Методи взаємодії з пристроєм

Досвід користувача є важливим аспектом для розгляду, який може вирішити успіх продукту. Отже, до завдань дизайнерів електронних пристроїв має належати розгляд функціональності, інтуїтивності та простоти керування. Важливо при цьому належним чином підібрати відповідальні за це компоненти. У сьогоднішній статті розглянемо найчастіше використовувані типи компонентів, відповідальних за взаємодію з пристроєм, їхню характеристику та приклади застосувань.

Які компоненти відповідають за обслуговування пристрою?

Нижче наводимо підсумок найчастіше зустрічаних елементів і технологій, відповідальних за комунікацію між користувачем та пристроєм.

Мікроперемикачі та кнопки, що монтуються на PCB

Перемикачі — одні з основних електронних компонентів, використовуються для замикання та розмикання електричного кола. Їх головне застосування — контроль роботи різних пристроїв, зокрема вмикання та вимикання, введення будь-якої інформації, а також скидання. Із доступних типів таких елементів наявні перемикачі з кріпленням через отвори або SMD, на поверхні, кромці або у вирізі плати. Можна також виділити моностабільні та бістабільні кнопки, а також із різними електричними і механічними властивостями. Читайте також: Технології монтажу електронних компонентів Починаючи з найпростіших застосувань, наприклад вмикання світлодіода або активації певної функції пристрою, можна створювати й складніші схеми, такі як, наприклад, власна клавіатура.

Приклади мікроперемикачів механічних, що монтуються поверхнево. На ринку доступний широкий асортимент кнопок і перемикачів з різними розмірами, характеристиками і призначенням Компанія InterElcom пропонує великий вибір перемикачів — включно з обертовими, кінцевими та кодовими налаштуваннями. Ми співпрацюємо з найкращими виробниками електронних компонентів, щоб наші продукти завжди відповідали вашим вимогам і потребам. Запрошуємо ознайомитись з нашим асортиментом перемикачів, а також ставити питання у контактній формі.

Слюбані перемикачі

На протилежному кінці спектра знаходяться більші за розміром перемикачі, зазвичай призначені для монтажу в корпусі. Вони проектуються з думкою про найвибагливіші застосування. Свою назву отримали за підвищену міцність і стійкість до пошкоджень. Дехто з них також пропонує водонепроникність або вбудоване підсвічування. Великий розмір кнопки полегшує користування ними в складних умовах та, наприклад, у товстих рукавицях. Перемикачі такого типу застосовуються, зокрема, в громадських пристроях, наприклад у ліфтах або домофонах. Їх міцність робить їх також переважним рішенням у промислових застосуваннях, наприклад у пульті оператора або керуючих касетах.

Препресні кнопки

Пресні кнопки є одними з найпростіших конструктивно моностабільних перемикачів. Вони складаються з відповідно сформованого шару гнучкого пластику або гуми, внутрішня частина якого покрита провідним шаром. Натискання кнопки викликає її деформацію і дотик провідного шару до шляху на друкованій платі, що закриває коло. Проста конструкція та можливість інтеграції з друкованою платою дає широкі можливості адаптації проекту мембранних перемикачів до конкретних потреб. До їхніх переваг належать також низький профіль і можливість майже будь-якої індивідуалізації форми, зовнішнього вигляду і графічного дизайну. Великий опір контакту, однак, не дозволяє керувати високими струмами. Мембранні перемикачі можна знайти, серед іншого, у більшості сучасних комп’ютерних клавіатур, а також у пультах телевізорів та калькуляторах. Їх застосовують також у різних сферах промисловості.

Енкодери

Енкодери — пристрої, що перетворюють механічний обертальний рух у електричний сигнал. Мають два виходи сигналів, що передають інформацію про напрямок і швидкість обертання осі. Підрахунок імпульсів на кожному з них дозволяє точно визначати положення енкодера. Їх здебільшого використовують у різних галузях автоматики, у приводах та механічних агрегатах, де потрібен точний контроль рухів. Втім у цій статті зосередимося на енкодерах, які призначені для взаємодії з пристроєм. Це невеликі інкрементальні енкодери, зазвичай для монтажу на PCB з валом із ручкою або поворотним коліщатком. Більшість таких компонентів на ринку також мають вбудовану кнопку, активовану натисканням коліщатка. Завдяки цій функції один енкодер достатній для навігації у простому інтерфейсі користувача — обертання дозволяє вибрати позицію в меню, натискання — активувати її. Він також може замінити потенціометри у застосуваннях, наприклад, у регулюванні гучності. Підбираючи енкодер для конкретного застосування, найкраще починати з досвідчених та перевірених постачальників електронних компонентів, яким є компанія InterElcom. Нижче наведені параметри енкодера EC1103S-D5-F10, ідеального для контролю простих пристроїв і контролерів:

Позначення	EC1103S-D5-F10
Тип	Інкрементальний енкодер
Кріплення	SMD
Точність	15 імпульсів на оборот
Довжина валу	5 мм
Діаметр валу	6 мм
Електричні параметри	5 В постійного струму, 1 мА

Приклад застосування енкодера, з яким майже кожен знайомий, — колесо прокрутки у комп’ютерній миші. Їх також можна знайти у різній аудіотехніці, лабораторному обладнанні, а також у побутовій техніці. Через широку функціональність і простоту впровадження енкодери часто використовують і в хобі-проектах.

