Leiterplattentechnisch - Einführung in die mechanische Tastatur PCB

Eine mechanische Tastatur PCB ist so präzise mit speziellem taktilem Feedback, dass Sie superschnelle und präzise Ausführung jedes Klicks haben können, und in ihrer Dauer länger als jede andere Tastatur durch eine solche Art von Tastatur. Aufgrund seiner einzigartigen Architektur, unglaublichen Haltbarkeit und ultraschnellen Reaktionsfähigkeit wächst seine Nachfrage jeden Tag.

Je nach Schalter gibt es in der Regel zwei Arten von Computertastaturen. Die erste ist eine PCB-Substrat-Membrantastatur, die auf dem Markt leicht verfügbar ist, weshalb sie in allen Situationen verwendet wird. Die andere ist eine mechanische Tastatur. Derzeit gibt es keinen Ersatz für Gaming-Mäuse und mechanische Tastaturen für Gamer. Viele Menschen sind daran interessiert, mechanische Tastaturen aus allen Gründen wie Reaktionszeit, Bauqualität, Aussehen und RGB zu verwenden. Da es nicht wie eine traditionelle Tastatur ist, ist ihr Preis höher als der einer normalen Tastatur. Mechanische Tastaturen sind mittlerweile weit verbreitet von Spielern, aber jetzt verwenden viele Inhaltsersteller mechanische Tastaturen. In Spielen oder Tippen bringt die mechanische Tastatur eine neue Schreiberfahrung. Je nach Preis, Marke und Art des Schalters ist der Spaß an der Verwendung einer mechanischen Tastatur jedoch anders. Wenn sich RGB-LEDs auf der Tastatur befinden, können Sie die Farbe der Tasten nach Bedarf ändern.

Mechanische Tastaturen bestehen in der Regel aus Leiterplatten und Schaltern. Im Inneren des Schalters werden Metallgegenstände und Federn verwendet. Wenn zwei Metallobjekte den Schlüssel berühren, wird der Schlüssel registriert. Da sich die mechanischen Schlüssel auf der Leiterplatte befinden, wenn der Schalter nicht funktioniert, kann der Schalter ersetzt werden. Einer der Hauptunterschiede zwischen Tastaturplatinen und Membrantastaturen ist, dass sie im Gegensatz zu mechanischen Tastaturen keine separaten Tastenschalter haben. Platzieren Sie die Gummikuppel auf dem Folienblatt, um sie bei gedrückter Taste auf der Tastatur zu registrieren.

Entwurfsprozess

Der Designprozess der Tastatur-Leiterplatte umfasst vier Stufen: Schaltplanentwurf, PCB-Layoutdesign, PCB-Ausrichtungsdesign und Leiterplattenproduktion. Unter ihnen ist das schematische Design die Grundlage des Tastatur-PCB-Designs, das die Gesamtstruktur der Schaltung, den Signalübertragungsweg und die Verbindung der Komponenten usw. umfasst. PCB-Layout-Design konzentriert sich auf die Berücksichtigung des räumlichen Layouts der Leiterplatte und der Platzierung von Komponenten usw. und sollte auch den Signalübertragungsabstand und die Notwendigkeit einer Signalimpedanzsteuerung berücksichtigen. PCB-Ausrichtungsdesign soll hauptsächlich das Problem des Signalübertragungswegs und der Art der Verdrahtung lösen, muss auf die Gesamtrichtung der Signal- und Signalpegelteilung geachtet werden. PCB-Ausrichtungsdesign löst hauptsächlich die Ausrichtung des Signalübertragungswegs und des Verdrahtungsmodus, muss auf die Gesamtrichtung der Signal- und Signalpegelteilung geachtet werden. In der Produktionsphase muss die Qualität von Leiterplatten getestet und kontrolliert werden, und Testtastaturen oder andere Geräte müssen montiert werden.

Komponentenlayout

Das Bauteillayout ist ein wichtiger Schritt im PCB-Design der Tastatur, der die Beziehung zwischen Komponenten und die Zuverlässigkeit der Signalübertragung bestimmt. Normalerweise sind die Ein- und Ausgangsanschlüsse sowie die Strom- und Massepunkte an beiden Enden der Leiterplatte angeordnet, was für das Gleichgewicht der Signalübertragung förderlich ist. Darüber hinaus sollte bei komplexen Tastaturplatinen ein modulares Layout verwendet werden, um die gesamte Platine in mehrere Funktionsmodule zu unterteilen, um spätere Tests und Wartung zu erleichtern.

