מקלדת ממברנה. תכנית, תיאור

מקלדת ממברנה. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מעצב חובב רדיו

כל מי שאי פעם עסק ביצירת ציוד עם מספר רב של אלמנטים מיתוגיים יודע כמה זה מורכב ולואו-טק. כך. בפאנל של טיונר-מגבר מודרני, מספר המתגים מגיע לתריסר, ובבודקים אלקטרוניים, מחוללים אוטומטיים של אותות קוד טלגרף וקונסולות של מחשבים אישיים, הוא מגיע לעתים קרובות לכמה עשרות ואף מאות. יצירת מקלדת קומפקטית, אמינה וקלה לייצור היא אתגר משמעותי. בינתיים, ישנם עיצובים פשוטים מאוד של יחידות מיתוג שיכולים לפשט באופן משמעותי את ייצור המקלדת.

עיצוב אחד כזה הוא מה שנקרא מקלדת ממברנה. זה מורכב מ. שלושה אלמנטים עיקריים (איור 1): מצע 1, אטם 2 וממברנה מתכתית 3. המצע הוא לוח מעגלים מודפס שעליו נוצרים מגעים קבועים. מגעים נעים נוצרים על ידי מתכת על הממברנה 3, עשוי סרט מתכת דק - 0,1...0,2 מ"מ - דיאלקטרי (לדוגמה lavsan). המבנה כולו קבוע על ידי מסגרת הידוק 4 עשויה גיליון דיאלקטרי או מתכת.

מקלדת ממברנה
איור 1

סימוני מפתח או סימנים פיקטוגרפיים מתאימים מוחלים על הצד החיצוני של הממברנה. אטם עם חורים מתחת לכל מפתח ימוקם בין המצע לממברנה, המאפשר למגעים הנעים והקבועים להיסגר בעת לחיצה על הממברנה. עובי האטם הקובע את הפער בין המגעים נבחר בדרך כלל בטווח של 0,3 ... 0,8 מ"מ. האטם יכול להיות עשוי מכל חומר יריעת בידוד.

מקלדת כזו מאופיינת בכוח סגירה של כ 0,5 ... 2 N. התנגדות מגע 0,1 ... 50 אוהם; זה מתאים מאוד ליחידות הבקרה האלקטרוניות של הציוד. כפי שניתן לראות מהאיור, ניתן לעשות את המקלדת דקה מאוד (פחות מ-2 מ"מ) ובמידת הצורך להדביק אותה לפאנל הקדמי של המכשיר. עיצוב אטום של המקלדת מבטיח את האמינות של קבוצות אנשי הקשר בתנאי הפעלה שונים. למרות שהמגע יכול להיות מורכב מזוגות מגע עצמאיים, היתרונות שלו בולטים ביותר עם כתובת מטריצת של מפתחות, כאשר המתכת על הממברנה והמצע מתבצעת בצורה של פסים-קווים המשותפים למספר מגעים בו זמנית.

שקול את המאפיינים של מקלדת ממברנה אלפאנומרית שנועדה להכניס קבוצה סטנדרטית של תווים לתוך מחולל אותות טלגרף או מיקרו מחשב.

המקלדת כוללת 79 זוגות מגעים ויחד עם היחידה האלקטרונית - בקר מקלדת - מייצרת קוד בינארי סטנדרטי של שבעה סיביות של תווי האלפבית הרוסי והלטיני, וכן קודי תו שירות בהתאם לטבלת KOI-7. כדי לשלוט בנכונות השידור, הבקר מייצר ביט אחד של תוספת של מספר הביטים למספר זוגי.

ציור של מצע מעגלים מודפסים עשוי פיברגלס נייר כסף בעובי של 0,5 ... 2 מ"מ מוצג באיור. 2, א. מיקום המקשים והמרחק בין מרכזי משטחי המקשים בשורה ובין שורות עדיף לבחור קרוב לסטנדרט. בנוסף לרפידות המקלדת, יש בקצה הלוח רפידות מרובעות, דרכן מובלים קווי המוליכים הממברניים החוצה במגע המורכב. הממברנה באזור השטחים המרובעים נלחצת בחוזקה כנגד המצע.

מקלדת ממברנה
איור 2

הממברנה נחתכת מסרט לבסן אלומיניזציה בעובי 52 מיקרומטר. עם תמיסה (10%) של סודה קאוסטית, באמצעות מברשת, מתכת עודף נחרט מהסרט ונותרים רק מוליכים קו (מוצג בשחור באיור 2, ב).

האטם בעובי כולל של כ-0,2 מ"מ עשוי משתי שכבות של סרט פוטוטכני שטוח. לאטם חורים עגולים בקוטר של כ-18 מ"מ. מתחת למפתחות המוארכים ("חלל" וכו'), החורים באטם עשויים בצורה של חריצים. רוחב המרווח צריך להיות כזה שיכסה רק את שדה משטחי המקלדת (עגולים ומלבניים) על המצע. ניתן ליישם סימוני מפתח על הצד החיצוני של הממברנה, ולהגן עליו בשכבה נוספת של סרט לאבסן שקוף. למטרה זו מתאים סרט דביק להדבקת כריכות ספרים.

