觸動開關基礎知識

觸動開關是一種廣為人知的電氣開關，與其他機械開關一樣，以手動連接或斷開電路。最初於 1980 年代早期作為鍵盤和小鍵盤的薄膜或網版印刷開關，但由於效能不佳和缺乏觸覺回饋，此類型開關並不受歡迎。然而，在 1980 年代後期將金屬圓頂納入設計，由於改進的回饋、耐用的致動，以及延長的使用壽命，因此受到廣泛採用。這些改變成為如今我們在各種消費和商業應用中普遍使用和看到的觸動開關。

如上所述，觸動開關的一個關鍵區別在於，向致動器施加壓力時，它會提供可感知的「點擊」或觸覺衝擊，回應指示開關已成功操作。這是一種瞬時動作元件，一旦使用者不再施加壓力，就會釋放開關，切斷電流。雖然通常是常開元件，但觸動開關也有常關版本，在按下致動器時電流關閉，一旦釋放就開始流通。

圖 1：常見觸動開關範例 (圖片來源：Same Sky)

觸動還是按鈕？

觸動開關和按鈕開關兩種類型的開關經常混淆或互換使用。雖然其性質和功能相似，但按鈕開關透過將致動器按下指定的行程距離來啟動電流流通，並透過再次按下來停止電流流通。相比之下，以最小的致動器行程按下和保持致動器時，觸動開關開始／停止電流流動。

雖然有些按鈕開關可以作為瞬時動作開關，但所有觸動開關都是瞬時。觸動開關的封裝尺寸通常比按鈕開關小，並常具有更低的額定電壓和電流。與按鈕相比，其音效或觸覺回饋也是一個關鍵區別，此外，按鈕開關提供面板或 PCB 安裝方式，但觸動開關僅設計用於直接 PCB 安裝。若要深入瞭解按鈕開關，請參閱 Same Sky 的按鈕開關基礎知識部落格文章。

基本結構和操作

與其他機械開關相比，觸動開關較簡單且穩健，其中一個關鍵在於達到其預期功能所需的內部元件數量不多。典型的觸動開關設計通常包括以下四個部分：

1. 頂蓋：用來保護開關的內部機制，可由金屬或其他材料組成，取決於預期功能而定。護蓋可以進一步提供接地端子，保護開關免受靜電放電影響。
2. 柱塞：位於護蓋下方和接觸圓頂頂部，是使用者按下以彎曲圓頂進而啟動開關的元件。柱塞可以是平的或凸起的。
3. 接觸圓頂：該元件為拱形，可嵌入底座，與柱塞接觸時形狀偏斜或反轉。這種彎曲過程在連接底座的兩個固定觸點以完成電路時，產生聽覺和觸覺咔嗒聲。一旦移除外力，接觸圓頂就會恢復原來的形狀並斷開電路。接觸圓頂和柱塞的材料 (金屬、橡膠等) 將決定開關的觸感和聲音。
4. 模製樹脂底座：開關的最後一部分，納入將開關連接到 PCB 的端子和觸點。

圖 2：典型的觸動開關結構 (圖片來源：Same Sky)

主要優點和規格

正確選擇觸動開關不只是評估產品規格書。除了瞬時致動、較低的功率和電流額定值、更少的移動零件達成的穩健性，以及較低的成本等幾項一般特性和優勢之外，觸動開關的可感知感覺和聲音會對元件的選擇產生很大影響。此特徵可能難以量化，因為致動開關所需的力及其觸覺回饋將根據預期用途和功能而有所不同。例如，與家庭或辦公室環境中使用的開關相比，汽車應用使用的觸動開關可能需要更大的致動力，以避免因振動而造成的意外啟動。通常確定開關特性的最佳方法是透過原型設計和測試。

綜上所述，在選擇過程中仍需牢記以下幾個關鍵規格：

• 額定電壓：開關在開啟或關閉時所能承受的最大電壓。
• 額定電流：開關在損壞前可以承載的最大電流 (安培)。
• 致動力 (或操作力)：移動開關上的致動器所需的力或壓力 (以克力或 gf 表示)。
• 偏移 (或致動器行程)：按下開關的總行程距離。
• 接觸力：開關連接端子所需的力或壓力 (以克表示)。
• 致動器高度：致動器在開關主體上方的高度。(請見圖 3)
• 生命週期範圍：開關在正常操作條件下的預期持續時間。
• 溫度範圍：開關按照規格執行的工作溫度。
• 安裝方式：將開關安裝在 PCB 上的方法，通孔或表面黏著。
• IP 等級：此國際標準對開關或其他產品防止灰塵和液體侵入的防護等級進行分類。請參閱 Same Sky 的 IP67 等級觸動開關。

圖 3：觸動開關的常見致動器高度 (圖片來源：Same Sky)

觸動開關接線

大多數觸動開關包含四個引腳，有助於在 PCB 安裝期間提供穩定性。這四個引腳在內部連接成兩組。技術上，接線只需要兩條引線，但最佳做法是使用所有可用引腳。還有只有兩個可用引腳的觸動開關型號以及 5 引腳型號，可在極小封裝中進行類似搖桿的控制。

圖 4：常見 4 引腳觸動開關配置 (圖片來源：Same Sky)

結論

觸動開關由於體積小、高度低和壽命長，可滿足各種消費和工業產品的許多需求，包括穿戴式技術的新應用等。需要低功率、瞬時致動時，觸動開關仍是首選開關解決方案，並具有觸覺和聽覺回饋的額外優點。Same Sky 提供一系列觸動開關，具有緊湊的封裝、寬廣的致動器高度和多種配置選項，有助於進行選擇。