尽管许多单调的任务不断自动化，人机界面一直是（并将永远是）一些工具和机器正常运行的一个要求。有许多类型的设备可用于完成这种交互，但只有少数设备向用户提供触觉反馈。在 CUI Devices 的这篇文章中，了解更多关于触摸开关的信息，包括构造、设计规格、布线等。
触觉开关的出现可以追溯到 20 世纪 80 年代初，当时它们最初以薄膜或丝网印刷开关的形式出现，主要用于键盘和小键盘。然而，它们最初缺乏触觉反馈和低于标准的性能面临着来自用户的巨大阻力。这刺激了对改进的需求，导致在 20 世纪 80 年代后期引入了具有金属圆顶的开关作为其设计的一部分。
金属圆顶的引入显著增强了触觉反馈，在启动时为用户提供了独特的感觉。此外，这种设计改进产生了一种更可靠的开关激活方法，延长了使用寿命，解决了以前的耐用性问题。
作为其进步的证明，现代触觉开关现在已经作为输入设备在众多商业和消费产品中无处不在。它们的广泛使用证明了它们给各种电子设备和接口带来的重要性和价值。
触觉开关基础
当用户对触摸开关施加压力时，它会接通电路，产生电流。这一动作会产生“触觉”感觉，通常是明显的咔哒声或触觉碰撞，从而确认开关的操作。一旦释放压力，电流就被中断，从而关闭开关。实质上，触觉开关是一种瞬时动作装置，通过触摸提供可感知的反馈，使用户确信开关已经工作，信号已经传输。此外，某些触摸开关型号被设计为“常闭”开关，这意味着它们在按下时会关闭电流，在释放时会重新启动电流。CUI Devices 也提供这些“常闭”触觉开关的选择。
用户混淆实际上是由用于描述触觉开关的术语引起的，这些术语通常被称为按钮开关。虽然这两种类型有相似之处，但区分它们的特征是很重要的。
按钮开关设计为当按下致动器并移动指定距离时允许电流在电路中流动，当再次按下时会中断电流流动。这些开关可以安装在面板上，也可以直接安装在印刷电路板 (PCB)上。要进一步了解按钮开关，请参考 CUI Devices 的按钮开关 101 博客。
相反，当致动器被按下并保持时，触觉开关允许电流流动，松开时停止电流流动，反之亦然。致动器的移动距离最小。这种开关属于“瞬时动作”开关的类别，虽然某些按钮也是瞬时的，但所有的触觉开关都属于这一类别。值得注意的是，触觉开关通常比按钮开关小得多，并且由于其设计，通常具有较低的额定电压和电流。此外，它们提供听觉或触觉反馈，专为直接安装在 PCB 上而设计。
基本构造
典型的触觉开关仅由四个主要部分组成：模制树脂基座 (4)、触点圆顶 (3)、柱塞 (2)和盖子 (1)。正是由于这种简单性，只有很少的移动部件，使得触觉开关通常比其他机械开关持续更长时间。
触点圆顶具有适合底座的拱形形状，底座容纳用于 PCB 安装的端子和触点。当受到力的作用时，圆顶经历偏转或形状反转，这产生独特的听觉和触觉点击特性。圆顶的弯曲还桥接了基座内的两个固定触点，有效地完成了电路。一旦力被移除，圆顶恢复其原始形状，导致电路断开。根据触觉和听觉反馈的期望水平，圆顶可以由包括金属在内的各种材料制成。
位于触点圆顶顶部的是柱塞。这用于推动和弯曲圆顶，激活开关。柱塞可以由金属、橡胶或其他材料制成，并且可以具有扁平或凸起的致动器。用于柱塞和接触圆顶的材料显著影响触觉点击感觉和声音。
柱塞顶部是盖子，负责保护开关的内部机构。盖子材料的选择可能包括金属或其他材料，这取决于开关的预期用途和所需的防护等级。某些盖子还可能包含接地端子，以减轻静电放电风险。
关键规格
为您的产品选择最合适的触摸开关不仅仅需要仔细查看数据表上的规格。触觉开关具有独特的“感觉”和“声音”，可以显著影响用户对整体产品质量的感知。虽然很难量化，但这种感觉在用户满意度中起着至关重要的作用。
激活开关所需的力和用户感知到的触觉反馈必须与具体应用相一致，这可能会因消费品和工业产品的不同而有很大差异。因此，谨慎的做法是在原型使用中测试实际开关，确保其特性与预期应用相匹配。例如，汽车开关可能需要更高的驱动力来抵消由于车辆振动而导致的输入错误，而打印机或消费类游戏产品中使用的开关可能不太灵敏。尽管如此，无论何种应用，开关必须在产品的整个生命周期内保持可靠的功能。
各种设计规范与触觉开关相关，包括：
- 额定电压：表示开关在断开或闭合时可以承受的最大电压。触觉开关通常具有低额定电压。
- 额定电流：指定开关可以安全承载而不会损坏的最大电流（安培）。
- 激活力：也称为操作力，表示启动开关所需的力或压力的大小（以克力或 gf 衡量）。
- 偏转：指按下开关的总行程，通常称为执行器行程。
- 接触力：表示开关在其端子之间建立连接并允许电流流动所需的力或压力（以克为单位）。
- 促动器高度：促动器在开关主体上方的高度，影响用户的触觉体验。参见图 3。
- 生命周期范围：正常工作条件下开关的预期持续时间，对于评估耐用性至关重要。
- 温度范围：指定开关最佳工作并符合规格的温度范围。
- 安装方式：描述开关如何安装在 PCB 上，可以是通孔安装或表面安装。
- IP 等级：一种国际标准，对交换机（或其他产品）的防护等级进行分类，以防止灰尘和液体进入，为特定环境条件提供有价值的信息。
- 照明：触觉开关有多种照明 LED 颜色可供选择，为用户在应用中提供额外的视觉识别和反馈。>
触觉开关布线
触觉开关通常由 4 个引脚组成，内部连接成两组。当安装在电路板上时，包含 4 个引脚用于增强器件的稳定性。从布线的角度来看，技术上只需要使用 2 根引线，但最好是利用所有可用的引脚，同时理解线对是内部互连的。此外，也可以发现只有两个引脚的触觉开关。此外，还有 5 针触觉开关可用，专门设计用于在紧凑的封装中实现类似操纵杆的控制。
结语
触觉开关因其紧凑的尺寸、较低的高度和较长的使用寿命而广受欢迎，非常适合各种消费品和工业产品。此外，随着技术的进步，触觉开关现在正在进入更新的应用，如可穿戴设备，这些设备利用了它们的小尺寸、轻质和耐用性。当产品要求低功率、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特性时，触觉开关最终被证明是一个明智的选择。CUI Devices 提供了一个全面的触觉开关系列，这些开关具有紧凑的封装、不同的促动器高度和多种配置选项，为不同的设计要求提供了通用的解决方案。