חלקי המקלדת מונחים זה על גבי זה, מיושרים ודחוסים לאריזה על ידי מסגרת, שמתחתיה מונחת רצועה של גומי קצף בעובי 1 ... 2 מ"מ. במקרה זה, מוליכים הממברנה מחוברים לרפידות המרובעות של המצע. רפידות הרכבה עם חורים מסופקות על המצע לחיבור המקלדת ליחידה האלקטרונית. כדי להפחית את חמצון המגעים במהלך הפעולה, רצוי להרכיב את המקלדת בחדר יבש.

לפני ההרכבה יש ללטש את משטח העבודה של המצע עם משחה שוחקת או גיר, לשטוף היטב עם אתילי אלכוהול או אצטון, ובמידת האפשר, יש לצפות את הרפידות, למשל, בסגסוגת של Wood. אי אחידות קטנה של הממברנה ניתנת לתיקון על ידי חימום המקלדת המורכבת ל-100...150 מעלות צלזיוס בתנור. כדי לאטום סביב ההיקף של המקלדת המורכבת, אתה יכול למרוח דבק Elastosil או משחת סיליקון SB-1.

הקודים של הסמלים המתוארים על המפתחות נוצרים על ידי הבקר (הדיאגרמה שלו מוצגת באיור 3), אשר חוקר ברצף את כל המפתחות בתדר של כ-80 הרץ. לשם כך, הבקר מספק מונה DD2, DD3, הסופר את הפולסים של מחולל השעון, שנאסף על הדק Schmitt DD1.1 ופועל בתדר של כ-20 קילו-הרץ. המספר שנכתב במונה קובע את כתובת המפתח במטריצת המקלדת, כלומר מספר האופקי (מחובר לאחת הכניסות A-E של מרבבי DD6) והאנכי (מחובר לאחת מהיציאות 0-15 של ה- מפענח DD5), שעל כוונתם יש זוג מגעים סגור של המקש לחוץ.

איור 3 (לחץ להגדלה)

כדי לסקור את המקלדת, המפענח של ארבעת הסיביות הפחות משמעותיות של הכתובת DD5 קובע לסירוגין רמה נמוכה באחד הקווים של ממברנת המקלדת, והמרבב DD6, בהתאם לערך של שלושת הביטים המשמעותיים ביותר של כתובת, מחברת את אחד מהקווים של המצע לכניסה S של הדק DD4.2. אם זוג מגעים, שכתובתם רשומה במונה, פתוח, הפלט של המרבב יוגדר לרמת מתח גבוהה, ולכן מצב הדק לא ישתנה. ברגע שנמצא זוג מגעים סגור במהלך תהליך הסקר, יופיע אות 6 במוצא הישיר של מרבבי ה-DD0, אשר יקבע את הדק DD4.2 למצב יחיד. במקביל, במחזור הסקר הנוכחי, קבל C1, הטעון למתח אספקת החשמל, יפרק דרך הטרנזיסטור VT4. באותו רגע, אוגר החיץ DD8 זוכר את הקוד המתאים למקש שנלחץ [1].

כדי להמיר את כתובת המפתח לקוד סטנדרטי, נעשה שימוש בהתקן זיכרון DD7 לקריאה בלבד עם מגשרים הניתנים לצריבה [2]. הוא מאחסן טבלת התאמה בין כתובת המפתח שמגיעה ממונה בקר המקלדת, קוד KOI-7 והערך של סיבית הזוגיות. השימוש ב-ROM לקידוד מאפשר לך לחבר מפתחות במטריצה באופן שרירותי, על בסיס קלות ההתקנה.

ברגע שהטריגר DD4.2 מוגדר למצב 1, רמת מתח נמוכה בכניסת DS0 של האוגר DD8 תאפשר לכתוב אליו את קוד המפתח. לאחר כתיבת הקוד, תופיע רמה גבוהה בפלט INT של האוגר DD8 - אות OBF - המאותת על הצורך בהעברת הקוד מבקר המקלדת למכשיר מקבל המידע. בתורו, מקלט המידע קורא את קוד המפתח דרך קווי ה-DO-D7, ובסיום הפעולה, מוציא פולס "מקובל" לבקר, המציין את האפשרות לקבל את הקוד הבא.

סוג זה של חילופי מידע אסינכרוני נקרא חילופי לחיצות ידיים. על מנת לאסור על שינוי הקוד ביציאת הבקר עד לקריאה על ידי המקלט, הרמה הנמוכה של האות "Ready" מוזנת דרך הדיודה VD2 לכניסה של המהפך DD1.2 ואינה מאפשרת את הקוד הבא של המקש לחוץ יתקבל עד שמקבל המידע יגיב באות STR ("התקבל"). שיטת ההתמודדות עם "הקפצת" אנשי הקשר בבקר זהה לחלוטין לזו המתוארת ב[3].

