的温度范围。
• 安装方式：用于将开关安装在 PCB 上的方法，通孔或表面贴装。
• IP 等级：一种国际标准，用于对开关（或其他产品）防止灰尘和液体侵入的防护等级进行分类。

常见的轻触开关执行器高度示例

轻触开关有两种主要类型，标准（或开放）或密封。标准类型的轻触开关不与灰尘、气体或水等外部元素密封。密封型具有机械元件，可在恶劣环境中保护内部部件免受灰尘和水的侵入。

一些可用的不同类型的触觉开关包括：

• 圆形/方形/矩形
• 冲洗
• 发光的
• 微型
• 微
• 直角
• 长行程
• 5路
• 开关阵列和键盘

触觉开关通常包含 4 个引脚。这些引脚在内部连接成 2 组。使用 4 个引脚的目的是在将器件安装在电路板上时提供稳定性。接线时，从技术上讲，您只需要使用 2 根引线，但最佳做法是尽可能使用所有引脚，同时意识到这些线对在内部连接。触觉开关也只有 2 个引脚。还有 5 针触觉开关可用于在非常小的封装中实现类似操纵杆的控制。

典型的触觉开关引脚配置

由于其体积小、高度低和寿命长，轻触开关可满足各种类型的消费和工业产品的许多需求。一些典型应用的列表包括：

• 键盘和小键盘
• 遥控器
• 游戏控制器
• 电话
• 玩具
• 乐器
• 笔记本电脑
• 家电
• 安全电子
• 工业控制
• 电气和电子仪器
• 便携式设备
• 医疗器材

一些利用触觉开关的小尺寸、轻重量和耐用性的新应用包括可穿戴技术、智能防弹衣和随身摄像头。

当产品需要低功率、瞬时动作功率控制或数据输入，并且触觉和听觉反馈是理想的功能时，触觉开关是一种明智的选择。