Signalimpedanzsteuerung

Signalimpedanzsteuerung ist eine der Schlüsseltechnologien, um die Übertragungsleistung der Tastatur-Leiterplatte zu stabilisieren und zu verbessern. Normalerweise muss die Signalimpedanz angepasst und gesteuert werden, um Signalqualität und Übertragungseffekt sicherzustellen. Zum Beispiel muss bei der Konstruktion einer Hochgeschwindigkeits-USB-Schnittstelle die Differenzsignalimpedanz bei etwa 90 Ohms stabilisiert werden, um die Stabilität und Zuverlässigkeit der Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung sicherzustellen.

Auslegung der elektromagnetischen Verträglichkeit

Elektromagnetische Kompatibilität (EMV) bezieht sich auf das Leiterplattendesign, um das Stromversorgungsgeräusch, das abgestrahlte Rauschen, die gestreuten Störungen und andere Probleme zu berücksichtigen, um sicherzustellen, dass elektronische Geräte in einer Vielzahl von Betriebsbedingungen ordnungsgemäß funktionieren und andere Geräte nicht stören können. Bei der Konstruktion der Tastatur-Leiterplatte müssen Sie auf die Signalleitungen und Stromleitungen so weit wie möglich achten, um die Anordnung zu trennen, während Sie so weit wie möglich Erdung und Isolierung von Störquellen achten, um die Korrektheit des Signals und die Stabilität der Tastatur sicherzustellen.

Aus den Konstruktionsprinzipien und technischen Gesichtspunkten der Tastatur-Leiterplatte sind der Designprozess, das Bauteillayout, die Signalimpedanzsteuerung und das elektromagnetische Kompatibilitätsdesign unverzichtbare Schlüsseltechnologien und Schritte beim Design der Tastatur-Leiterplatte. Nur unter Anleitung dieser Techniken und Schritte können wir hochwertige, stabile und zuverlässige Tastatur-Leiterplatten entwickeln, um eine bessere Benutzererfahrung und einen besseren Anwendungswert zu erzielen.

Faktoren, die beim Bau einer mechanischen Tastatur-Leiterplatte zu berücksichtigen sind:

1. Schaltungsanordnung

Schaltungslayout ist ein Kernfaktor im mechanischen Tastatur-Leiterplattendesign. Ein richtiges Layout optimiert die Signalübertragung, reduziert Störungen und verbessert die Gesamtleistung. Das Design sollte den Abstand zwischen jeder Komponente sowie ihre Beziehung zur Stromversorgung und Erdung berücksichtigen, um eine stabile Signalübertragung und die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindungen sicherzustellen.

2. Materialauswahl

Bei der Herstellung einer hochwertigen mechanischen Tastaturplatine ist die Materialwahl entscheidend. Zum Beispiel beeinflusst die Anzahl der Schichten und das Material der Leiterplatte die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit der Leiterplatte. Häufig verwendete Materialien wie FR-4 sind für ihre überlegenen elektrischen Isolationseigenschaften und mechanische Festigkeit weit verbreitet.

3. Kompatibilität

Bei der Konstruktion einer Leiterplatte muss die Kompatibilität mit mechanischen Schaltern sichergestellt werden. Mechanische Schalter haben normalerweise verschiedene Arten von Beinen und das Board Design sollte diese verschiedenen Arten berücksichtigen, um eine nahtlose Verbindung zu gewährleisten. Darüber hinaus muss das Board mit Schnittstellen zu Computern oder anderen Geräten kompatibel sein, die mehrere Betriebssysteme und Feedback-Mechanismen unterstützen.

4. Funktionalität

Funktionalität ist ein wichtiger Faktor für die Benutzererfahrung, wie Makroprogrammierung, Lichtsteuerung und Media Key Unterstützung. Der Mikrocontroller im Board muss in der Lage sein, diese zusätzlichen Funktionen zu handhaben, um die Gesamtleistung und Benutzerfreundlichkeit der Tastatur zu verbessern.

