Тактовый переключатель что это

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

Подключение кнопки к ардуино

Подключение датчика кнопки к ардуино требует определенных знаний и навыков. В этой статье мы поговорим о том, что такое тактовая кнопка, что такое дребезг кнопки, как правильно подключать кнопку с подтягивающим и стягивающим резистором, как можно управлять с помощью кнопки светодиодами и другими устройствами.

Кнопка ардуино

Кнопка (или кнопочный переключатель) – самый простой и доступный из всех видов датчиков. Нажав на нее, вы подаете контроллеру сигнал, который затем приводит к каким-то действиям: включаются светодиоды, издаются звуки, запускаются моторы. В своей жизни мы часто встречаемся с разными выключателями и хорошо знакомы с этим устройством.

Тактовые кнопки и кнопки-переключатели

Как обычно, начинаем раздел с простых вещей, интересных только начинающим. Если вы владеете азами и хотите узнать о различных вариантах подключения кнопки к ардуино – можете пропустить этот параграф.

Что такое кнопка? По сути, это достаточно простое устройство, замыкающее и размыкающее электрическую сеть. Выполнять это замыкание/размыкание можно в разных режимах, при этому фиксировать или не фиксировать свое положение. Соответственно, все кнопки можно поделить на две большие группы:

Вариантов различных кнопок великое множество, это действительно один из самых распространенных видов электронных компонентов.

Кнопки ардуино для простых проектов

В наших проектах мы будем работать с очень простыми тактовыми кнопками с 4 ножками, которые идут практически в любом наборе ардуино. Кнопка представляет собой переключатель с двумя парами контактов. Контакты в одной паре соединены между собой, поэтому больше одного выключателя в схеме реализовать не удастся, но вы можете одновременно управлять двумя параллельными сегментами, это бывает полезно.

В зависимости от ситуации, вы можете создавать как схемы с нормально замкнутыми, так и с нормально разомкнутыми контактами – для этого нужно будет только соответствующим образом выполнить соединение в схеме.

Для удобства работы в комплекте с тактовой кнопкой обычно идет пластмассовый колпачок какого-то цвета, он достаточно очевидно надевается на кнопку и придает проекту менее хакерский вид.

Подключение кнопки Ардуино

Включение и выключение светодиода с помощью кнопки

Давайте начнем с самого простого способа подключения тактовой кнопки. Рассмотрим схему с Arduino в качестве источника питания, светодиода, ограничительного резистора номиналом 220 Ом и кнопки, которая будет замыкать и размыкать цепь.

При подключении кнопки с двумя парами ножек важно правильно выбрать размыкающие контакты. Посмотрите на изображение внимательно: пары ножек расположены по бокам кнопки. Сама кнопка квадратная, но расстояния между парами контактов визуально заметны: можно сразу выделить два на одной стороне и два а другой. Так вот, именно между одной «парой» на стороне и будет реализован выключатель. Для включения в схему мы соединяемся с одним и с другим контактом, между которыми минимальное расстояние. Вторая пара контактов просто дублирует первую.

Если у вас переключатель другого типа, то можете смело выбрать контакты с противоположных углов (на некоторых кнопка делается специальный знак в виде выемки, по которому можно определить, с какой стороны расположены спаренные контакты). Самый надежный способ определить правильные ножки – это прозвонить контакты тестером.

Сама схема с кнопкой, светодиодом и контроллером Arduino не нуждается в особых пояснениях. Кнопка разрывает цепь, светодиод не горит. При нажатии цепь замыкается, светодиод включается. Если вы перепутаете контакты (включите через замкнутые спаренные контакты кнопки), то кнопка работать не будет, потому что цепь никогда не разомкнется. Просто поменяйте контакты местами.

Подключение кнопки с подтягивающим резистором

Давайте теперь подключим кнопку к ардуино так, чтобы можно было считывать в скетче ее состояние. Для этого воспользуемся следующей схемой.

В скетче мы будем отслеживать факт нажатия и выводить сообщение в монитор порта. Более интересный пример и подробное объяснение самой схемы мы приведем чуть позже.

Следует обратить внимание на сопротивление 10 К, которое мы добавили в этой схеме. Более подробно о его предназначении мы поговорим позже, просто имейте в виду, что такой резистор необходим для правильной работы схемы.

Скетч для кнопки ардуино с подтягивающим резистором:

Подключение кнопки в режиме INPUT_PULLUP

В указанной выше схеме мы использовали резистор, называемый подтягивающим, для формирования определенного уровня сигнала на цифровом порту. Но есть другой способ подключить кнопку без резистора, используя внутренне сопротивление платы ардуино. В блоке setup мы должны всего лишь определить тип пина, к которому подключим кнопку, как INPUT_PULLUP.