כפי שכבר הוזכר, טבלת קוד המפתח מאוחסנת ב-EEPROM. כדי לפשט את היווצרות הקודים עבור הרגיסטר העליון והתחתון של המקלדת בהתקן האחסון, ישנם שני אזורים (עמודים) שנבחרו על ידי הערך של כתובת הסיביות A7, כלומר, מצב הטריגר DD4.1. הראשון שבהם מכיל טבלה עבור תווים רישיות, והשני עבור תווים קטנים. מתג ההדק מתרחש לאחר לחיצה על מקשי HP ו-BP, בהתאמה.

למקלדת מקשי פונקציות 1-16 ומקשי בקרת סמן, שאת הקודים שלהם ניתן להקצות בעת תכנות (צריבה) של ה-EPROM. לצריבה ניתן להשתמש במתכנת ידני [4], בו יש להסיר את הקבל העוקף את פיני הכוח של המיקרו-מעגל הניתן לתכנות, ולהגדיל את מספר המתגים שמגדירים את הכתובת לשמונה.

בנוסף לאלו שהוזכרו, בקר המקלדת יכול ליצור קודי שליטה מיוחדים בתוך 00H-1FH, תוך לחיצה על מקש "U" ואחד ממקשים האלפביתיים. במקרה זה, טבלת הקודים של המפתחות משתנה על ידי סיביות A8 של ה-PROM.

לסיכום, יש לציין כי למקלדת הממברנה, המיוצרת בתנאים חובבים על פי הטכנולוגיה המתוארת, יש עמידות בפני שחיקה נמוכה יחסית בשל ציפוי האלומיניום הדק במיוחד של הממברנה, ולכן, במהלך שימוש אינטנסיבי, הממברנה צריכה להיות מוחלפים מעת לעת.

ספרות

Berezenko A.I., Koryagii L.I., Nazaryan A.R. ערכות מיקרו-מעבדים עם ביצועים משופרים. - M.: Radio and Communications, 1981.
Lukyanov D. A. ROM - אלמנט אוניברסלי של ציוד רדיו-אלקטרוני. - כלים ומערכות מיקרו-מעבד. 1986, M 1.
א' קוזנצוב, ד' מיטרי, ב' פצ'טנוב. ממשק מקלדת ומחולל צלילים EMS.-Radio, 1985, 4.
א.פוזאנוב. ROM בציוד ספורט.- רדיו. 1982, מס' 1.

מחבר: D. Lukyanov, מוסקבה; פרסום: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

ראה מאמרים אחרים סעיף מעצב חובב רדיו.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

כתב יד הופך את הילדים לחכמים יותר 09.10.2020

מדענים מהמכון הנורבגי למדעי הטבע והטכניים (NTNU) ערכו מחקר עם ילדים וצעירים, שהראה שכתיבה ביד גורמת להרבה יותר פעילות בחלקים הסנסו-מוטוריים של המוח, כך מדווח שירות העיתונות של האוניברסיטה.

המחקר הראשון שכזה נערך על ידי מדעני NTNU בשנת 2017: אז הם צפו בפעילות המוח של 20 תלמידים. כעת השתתפו בניסוי 12 צעירים ו-12 ילדים. לקח 45 דקות לבחון כל אדם, והחוקרים קיבלו 500 פריטי נתונים בשנייה.

בשתי הפעמים - עכשיו ולפני שלוש שנים - השתמשו החוקרים ב-EEG כדי לעקוב ולתעד את פעילות גלי המוח של המשתתפים. הנבדקים הולבשו על ברדסים עם יותר מ-250 אלקטרודות. חיישנים באלקטרודות קלטו את הפעילות החשמלית המתרחשת במוח כשהמשתתפים כתבו ביד והקלידו על מקלדת.

התוצאות הראו שהמוח של צעירים וילדים פעיל הרבה יותר כשאנשים כותבים ביד מאשר כשהם מקלידים על מקלדת.

"השימוש בעט ובנייר יוצר יותר ווים במוח לצרף אליהם את הזיכרונות שלך. כתיבה ביד יוצרת הרבה יותר פעילות בחלקים התחושתיים-מוטוריים של המוח. שמשתחררת תוך כדי כתיבה. חוויות חושיות אלו יוצרות מגע בין חלקים שונים במוח ולפתוח אותו ללמידה", אמרה אודרי ואן דר מיר, שהובילה את המחקר.

עוד חדשות מעניינות:

▪ קרח סופריוני

▪ רוחב הפס של ה-Wi-Fi גדל פי 8

▪ טרנזיסטורים אלקטרוכימיים בעלי תכונות ייחודיות

▪ גלגל במקום שער

▪ רשתית מלאכותית על תאי פוטו

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר יסודות העזרה הראשונה (OPMP). מבחר מאמרים

▪ מאמר הגנה פרטנית מפני אמצעי הרס מודרניים. יסודות חיים בטוחים

▪ מאמר איזה מלך הורה להוציא להורג את הנהר? תשובה מפורטת

▪ מאמר עגבניה. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר בקר טמפרטורה על תיריסטור. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר תהודה של מטוטלות. ניסוי פיזי

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר