Przełączniki, przyciski i klawiatury to grupa popularnych podzespołów, łączących w całość wiele branż i aplikacji, będących najważniejszym ogniwem interfejsu człowiek-maszyna w technice. Wprawdzie zmiany technologiczne prowadzą powoli do ograniczenia zapotrzebowania na klasyczne klawiatury i elementy przełączające, niemniej rozwój przemysłu elektronicznego i wzrost liczby krajowych producentów elektroniki oraz stały trend elektronizacji niemalże każdej dziedziny techniki powodują, że wypadkowe zapotrzebowanie na elementy elektromechaniczne stale wzrasta.
Jednym z ważniejszych zjawisk widocznych na rynku elementów elektromechanicznych jest miniaturyzacja. Urządzenia i aplikacje elektroniczne stają się coraz mniejsze. Do tego się już przyzwyczailiśmy i traktujemy to jako coś oczywistego i naturalnego. Niemniej nie jest to trend ograniczony wyłącznie do elektroniki mobilnej ani nawet konsumenckiej, stąd rozwiązania elektromechaniczne, a więc przyciski, złącza, przekaźniki, z każdą generacją stają się coraz bardziej kompaktowe.
W przypadku klawiatur miniaturyzacja dotyczy większej skali integracji przełączników z podświetleniem, ekranami, opisami itp. Jest konieczna, gdyż bez niej możliwości aplikacyjne takich komponentów z czasem by malały, niemniej warto dostrzec, że proces ten nie ma wpływu na jakość rozwiązań, np. trwałość mechaniczną lub obciążalność i trwałość elektryczną.
Pozycja w biznesie przełączników, przycisków i klawiatur |
Z przełączników nie rezygnuje się bez powodu ani też nie szuka na siłę zastępczych technologii, bo z każdą kolejną generacją poprawiają się ich parametry: trwałość mechaniczna i elektryczna, a następnie odporność środowiskowa. Poprawia się wzornictwo, rośnie liczba dostępnych typów, kolorystyki i opcji oraz akcesoriów. Innymi słowy, producenci pracują nad tym, aby kwestia wyboru od strony technicznej (mechaniczny czy elektroniczny) oraz jakościowej była jak najbardziej neutralna.
W przypadku przełączników przemysłowych, a więc tam, gdzie miniaturyzacja ma mniejsze znaczenie, rozwój technologii kieruje się często w stronę modułowości. W systemach takich, w ramach jednego rdzenia i pola przełączającego, można zmieniać fronty, kształty klawiszy, podświetlenie, kolor, a także spinać kilka oddzielnych przycisków w bloki. To samo dotyczy zgodności akcesoriów, które zwykle są wspólne dla wielu różnych elementów. Zapewnia to możliwość komponowania rozwiązań przez klientów, a producentom pozwala nieco ograniczyć liczbę wersji, bo np. element przełączający może być wspólny dla całej grupy.
Kolejne zjawisko to elektronizacja przycisków i integrowanie w nich technologii dotykowych, np. piezoelektrycznych, pojemnościowych lub indukcyjnych. Dotykowe przyciski tego typu, jako wydzielone, pojedyncze elementy stanowiące odrębną całość, zostały zbudowane już ładnych parę lat temu, niemniej dopiero niedawno można je dostrzec w ofertach wielu producentów. Takie technologie są najczęściej wykorzystywane w aplikacjach narażonych na wandalizm, gdyż zapewniają bardzo dużą trwałość mechaniczną. Coraz częściej takie przyciski dotykowe pozwalają też na obsługę ręką w rękawiczce, co pomaga w popularyzacji "dotyku".
Jacek JastrzębskiQWERTY
Klawiatury foliowe (mebranowe) to podzespoły elektroniczne produkowane na indywidualne zamówienia klientów. W związku z tym klienci oczekują indywidualnego podejścia do ich projektowania i produkcji. Oczekiwana jest przede wszystkim elastyczność przy ustalaniu wymagań, jakie mają spełniać nowo projektowane klawiatury oraz umiejętne wyważenie priorytetów pomiędzy możliwościami technicznymi, funkcjonalnymi a ceną gotowego wyrobu. Reasumując, klienci oczekują najwyższej jakości, zarówno technicznej, jak i estetycznej, przy możliwie najniższej cenie.
