Saklar Membran; Fungsi Jenis dan Cara Kerja

Daftar Isi

Saklar Membran; Fungsi Jenis dan Cara Kerja

Sakelar membran atau membrane switch pertama kali diperkenalkan pada tahun 1970. Sakelar ini dirancang dengan film plastik berbasis polikarbonat yang dicetak dengan tinta perak atau tembaga untuk membuat sirkuit elektronik. Sakelar membran terdiri dari dua lapisan konduktif dan memiliki satu spacer di antaranya. 

Saat ini, penggunaan sakelar membran meningkat pesat. Sakelar ini banyak digunakan dalam aplikasi barang-barang elektronik, peralatan kesehatan, industri dan sebagainya.

Apa itu Saklar Membran?

Definisi sakelar membran adalah, suatu antar muka (interface) antara pengguna dan mesin yang digunakan untuk memungkinkan pengguna berkomunikasi dengan mesin atau peralatan. Saklar ini berupa rangkaian elektronik yang bekerja dengan menekan memran untuk membuka dan menutup saklar.

Sakelar membran paling sering dicetak dengan tinta konduktif yang biasanya dirancang dengan karbon atau perak yang mampu menghantar listrik. Sakelar membran adalah bagian penting dari perangkat yang dianggap sebagai antarmuka pengguna atau HMI (Human Machine Interface) melalui sakelar mekanis dan layar sentuh.

Desain Saklar Membran

Sakelar ini dirancang dengan lapisan berbeda. Yaitu lapisan film yang peka terhadap tekanan. Lapisan penting dari sakelar ini terutama mencakup keypad, lapisan perekat, lapisan PCB, lapisan sirkuit, spacer, lapisan sirkuit kedua, dan kubah logam. Di bawah ini adalah fungsi adri setiap lapisan dari saklar membran.

Lapisan Keypad/Display

Lapisan display dari sakelar ini dikenal dengan tombol keypad. Umumnya, lapisan ini dirancang dengan poliester, pilihan bahan karena fleksibilitasnya dan tahan zat kimia. Jenis lapisan ini tergantung pada fungsi peralatan. Lapisan ini biasanya menggunakan bahan karet silikon atau polyester.

Lapisan Perekat/Lem

Lapisan kedua dalam sakelar membran ini yang membantu lapisan presentasi grafis di atas ke lapisan sirkuit berikutnya. Lapisan ini didesain dengan bahan polyester termasuk perekat pada kedua mukanya.

Lapisan Jalur/PCB

Lapisan jalur atau lapisan PCB yang terdiri dari saklar elektronik dan kubah membran. Lapisan jalur PCB bagian atas dan jalur PCB bagian bawah akan membentuk suatu mekanisme saklar. Keduanya dipisahkan dengan lapisan spacer (pemisah).

Lapisan Spacer

Lapisan pengatur jarak (spacer) memisahkan lapisan sirkuit atas dan bawah. Lapisan ini dapat terbuat dari bahan poliester. Lapisan spacer mencakup saluran di antara rongga-rongga kosong atau permukaan keypad untuk menampung udara. Tujuannya untuk menghindari pengurangan udara di dalam rongga setelah tombol ditekan, sehingga tombol keypad dapat kembali ke bentuk semula.

Lapisan Jalur Sekunder

Ini adalah sirkuit sekunder opsional atau lapisan PCB yang mencakup sirkuit tambahan yang diperlukan untuk sakelar. Lapisan ini biasanya merupakan lapisan yang dicetak poliester yang diisi perak dielektrik dan konduktif secara elektrik.

Lapisan Perekat/Lem

Ini adalah lapisan terakhir pada sakelar membran dan merupakan lembaran perekat yang disusun di sisi belakang sakelar. Lapisan lem ini  membantu dalam memasang sakelar membran ke peralatan listrik.

Fitur pada Sakelar Membran

Fitur- fitur sakelar membran meliputi yang berikut.

• Permukaan sakelar ini benar-benar tertutup rapat sehingga dapat mudah dibersihkan dan disterilkan.
• Low Profile – tidak ada celah yang dapat menangkap kotoran.
• Lebih murah dibandingkan dengan keypad lain seperti sentuh kapasitif & rakitan keypad karet.
• Desain yang dapat menghemat ruang dalam desain produk.
• Sakelar ini mudah dihubungkan dengan rangkaian pengontrol lain.
• Antarmuka grafis yang serbaguna.
• Sakelar ini lebih mudah dilindungi dari radiasi UV.
• Sakelar membran mempunyai sifat tahan air.
• Dapat ditambah fitur khusus seperti opsi pencahayaan.

 

Bagaimana Cara Kerja Saklar Membran?

Sakelar membran terdiri lapisan yang berbeda di mana lapisan atas adalah lapisan yang mencakup tombol yang dilihat dan ditekan pengguna. Ada dua lapisan sirkuit di bawah lapisan overlay atas ini yang dicetak dalam tinta konduktif seperti perak, grafit, atau tembaga ke PET atau polietilen tereftalat seperti membran untuk membuat sirkuit yang terhubung dengan tombol keypad.