5. Stabilität und Haltbarkeit

Hochwertiges PCB-Design sollte sich auf die Verbesserung der Stabilität und Haltbarkeit konzentrieren, die durch rationales Schaltungsdesign und hochwertige Materialien realisiert werden kann. Das PCB-Design sollte in der Lage sein, den physikalischen Auswirkungen und Umweltveränderungen während der Langzeitnutzung standzuhalten, um die Ausfallrate zu reduzieren. Besonderes Augenmerk sollte auf die Robustheit des Lötens und der Verbindungen gelegt werden, um ein Lösen der Bauteile durch Vibrationen oder andere äußere Faktoren zu verhindern.

6. Thermische Auslegung

Unter hohen Belastungsbedingungen kann die Platine Wärme erzeugen, so dass das thermische Design auch ein Faktor ist, der nicht ignoriert werden sollte. Wärmeableitungskanäle und Materialien sollten berücksichtigt werden, um zu verhindern, dass Überhitzung die Leistung der Tastatur beeinträchtigt.

Für mechanische Tastatur PCB gibt es drei Arten von Tastaturschaltern: Linear, Touch, Clicky.

Diese drei Arten von Schaltern haben einige einzigartige Eigenschaften, genannt die Farbe des Schalters.

Linear: Black Cherry MX, Red MX, Linear Gray MX, Logitech R G

Touch: Cherry MX braun, MX transparent, MX taktil, Rasierorange GT

Klicken Sie auf "Switch": Razor Cherry MX blau, MX grün, MX weiß und chroma grün GT.

Dies ist Logitech's Cherry und Razor ist die Marke des Schalterherstellers. Einer der beliebtesten ist Cherry MX Switch. Cherry ist ein Unternehmen mit Sitz in Deutschland. Viele chinesische Schalterhersteller stellen auch mechanische Schalter in Form von Cherry MX Schaltern her. Zum Beispiel Otemu, Gritech, GETRON usw. Vor allem gibt es jetzt optische mechanische Schalter, die sich wie mechanische Tastaturen anfühlen, und Tastaturen behaupten, schnellere Reaktionszeiten zu haben. Je nach Name des Schalters ist der Schalter jedoch klickbar, stumm oder taktil. In den meisten Fällen sagen wir, dass sich der Umschalter auf den blauen Schalter bezieht. Beim Tippen auf der Tastatur sorgt der Klicksound für ein angenehmes Gefühl. Taktile Schalter klicken normalerweise nicht, haben aber taktile Rückmeldungen. Wie Cherry MX Brown oder Razor Orange Switch. Auf der anderen Seite sind lineare Schalter sehr leise, und es gibt kein Klicken oder Feedback wie lineare Schalter. Wie Cherry MX Black und MX Red war die IBM Tastatur Anfang der 1970er Jahre eine der ersten Tastaturen, die für ihren kapazitiven Sensor-Strahlfederschalter bekannt waren. In der Vergangenheit ähnelt die kapazitive Sensortechnologie auf der Tastatur der Touchscreen-Technologie. Es funktioniert genau wie der Touchscreen, aber es gibt ein kleines Pad unter dem Schalter unter dem Finger, das Ihren Finger simulieren kann, anstatt Ihren Finger direkt zu verwenden. Berühren Sie den Bildschirm. Zur Erhöhung der Elektrodenkapazität.

Am Ende gab diese Technologie nach. Das Verhalten der Balkenfeder ist einzigartig. Wenn gedrückt, werden einige innere Teile umkehren und steigen. Die Tastatur fühlt sich fast wie eine Schreibmaschine an. Das eigentliche Ziel, etwas zu entwickeln, das Menschen wie eine echte Schreibmaschine fühlen lässt. Denn damals kannten die meisten Menschen den Klang und die Nase einer Schreibmaschine. Die Tastatur ist schön, weil sie zwei Tastenanschläge, eine separate Leertaste und ein riesiges Gewicht von zehn Pfund hat. Ihre Stimme ist lauter als die des IBM-Modells. Es verwendet auch einen Magneten, der mit jedem Klick ausgelöst wird, ein lauteres Geräusch macht und ein gedruckteres Gefühl gibt. Die Größe und das Gewicht dieser Tastatur sind jedoch sehr groß und unpraktisch. Darüber hinaus ist es sehr teuer, in den 1970er Jahren war sein Preis 1.500 US Dollar, nach heutigem Marktpreis 8.000 US Dollar. IBM produziert seit Jahrzehnten einige der besten Tastaturen, und der Model F Switch ist einer der besten. Das Hauptziel ist es, das gleiche Schreibmaschinengefühl in einem kompakteren Rahmen zu niedrigeren Kosten zu bieten, und diese Methode war erfolgreich.