Zmiany technologiczne przy produkcji klawiatur foliowych idą w dwóch podstawowych kierunkach. Nieustannie zwiększa się funkcjonalność nowych konstrukcji poprzez montowanie w nich coraz większej liczby nowych elementów. Obecnie nie są to tylko blaszki stykowe oraz diody świecące LED. Miniaturyzacja elementów elektronicznych umożliwia umieszczanie w warstwach klawiatur takich elementów, jak: różnego typu czujniki np. pojemnościowe, hallotronowe, indukcyjne itp., supercienkie wyświetlacze typu OLED, światłowody do podświetleń klawiszy lub pól informacyjnych. Ich mnogość umożliwia konfigurowanie klawiatur foliowych do różnorodnych zastosowań przy niezwykle łatwym ich użyciu w procesie produkcyjnym, sprowadzającym się do naklejenia na obudowę i podłączenia wyprowadzeń do elektroniki urządzenia. Jednoczesne naciski na obniżanie cen powodują konieczność poszukiwania sposobów na obniżanie kosztów produkcji, które mają rekompensować coraz wyższe koszty użytych materiałów i elementów elektronicznych. Dzisiejsza produkcja klawiatur w dużej mierze oparta jest na coraz droższej pracy ręcznej. W związku z tym zmiany technologiczne koncentrują się na próbach zautomatyzowania przynajmniej niektórych procesów produkcyjnych. Obecnie badane są technologie umożliwiające drukowanie: kolorowych elewacji, ścieżek przewodzących prąd elektryczny, rezystorów, elementów izolacyjnych, diod LED i innych elementów klawiatur w jednym procesie produkcyjnym.
Pytanie powinno dotyczyć nie tyle wyboru, co projektowania klawiatury do własnych zastosowań. Kryterium wyboru parametrów jest bardzo proste. Powinny one być dostosowane do warunków pracy urządzenia oraz umożliwiać łatwą obsługę elektroniki. Kierowanie się innymi kryteriami, na przykład modą, zwykle komplikuje konstrukcję, podwyższa cenę, może utrudniać obsługę i obniżać niezawodność urządzenia. Na przykład nie warto stosować podświetlanych klawiszy do urządzeń pracujących w jasnych pomieszczeniach, a do pracy przy narażeniach chemicznych i klimatycznych należy konstruować szczelne klawiatury.
Ekrany dotykowe są bardzo interesującym rozwiązaniem, eleganckim, a przede wszystkim modnym. Ze względu na swoje właściwości techniczne nie nadają się jednak do wszystkich zastosowań, do których używane są klawiatury foliowe. Stanowią nie tyle zagrożenie, co uzupełnienie oferty w dziedzinie paneli sterujących. Wydaje się, że po przeminięciu pierwszyej fascynacji i mody, znajdą zastosowanie we właściwych dla siebie miejscach. Tendencje występujące w dziedzinie ekranów dotykowych (używanie ich na siłę do każdego zastosowania) są doskonałym przykładem ilustrującym odpowiedź na pytanie o właściwe kryteria doboru środków technicznych do sterowania elektroniką. |
Duża liczba zajmujących się produkcją i sprzedażą przełączników, przycisków i klawiatur dowodzi atrakcyjności biznesowej, napędzanej ogólnym rozwojem rynku elektroniki, automatyki i wzrostem liczby urządzeń elektrycznych i elektronicznych. Rozwój rynku napędzają także inwestycje, modernizacje starych linii produkcyjnych, urządzeń infrastruktury, postępująca automatyzacja i obowiązki prawne związane z zapewnieniem bezpieczeństwa użytkowania oraz także rozwój usług montażu kontraktowego. Poprawia się koniunktura na rynku profesjonalnym: wojskowym, kolejowym, komunikacji bezprzewodowej.
Najważniejsze cechy elementów elektromechanicznych brane pod uwagę przy zakupach |
Natomiast przyczyny ograniczające tempo rozwoju rynku leżą zwykle po stronie ekonomicznej. Są to także przyzwyczajenia klientów, silna miniaturyzacja ograniczająca miejsce dostępne dla przełączników i klawiatury, no i oczywiście interfejsy użytkownika bazujące na technologiach dotykowych. Warto dodać, że te wymienione czynniki nie zmieniają się od co najmniej 5 lat, przez co biznes w praktyce determinuje ogólny klimat w gospodarce.