Ручки і джойстики

Ручкові маніпулятори дозволяють точно копіювати рухи людської руки, які потім перетворюються в електричні сигнали. Тому їх застосовують там, де потрібен точний контроль — прикладом може бути рука екскаватора-навантажувача, дистанційно керований транспорт або система візуального наведення. Їх також використовують у комп’ютерних периферійних пристроях, як контролери до відеоігор. Однак використання в менших пристроях, особливо портативних, обмежене. Це зумовлено, перш за все, розмірними обмеженнями та відсутністю стабільної опори, необхідної для забезпечення точності та комфорту користування. Серед ручкових маніпуляторів виділяють цифрові (дискретні) та аналогові джойстики. Цифрові джойстики значно простіші у роботі — зазвичай мають чотири контактні елементи, які активуються відхиленням ручки в одному з 8 напрямків. Аналогові ж працюють на основі набору потенціометрів (регульованих резисторів) — по одному на кожну вісь. Їх опір змінюється плавно в залежності від положення ручки — це дозволяє точно вказати напрямок та інтенсивність відхилення маніпулятора. Джойстики можна також класифікувати за кількістю осей та кількістю стабільних позицій. Існують також ручки управління з додатковими кнопками, які можна натискати пальцями.

Ємнісні перемикачі

Ємнісні перемикачі функціонують за тим самим принципом, що і ємнісні сенсорні дисплеї, використовуючи природну електропровідність людського тіла. Наближення руки або дотик до електрода кнопки викликає зміни в її електричному полі, які потім виявляються спеціальним чіпом. Найчастіше такі перемикачі мають форму еластичного електрода, який притиснутий до внутрішньої частини корпусу, що виконує функцію сенсорної панелі. Існують також варіанти, де електродами є ділянки друкованих кіл або ємнісні провідні шари, нанесені на пластик або скло.

Приклад пристрою з сенсорними перемикачами. На фото видно петлі проводу, що виконують функцію ємнісних електродів. Головною перевагою ємнісних кнопок є відсутність будь-яких рухомих механічних елементів, що забезпечує відмінний ресурс і високу надійність. Через це в деяких сферах вони заміщають класичні механічні перемикачі. Чудовим прикладом є кнопки відкриття дверей у громадському транспорті чи перемикачі світла на пішохідних переходах. Крім того, ця технологія також прийшла в різну побутову техніку та споживчу електроніку, де її частка постійно зростає. Ємнісний дотик має деякі обмеження — насамперед, такі перемикачі не можуть зареєструвати дотик непровідних матеріалів. Присутність вологи може заважати їхній роботі, що виключає їх застосування в деяких випадках. Ще одна вада — відсутність відчутної активації кнопки — немає ані відчуття, ані звуку, через що користувачі іноді вважають їх менш інтуїтивними. Через це часто застосовують додаткові елементи, що надають зворотний зв’язок — найчастіше звукові, вібраційні моторчики або п’єзоелектричні перетворювачі.

Сенсорні панелі

Говорячи про взаємодію через дотик, неможливо не згадати швидко зростаючу популярність сенсорних дисплеїв. Без сумніву, вони є одними з найінтуїтивніших способів керування пристроями. Вони також відзначаються найбільшою гнучкістю — інтерактивні елементи графічного інтерфейсу можна вільно та динамічно адаптувати до поточних потреб. Проте впровадження сенсорного дисплея досить складне з точки зору обчислювальних потужностей. Через це прості пристрої без потужного мікропроцесора не зможуть обслуговувати графічний інтерфейс. Читайте також: Сенсорні дисплеї – типи та застосування Використання дисплея тягне за собою й багато інших переваг. Відсутність необхідності робити додаткові отвори в корпусі означає менше потенційних точок проникнення вологи чи пилу. Завдяки цьому простіше захищати пристрій від атмосферних впливів і адаптувати його до роботи в більш вимогливих умовах. Сенсорний дисплей також забезпечує сучасний вигляд і високий рівень естетики, що особливо важливо для кінцевого користувача. Компанія InterElcom пропонує широкий вибір сенсорних дисплеїв для будь-яких застосувань — від промислових пристроїв до мобільних телефонів і смарт-годинників. Запрошуємо ознайомитися з нашим портфоліо продуктів.