Spacer pada saklar membran akan menghindari kontak antara dua sirkuit, sehingga kontak tetap terbuka sampai keypad ditekan.

Setiap kali kita menekan tombol keypad pada sakelar membran, maka rangkaian sirkuit dibawahnya akan terpicu. Dengan mengenali sirkuit mana yang dipicu, unit pemrosesan akan mengetahui tombol mana yang ditekan; kemudian menghasilkan sinyal output yang sesuai.

Contohnya; setiap kali operator menekan tombol '1' pada sakelar, maka hanya sirkuit yang tercetak pada membran tepat di bawah tombol '1' itu yang terhubung. Sirkuit akan mengirimkan sinyal ke unit pemrosesan, yang mengenali tombol "1" ditekan.

Jenis-Jenis Saklar Membran

Ada berbagai jenis sakelar membran yang tersedia di pasaran yang dapat digunakan sesuai dengan kebutuhan. Berikut ini adalah jenis saklar membran:

1. Saklar Membran Taktil

Sakelar membran taktil (Tactile Membrane Switch) memberikan bunyi klik yang terlihat paling jelas oleh orang tersebut saat menekan sakelar. Sakelar ini menggunakan kubah poli atau kubah logam yang dapat memberikan respons umpan balik berupa klik ke jari kita, yang menandakan bahwa tombol telah ditekan.

Jenis lain dari sakelar membran taktil adalah "hydroformed poly domes" yang memberikan reaksi taktil yang lembut serta suhu operasi yang lebih rendah dibandingkan dengan yang logam.

Penting juga untuk memberi pengguna beberapa jenis umpan balik yang dapat terdengar, visual, dan taktil. Umpan balik yang dapat didengar dan visual harus menjadi pertimbangan dalam memilih saklar membran. Saklar membran kubah dapat dipilih untuk memberikan umpan balik taktil. Kubah tersedia dalam dua jenis yang menggunakan sakelar baja tahan karat, poliester dan membran. Tidak ada perbedaan mencolok antara kedua jenis kubah ini.

2. Sakelar Membran Non-Tactile

Sakelar membran non-taktil adalah sakelar yang paling ekonomis dan andal. Namun saklar jenis ini tidak memberikan umpan balik langsung saat ditekan. Namun kelemahan ini dapat diatasi dengan menggunakan tampilan atau indikator LED. Kelebihan dari sakelar ini adalah memungkinkan untuk membuat ukuran dan bentuk tombol yang khusus.

3. Saklar Membran Panel Campuran

Gabungan sakelar taktil dan nontaktil dalam satu panel maka itu dikenal sebagai panel campuran (mixed panel). Sakelar ini dibutuhkan pada area aktif yang luas. Alasan utama lainnya adalah pemrograman tersembunyi, seperti sakelar pemeliharaan.

4. Sakelar Membran dengan PCB

Sakelar ini menggunakan PCB pada bagian belakang saklar. Komponen ini dapat dihubungkan ke PCB yang Anda buat sendiri sesuai dengan kebutuhan.

Baca Juga: Bagaimana Cara Kerja Sakelar Magnet

Keuntungan dan kerugian

Keuntungan dari saklar membran termasuk yang berikut.

• Tahan terhadap kelembaban dan cuaca.
• Desain profil rendah.
• Tegangan operasi rendah.
• Umpan balik taktil.
• Keandalan.
• Pilihan taktil atau non-taktil.
• Lampu latar.
• Daya tahan.
• Permukaan yang bersih.
• Desain Fleksibilitas.

 

Kerugian dari saklar membran termasuk yang berikut.

• Harga sakelar ini lebih mahal.
• Memerlukan desain khusus untuk produksinya

 

Aplikasi Sakelar Membran

Aplikasi sakelar membran meliputi yang berikut ini.

• Sakelar membran secara luas digunakan dalam berbagai aplikasi seperti industri, domestik, atau komersial.
• Sakelar ini ditemukan di mana-mana seperti di produk ponsel; kalkulator, oven, sistem kunci pintu, dll.
• Sakelar ini digunakan untuk tombol game sederhana dan untuk mengontrol tampilan 7-segmen.

Demikian informasi singkat mengenai saklar membran. Sakelar membran merupakan salah satu jenis HMI (human-machines interface), yang dirancang dengan menggunakan berbagai bahan fleksibel atau lapisan film plastik. Bentuknya ringkas dan efisien ini digunakan dalam berbagai aplikasi seperti perangkat rumah tangga atau pada antarmuka peralatan dalam industri, dll. Kerusakan pada sakelar membran biasanya terjadi karena lapisan luar yang retak, sobek, lem yang terlepas, tombol yang rusak, dan berkurangnya elastisitas.