Альтернативным вариантом будет выбрать режим пина как OUTPUT и установить на данный порт высокий уровень сигнала. Встроенный подтягивающий резистор подключиться автоматически.

И все. Можно собрать вот такую сложную схему и работать с кнопкой в скетче.

Мигание светодиода после нажатия на кнопку

В предыдущем примере со светодиодами мы подключили кнопку к плате ардуино и поняли, как она работает. Светодиод включался и выключался, но делал это в совершенно пассивном режиме – сам контроллер здесь был абсолютно лишним, его можно было бы заменить батарейками. Поэтому давайте сделаем наш новый проект более «интеллектуальным»: при нажатии на кнопку заставим светодиод непрерывно мигать. Обычной схемой с лампочкой и выключателем этого уже не сделаешь – мы будем использовать мощь нашего микроконтроллера для решения этой пусть и простой, но не тривиальной задачи.

Полная схема проекта изображена на рисунке:

Фрагмент схемы со светодиодом уже хорошо нам знаком. Мы собрали обычный маячок со светодиодом и ограничительным резистором. А вот во второй части мы видим знакомую нам кнопку и еще один резистор. Пока не будем вдаваться в подробности, просто соберем схему и закачаем в ардуино простой скетч. Все элементы схемы идут в самых простых стартовых наборах ардуино.

Давайте посмотрим на скетч. В нем мы видим довольно простую логику.

Логика поведения кнопки в скетче может зависеть от способа подключения с подтягивающим резистором. Об этом мы поговорим в следующей статье.

Дребезг кнопки ардуино

В процессе работы с кнопками мы можем столкнуться с очень неприятным явлением, называемым дребезгом кнопки. Как следует из самого названия, явление это обуславливается дребезгом контактов внутри кнопочного переключателя. Металлические пластины соприкасаются друг с другом не мгновенно (хоть и очень быстро для наших глаз), поэтому на короткое время в зоне контакта возникают скачки и провалы напряжения. Если мы не предусмотрим появление таких “мусорных” сигналов, то будем реагировать на них каждый раз и можем привести наш проект к хаусу.

Для устранения дребезга используют программные и аппаратные решения. В двух словах лишь упомянем основные методы подавления дребезга:

Более подробную информацию о способах борьбы с дребезгом вы можете найти в этой статье об устранении дребезга кнопок.

Переключение режимов с помощью кнопки

Для того, чтобы определить, была ли нажата кнопка, надо просто зафиксировать факт ее нажатия и сохранить признак в специальной переменной.

Факт нажатия мы определяем с помощью функции digitalRead(). В результате мы получим HIGH (1, TRUE) или LOW(0, FALSE), в зависимости от того, как подключили кнопку. Если мы подключаем кнопку с помощью внутреннего подтягивающего резистора, то нажатие кнопки приведет к появлению на входе уровня 0 (FALSE).

Для хранения информации о нажатии на кнопку можно использовать переменную типа boolean:

boolean keyPressed = digitalRead(PIN_BUTTON)==LOW;

Почему мы используем такую конструкцию, а не сделали так:

boolean keyPressed = digitalRead(PIN_BUTTON);

Все дело в том, что digitalRead() может вернуть HIGH, но оно не будет означать нажатие кнопки. В случае использования схемы с подтягивающим резистором HIGH будет означать, что кнопка, наоборот, не нажата. В первом варианте (digitalRead(PIN_BUTTON)==LOW ) мы сразу сравнили вход с нужным нам значением и определили, что кнопка нажата, хотя и на входе сейчас низкий уровень сигнала. И сохранили в переменную статус кнопки. Старайтесь явно указывать все выполняемые вами логические операции, чтобы делать свой код более прозрачным и избежать лишних глупых ошибок.

Как переключать режимы работы после нажатия кнопки?

Часто возникает ситуация, когда мы с помощью кнопок должны учитывать факт не только нажатия, но и отпускания кнопки. Например, нажав и отпустив кнопку, мы можем включить свет или переключить режим работы схемы. Другими словами, нам нужно как-то зафиксировать в коде факт нажатия на кнопку и использовать информацию в дальнейшем, даже если кнопка уже не нажата. Давайте посмотрим, как это можно сделать.

Логика работы программы очень проста:

Как определить нажатие нескольких кнопок?

Нужно просто запомнить состояние каждой из кнопок в соответствующей переменной или в массиве ардуино. Здесь главное понимать, что каждая новая кнопка – это занятый пин. Поэтому если количество кнопок у вас будет большим, то возможно возникновение дефицита свободных контактов. Альтернативным вариантом является использование подключения кнопок на один аналоговый пин по схеме с резистивным делителем. Об этом мы поговорим в следующих статьях.

Источник