Бесконтактные устройства ввода информации

Контактная и бесконтактная клавиатура. В чём разница?

В настоящее время применяется контактная и бесконтактная клавиатура. Клавиатура с механическими контактами для ручного ввода информации, обладая рядом преимуществ, сохранила присущие ей основные недостатки: дребезг и залипание контактов, малое быстродействие, искрообразование, обгорание и эрозия контактов, приводящие к необходимости частой профилактики, чувствительность к вибрациям и ударам. Появление герметизированных контактов не решило проблему, поскольку им также были присущи дребезг, залипание контактов, изменение переходных сопротивлений и др.

Были созданы бесконтактные клавишные пульты на импульсных емкостных ключах, что позволило упростить схемные решения, повысить надежность и обеспечить большой срок службы. Появились бесконтактные клавиши на ферритах с внешним подмагничиванием, в которых исключалось влияние дребезга, а также обеспечивалась электронная блокировка в устройстве ввода от ложных сигналов при нажатии других клавиш.
Новые типы клавиш наряду с определенными преимуществами имели и недостатки (в частности, сложность и высокая стоимость) и не решали проблему.

Клавиши любой из групп имеют достоинства и недостатки, поэтому рекомендовать однозначный выбор практически невозможно. Для ввода информации бесконтактные клавиши имеют бесспорное преимущество перед механическими. Однако в сильноточной технике клавиши с механическими контактами имеют определенное преимущество по сравнению с бесконтактными.

Устройство и принцип действия

Для ручного ввода информации наиболее перспективным считается применение гальваномагнитных преобразователей. Основными узлами клавиш на гальваномагнитных датчиках являются магниточувствительный элемент и магнитная система с постоянным магнитом. Магниточувствительными элементами могут быть датчик Холла, магниторезистор, магнитодиод или магнитотранзистор.

Важным узлом клавиши является магнитная система, представляющая собой магнитную цепь с постоянным магнитом и арматурой (сердечник, ярмо, полюсные наконечники и другие элементы) и предназначенная для создания и изменения индукции магнитного поля, действующего на магниточувствительный элемент. При этом для неповреждения выводов желательно магниточувствительный элемент установить в неподвижном корпусе, а индукцию магнитного поля изменять за счет перемещения магнитной системы относительно неподвижного магниточуствительного элемента.

Перемещение магнитной системы можно обеспечить механическим воздействием пальца оператора на клавишную головку.

При максимальном сжатии пружины магнит свободно опускается до дна корпуса, вызывая резкое уменьшение индукции магнитного потока через магнитодиод, в результате чего уменьшается его сопротивление и клавиша выдает сигнал. После снятия пальца с клавишной головки она под действием сжатой пружины и силы магнитного притяжения возвращается в исходное положение. Поток силовых линий магнита замыкается через магнитодиод, его сопротивление резко растет, и электрическая цепь размыкается.

Отметим, что клавиши на магнитодиодах в зависимости от способа перемещения подвижной части делятся на две группы: клавиши с пружинами и клавиши на эффекте магнитного притяжения. Последние отличаются большой надежностью, эффективностью и простотой конструкции.

Что следует учитывать при выборе такой клавиатуры?

1. Для получения эффективного выходного сигнала при срабатывании электронной схемы необходимо обеспечить максимально возможное изменение индукции магнитного поля, что обеспечивается соответствующим выбором постоянного магнита и воздушного зазора, в котором расположен магнитодиод.

2. Магнитную систему клавиши необходимо построить так, чтобы силы магнитного притяжения, препятствующие перемещению его подвижной части, были минимальными.

3. Кинематическая схема клавиши должна быть такой, чтобы при нажатии на его головку магнитодиод оставался неподвижным. Это позволяет предохранять выводы магнитодиода от обрывов, тем самым обеспечивая высокую надежность работы клавиши.

Полезные ссылки