Heutzutage bevorzugen professionelle Schreibmaschinen die mechanische Tastatur PCB, weil in der Membrantastatur es wahrscheinlich fällt, wenn Sie sie drücken. Dies bedeutet, dass Sie denken, Sie haben sie gedrückt, aber Sie können es nicht verwenden, weil die Membran die Tasten nicht berühren kann. Es gibt große Möglichkeiten in der Tastatur. Wenn Sie auf den Schalter klicken, wird er aufgrund seines einzigartigen Mechanismus definitiv reagieren.

Wie mechanische Tastatur-Leiterplatte die Reaktionsgeschwindigkeit der Tastatur beeinflusst

Schaltungsdesign: Ein gutes Schaltungsdesign kann sicherstellen, dass die Schlüsselsignale im Übertragungsprozess nicht gestört werden, Signaldämpfung und Verzögerung reduzieren und so die Ansprechgeschwindigkeit der Tastatur verbessern. Gleichzeitig kann ein vernünftiges Schaltungsdesign auch den Stromverbrauch der Tastatur reduzieren, um die Lebensdauer zu verlängern.

Materialauswahl: Hochwertige Materialien haben eine bessere Leitfähigkeit und Stabilität, die sicherstellen kann, dass das Schlüsselsignal im Übertragungsprozess hohe Geschwindigkeit und Stabilität beibehält.

Herstellungsprozess: Fortschrittlicher Herstellungsprozess kann sicherstellen, dass die Leiterplattenlinien und Lötstellen feiner und fester sind, wodurch die Zuverlässigkeit und Reaktionsfähigkeit der Tastatur verbessert wird. Der Herstellungsprozess beeinflusst auch die Größe und das Gewicht der Leiterplatte, was sich weiter auf die Gesamtleistung der Tastatur auswirkt.

So verbessern Sie die Reaktionsfähigkeit einer mechanischen Tastatur

Wählen Sie eine hochwertige mechanische Tastatur-Leiterplatte: Eine hochwertige Leiterplatte kann die schnelle Übertragung von Schlüsselsignalen und Stabilität gewährleisten und so die Reaktionsgeschwindigkeit der Tastatur verbessern. Beim Kauf einer mechanischen Tastatur müssen Sie auf die Marke und den Herstellungsprozess der Leiterplatte achten und eine seriöse Marke und einen fortschrittlichen Herstellungsprozess wählen.

Bewahren Sie die Umwelt auf: Mechanische Tastaturen müssen während des Gebrauchs nicht durch Feuchtigkeit, Staub und andere Umwelteinflüsse beeinträchtigt werden. Diese Faktoren können dazu führen, dass die Verdrahtungs- und Lötstellen auf der Leiterplatte beschädigt oder gealtert werden, was die Reaktionsfähigkeit der Tastatur beeinträchtigt. Daher müssen wir die Tastatur sauber und trocken halten und vermeiden, sie rauen Umgebungen auszusetzen.

Regelmäßige Wartung und Reinigung: Mechanische Tastaturen müssen nach einer bestimmten Nutzungsdauer gereinigt und gewartet werden. Wir können professionelle Reiniger und Werkzeuge verwenden, um die Tastatur zu reinigen und zu warten, um die ordnungsgemäße Funktion der Leiterplatte und anderer Komponenten sicherzustellen. Darüber hinaus müssen wir regelmäßig überprüfen, ob die Tasten der Tastatur empfindlich sind, ob die Verbindung fest ist usw., um die Leistung und Zuverlässigkeit der Tastatur zu gewährleisten.

Mechanische Tastatur PCB als eine der Kernkomponenten der Tastatur, ihre Leistung beeinflusst direkt die Reaktionsfähigkeit und das Benutzererlebnis der Tastatur. Daher müssen wir auf das Material, das Design und den Herstellungsprozess der Leiterplatte und andere Faktoren achten, eine hochwertige mechanische Tastatur-Leiterplatte wählen und eine gute Nutzung der Umgebung und der Verwendung von Gewohnheiten aufrechterhalten, um die Reaktionsfähigkeit und Lebensdauer der Tastatur zu verbessern.