Arleta BeniuszysElhurt
Elementy te charakteryzują się chyba największym zróżnicowaniem jakościowym. Jest bardzo duży wybór produktów, o określonej specyfikacji, dla których czynnikiem różnicującym będzie cena. To ona bardzo często idzie w parze z jakością. Są klienci, którzy nawet przy potencjalnych oszczędnościach na poziomie 50% ceny nie pozwolą sobie na zamianę dobrego i sprawdzonego przełącznika czy przycisku na element - nawet przetestowany, ale pochodzący z nieznanego źródła. Za jakością stoją bowiem: renoma producenta, stabilność transakcji czy pewność dostaw, szczególnie przy projektach zaplanowanych na dłuższy czas. Jednocześnie funkcjonuje niemała liczba klientów, dla których liczy się spełnienie założonych, podstawowych funkcji oferowanego produktu. Tu nie ma też znaczenia zmiana producenta w trakcie realizowania projektu. Tacy klienci, bez uszczerbku dla funkcjonalności produktu, wykorzystują produkty tańszych producentów.
Odbiorca, który oczekuje wysokiej odporności mechanicznej, środowiskowej oraz niezawodności działania, jest najbardziej wartościowy z punktu widzenia rozwoju sprzedaży. To on, mimo rozwijających się technologii rozwiązań "dotykowych", będzie stale zainteresowany tymi elementami. Urządzenia przemysłowe, elektryczne, sprzęt wojskowy, medyczny po prostu nie mogą obyć się bez tradycyjnych przełączników. Teraz i w przewidywalnej przyszłości wydaje się, że branże rozwojowe w tym zakresie to: przemysł ciężki, transport, hutnictwo, przemysł przetwórczy, integratorzy systemów, służby utrzymania ruchu w zakładach przemysłowych. |
Dzisiaj coraz trudniej znaleźć na płytce drukowanej potencjometr, liczba złączy też raczej jest ograniczana do co najwyżej dwóch-trzech, a wiele przycisków, które do niedawna wypełniały płyty czołowe, zastępuje się odpowiednikami dotykowymi. Klawiatury zastępowane są wyświetlaczami graficznymi połączonymi w funkcjonalną całość z ekranami pojemnościowymi.
Rozwiązania dotykowe opierające się na ekranach połączonych z wyświetlaczami, na pojedynczych przyciskach bazujących na takich technologiach, pojawiają się w coraz większej liczbie urządzeń elektronicznych i w konsekwencji rodzą pytania o wpływ takich technologii i zakres oddziaływania na rynek.
Pozwalają one na wyeliminowanie najbardziej dotkliwych wad rozwiązań tradycyjnych - ograniczonej trwałości i podatności na wpływ środowiska. Umieszczenie sensora dotykowego nawet za grubą warstwą ochronną, na przykład za kilkumilimetrowej grubości taflą szkła lub poliwęglanu, zapewnia nieporównywalnie większą odporność nie tylko na zużycie, ale także pozwala na mycie agresywnymi środkami chemicznymi wymagane np. w przemyśle spożywczym.
Najnowsze rozwiązania pozbawione są już wielu dokuczliwych wad (obsługa w rękawiczce, brak opóźnienia i brak pewności zadziałania) i trafiają poza rozwiązaniami ściśle konsumenckimi do obszarów półprofesjonalnych (sprzęt audio, AGD) lub też aplikacji, gdzie liczy się wygląd i dobre parametry, jak chociażby medycyna.
W praktyce przyciski dotykowe przeznaczone są przede wszystkim do realizacji interfejsu użytkownika. Nie nadają się do przełączania napięć zasilających, bo same wymagają zasilania, wysokich napięć ani też czułych sygnałów z sensorów. Nie da się ich używać w aplikacjach wymagających absolutnej pewności działania (tzw. aplikacje bezpieczeństwa), w warunkach silnych zaburzeń elektromagnetycznych, na przykład blisko pracujących urządzeń do zgrzewania indukcyjnego, suszarek mikrofalowych lub w sąsiedztwie działających nadajników radiowych.
Niemniej sytuacja zmienia się dynamicznie i kolejne pomysły przynoszą sporo zmian, bo wiele negatywnych opinii dotyczy tych pierwszych konstrukcji bazujących na technologii pojemnościowej. Aktualnie na rynku są też rozwiązania piezoelektryczne (bazują na minimalnym ugięciu płytki ceramicznej) oraz indukcyjne, które rozszerzają możliwości aplikacyjne.
Ale droga do tego, aby trwale i całkowicie zmienić branżę elektromechaniczną, jest jeszcze bardzo daleka.
Małgorzata WilkoszMicros
Przy wyborze dostawcy należy zwrócić uwagę na jakość dostarczanych przez niego elementów elektromechanicznych. Istotne jest również dostarczenie komponentów mających zgodność z aktualnymi normami oraz posiadanie przez producenta odpowiednich certyfikatów, nowoczesnych linii produkcyjnych i stosowanie technologii, które zapewnią dostawy precyzyjnie wykonanych, niewadliwych i powtarzalnych komponentów. Istotna jest także szerokość asortymentu dostawcy, co zapewni klientowi dostawę elementów o odpowiedniej jakości, cenie i miłym dla oka wzornictwie. |
Kiepskiej jakości przełącznik lub klawiatura jest w stanie skutecznie popsuć opinię o producencie urządzenia wśród klientów, a firmę wpędzić w kosztowny serwis. W miarę upływu lat coraz więcej osób jest świadomych tego ryzyka i co jest również ważne, ma obecnie pieniądze na to, aby je minimalizować.
Podejście klientów do jakości |
W branży elementów elektromechanicznych funkcjonuje wielu producentów, zwłaszcza w zakresie wersji standardowych. Terminem tym określa się często rozwiązania najpopularniejsze, gdzie poza oryginalnym pomysłodawcą jest wielu naśladowców tworzących odpowiedniki, zamienniki, a jeśli konstrukcja oryginalna jest chroniona, to nierzadko dostępne są też jej podróbki. Zamienniki zawsze są tańsze, ale często ich jakość jest słaba.
Dla wielu producentów kontakt z takimi produktami ma walory edukacyjne i pogłębia zainteresowanie jakością. Ale wykorzystywanie chińskich podróbek jako zamienników wyrobów markowych spędza sen z oczu autoryzowanym dystrybutorom, bo nie tylko degraduje sprzedaż, ale niszczy prawidłowe relacje wiążące markę z jakością. Z roku na rok sytuacja się poprawia, niemniej w praktyce najwięcej pozytywnych zmian wynika z coraz większej świadomości klientów i ich rosnącego potencjału zakupowego.
Co się liczy od strony funkcjonalności? |
W ostatniej dekadzie trwałość tradycyjnych przełączników i przycisków znacznie się też poprawiła. Producenci poprawili precyzję działania i sięgnęli po nowe, lepsze materiały, aby zdjąć z elementów elektromechanicznych odium najsłabszego ogniwa. Ponieważ w wielu aplikacjach przełączniki i przyciski pracują z niskimi napięciami i prądami, coraz częściej w kartach katalogowych rozgranicza się wytrzymałość mechaniczną od elektrycznej, co pozwala lepiej dobrać konkretny element do aplikacji.
Paweł LeśniewskiEltronika
Aby mówić o jakości przełączników, powinniśmy porównać kilka wstępnie pasujących nam rozwiązań, następnie wybrane wziąć na swój obiektywny "warsztat" i dokonać oceny. Ale jak to zrobić? Po wybraniu grupy produktów sprawdzamy ich parametry elektryczne, szczelność, żywotność podaną w cyklach mechanicznych, a także materiały, z których wykonane są chociażby obudowa, aktywator czy kontakty przełącznika. Wbrew pozorom znaczenie ma tutaj każdy detal. Niejednokrotnie już wstępna ocena specyfikacji pozwala nam odrzucić niektóre przełączniki z wytypowanej grupy na tym etapie i skupić się na dwóch, trzech modelach. Warto zwracać uwagę na jakość, aby podczas użytkowania nie zostać zaskoczonym uszkodzeniami. Wada jakościowa przełącznika może spowodować nagłe sparaliżowanie całego systemu, tzn. nie będzie można uruchomić urządzenia bądź nie zadziała istotna jego funkcja, co wiąże się z przestojem, kosztami serwisowymi, czasem nawet odrzuceniem projektu przez finalnego odbiorcę.
Uwagę zwracają rozwijające się technologie związane z obsługą dotykową, więc przełączniki piezoelektryczne oraz pojemnościowe. To grupy produktów zaawansowane technologicznie, jednocześnie zapewniające długotrwałą żywotność. Producenci zaczęli zwracać większą uwagę na bezpieczeństwo swoich wyrobów, pojawiają się w nich kolejne atesty i certyfikaty. Warto odnotować, że klient dziś często oczekuje łatwości i szybkości montażu przełącznika, czasem decyduje się na gotowe rozwiązanie, czyli np. panel przełącznikowy w ramce bądź np. gotową klawiaturę membranową lub metalową, co zapewnia mu pełne sterowanie funkcjami urządzenia.
Sugerowałbym wybierać dostawców z dobrym wsparciem technicznym oraz doświadczeniem. Już na wstępie poszukujący przełącznika uzyska rzetelne informacje, pozna cechy przełącznika, a także dowie się np. jakie powinien zastosować akcesoria do wybranej serii, aby stworzyć cały komplet. Takie działania inżynierów ze strony dostawcy są bardzo istotne z punktu widzenia klienta, unikamy wtedy tworzenia zamówienia niekompletnego, braku w nim istotnych akcesoriów np. kontakt-bloków, nakładek, aktywatorów. Warto, by był to dostawca ze swoim magazynem, który zapewni nam ciągłość dostaw. |
Mimo upływu lat największe znaczenie na rynku mają klawiatury foliowe. Są one dość tanie i jednocześnie trwałe, niewielkiej głębokości i dające duże możliwości indywidualizacji. Klawiatury foliowe wybijają się na rynku także swoją elastycznością technologiczną, gdyż mogą być wykonywane w wielu różnych opcjach związanych z kształtem klawiszy, sygnalizacją naciśnięcia, a nawet pozwalają na instalację podświetlenia dla całości klawiatury lub selektywnej iluminacji przycisków.
Możliwe jest też łączenie klawiatury z oknem dla wyświetlacza, przez co w ten sposób daje się opracować cały panel frontowy urządzenia. Wraz z warstwami realizującymi ekranowanie elektromagnetyczne, konstrukcja jest zabezpieczana przed wpływem czynników środowiskowych lakierami i warstwami ochronnymi. Nowe materiały bazowe, trwałe tworzywa sztuczne i silikony dają możliwość stworzenia trwałych klawiatur do wielu aplikacji.
Rozwój technologii dotykowych a rynek tradycyjnych elementów elektromechanicznych |
Warto zauważyć, że technologie produkcji klawiatur częściowo przenikają się i oprócz podstawowych wersji są jeszcze wykonania pośrednie i hybrydowe, w których gumowe klawisze współpracują z zestykami foliowymi lub mikroprzełącznikami, co dowodzi, że w praktyce technologia wykonania styków jest luźno powiązana z klawiszem. Zapewnia to niewątpliwie wysoką elastyczność konfiguracji i możliwość dopasowania się do mniej typowych wymagań. Są nawet rozwiązania wykorzystujące technologie dotykowe, a wersje silikonowe stają się dostępne nie tylko dla dużych serii.
Producenci klawiatur inwestują w produkcję bazującą na trwałych materiałach, wykorzystują druk cyfrowy po to, aby dać możliwość pełnej indywidualizacji projektów i łączą w ramach jednej oferty wiele technologii przełączających, podświetleń.
Mariusz DuczekSchurter Electronics
Zauważam zmianę preferencji klientów zamieniających rozwiązania bazujące na dużych klawiaturach na ekrany dotykowe. Największa jednak zmiana dokonuje się w przypadku samych ekranów dotykowych, gdzie maleje udział technologii rezystancyjnej na rzecz pojemnościowej. Dla średniej wielkości klawiatur, od 12 do 25 przycisków, obserwujemy przechodzenie ku rozwiązaniom opartym na ekranach pojemnościowych. W mniejszych aplikacjach, do 10 przycisków, nadal prostota obsługi i wyraźne wrażenie "przełączania" sprawia, że klawiatura pozostaje dominująca. Przewaga ekranów w technologii pojemnościowej jest zauważalna szczególnie w branżach automatyki związanych ze sterowaniem i kontrolą procesów oraz w branży medycznej. Jednocześnie rośnie zainteresowanie kompletnymi rozwiązaniami, które integrują interfejs użytkownika, potrzebne komponenty, wparcie inżynieryjne i produkcyjne w jeden, końcowy produkt, do którego klient dodaje własny know-how. |
Powiązane treści
Zobacz więcej w kategorii: Rynek - archiwum
Zobacz więcej w temacie: Artykuły
Świat Radio
14,90 zł Kup terazElektronika Praktyczna
18,90 zł Kup terazElektronika dla Wszystkich
18,90 zł Kup terazElektronik
15,00 zł Kup terazIRE - Informator Rynkowy Elektroniki
0,00 zł Kup terazAutomatyka, Podzespoły, Aplikacje
15,00 zł Kup terazIRA - Informator Rynkowy Automatyki
0,00 zł Kup teraz