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18 july 2016 | La Revue POLYTECHNIQUE 05/2016 | Informatics

Quel est le meilleur système de saisie ?

Steve Appenrodt*

Lorsque l’on parle de systèmes de saisie ou d’interfaces homme-machine, les écrans tactiles sont aujourd’hui au centre de toutes les attentions. Malgré tous les avantages des écrans tactiles, le clavier continue cependant d’être la meilleure solution pour de nombreuses applications. Outre les claviers conventionnels que l’on connaît pour les PC et ordinateurs portables, il existe également des solutions modernes.
Par rapport aux systèmes électromécaniques de saisie, les écrans tactiles présentent l’avantage que leur durée de vie ne dépend pas d’éléments de contact soumis à l’usure. De même, en termes de design et d’hygiène, on les apprécie lorsque le système de saisie est isolé de l’extérieur, en étant entièrement recouvert par une plaque de verre, par exemple. Cependant, ce ne sont pas toutes les applications qui demandent une vraie commande tactile. Pour certaines d’entre elles, celle-ci n’est même pas souhaitable, car elle ne permet pas de créer une véritable sensation de commutation tactile sous forme d’un point de pression et d’une course. Lorsqu’aucune commande cognitive n’est possible, ce sont les solutions électromécaniques conventionnelles qui ont la cote.

Mais que veut dire exactement «conventionnel» ? Ce terme regroupe en premier lieu les claviers composés de différents éléments (touches discrètes), ainsi que des systèmes de saisie plats (claviers à membrane, nappes en silicone).
 
Les claviers à membrane offrent un nombre quasi illimité de versions et de design possibles.
(Source: knitter-switch)
 

Un clavier composé de différents éléments
Généralement, lorsque l’on parle de clavier, on pense automatiquement à un PC ou à un ordinateur portable. Ce type de clavier offre un choix plutôt réduit de touches, mais certaines exigences en termes de course des touches ou de force d’actionnement doivent être satisfaites. L’utilisation de touches séparées permet d’y parvenir le plus facilement.
Les modèles comportant des touches discrètes présentent toutefois un inconvénient pour la manipulation. Un grand nombre de composants doivent être soudés sur un circuit imprimé et chaque soudure représente un point critique en matière de fiabilité du clavier. Chaque dessus de touche doit porter une inscription spécifique, ce qui entraîne des coûts de gestion de matériel et des frais de stockage. Il faut ensuite trouver des solutions pour intégrer ou fixer de manière fiable sur l’appareil cet ensemble relativement encombrant.
 
Les claviers à membrane
On trouve souvent des claviers à membrane sur les appareils pour le sport, tels que les ergomètres, vélos elliptiques ou tapis de course, mais aussi sur les distributeurs automatiques de vente, ainsi que sur des appareils portatifs robustes, tels que les appareils de mesure mobiles, les tondeuses robots ou appareils similaires. L’utilisateur voit un panneau en plastique – le cas échéant avec une fenêtre derrière laquelle se trouvent des écrans, des affichages alphanumériques ou des diodes électroluminescentes. Ce panneau frontal (également appelé face graphique) est souvent gaufré, afin de guider le doigt de l’utilisateur dans la zone des touches. Généralement, on trouve des touches avec un contour en relief, des touches dont toute la surface est embossée et des gaufrages en forme de bulle. Si les touches doivent porter des inscriptions en braille – lorsque l’appareil est utilisé sur la voie publique, par exemple – il est possible de les réaliser avec l’embossage du panneau frontal.
 
Clavier à membrane: retirer le papier de protection, brancher le câble, fixer en collant – le montage d’un clavier à membrane est simple et rapide. (Source: knitter-switch)
 

L’appellation «face graphique»
L’appellation «face graphique» indique clairement un avantage significatif: les possibilités en termes de graphisme sont presque illimitées ! Contrairement aux claviers composés de plusieurs composants, qui n’admettent que des touches rondes ou rectangulaires, on peut ici réaliser la forme de touche souhaitée sans entrainer de surcoût. On peut utiliser les couleurs librement, pour rappeler celles de l’entreprise ou pour structurer visuellement la surface du clavier. L’impression est toujours réalisée sur la face arrière. Il n’y a donc pas vraiment lieu de s’inquiéter de la résistance à l’usure.
Comme matériau de base pour le panneau frontal, on utilise un panneau en polyester ou en polycarbonate – des matériaux qui sont résistants aux températures et à toutes les autres influences. Ils permettent de rendre le clavier résistant à l’huile, pour les applications au sein d’usines ou d’ateliers, par exemple. Pour les utilisations à l’extérieur, ils permettent d’obtenir des couleurs résistantes aux UV.
 
Différentes options
Outre les différents types de gaufrages et d’impressions, le concepteur a également le choix entre plusieurs structures: brillant, mat ou texturé – on peut même les associer: un film mat avec des boutons très brillants, par exemple.
Des options telles que le blindage électrique, des inscriptions interchangeables, diverses illuminations, etc., permettent d’élargir encore l’éventail des utilisations possibles. Au dos, un revêtement autocollant ferme le clavier à membrane. Le montage du clavier est ainsi très simple: il suffit de retirer le papier de protection, de brancher le câble, de le fixer en collant - et voilà !
Par ailleurs, le clavier à membrane permet d’obtenir un effet que l’on ne peut normalement avoir qu’avec des touches à capteur ou avec les pupitres tactiles. Si la course des touches est faible, la course ou le point de pression ne sont plus perceptibles – mais l’utilisation reste cependant toute simple: comme il s’agit de «vrais» contacts électromécaniques, ni énergie auxiliaire ni contrôleur ne sont nécessaires. Cela signifie de faibles coûts, un design simple et une meilleure efficacité énergétique.
Il y a cependant un inconvénient: la troisième dimension. Le clavier à membrane rencontre ses limites physiques lorsqu’il ne doit pas être simplement long et large, mais également «haut» en termes de forme ou de course des touches. Les touches en silicone, en revanche, peuvent être épaisses, atteignant même plusieurs centimètres.
 
Des nappes en silicone
Les nappes en silicone sont utilisées pour les télécommandes dans le domaine multimédia, par exemple. Tout comme le silicone le laisse supposer, on peut obtenir des courses relativement importantes et donc un retour tactile caractéristique. Des courses d’actionnement allant jusqu’à 4 mm ne présentent aucune difficulté.
Pour que le fonctionnement ne soit pas seulement mécanique, mais aussi électrique, on place une ou plusieurs lamelles conductrices sur la face inférieure de la touche. Elles sont généralement en carbone (pastille carbone) ou peuvent être fabriquées avec des alliages de matériaux conducteurs, voire même avec une surface en or présentant une résistance plus faible, ce qui réduit la consommation de courant et augmente la durée de fonctionnement de l’application – un avantage surtout pour les appareils fonctionnant sur piles. La contre-pièce est une platine située sous la nappe. Il s’agit d’une structure généralement sous forme de deux peignes emboités, dont les bandes conductrices sont court-circuitées lors de la pression de la touche à travers la lamelle.
 
Caoutchouc: robustes, les nappes en silicone permettent d’obtenir des touches à longue course. (Source: knitter-switch)
 

Les avantages du silicone
Les propriétés intrinsèques du silicone, telles qu’une vaste plage de températures d’utilisation et une mise en forme simple - et donc économique - sont également des points positifs.
La longue durabilité des claviers fabriqués à partir de cette matière est un autre argument en faveur du silicone. Il est d’autant plus important de disposer d’une solution durable pour les inscriptions sur les touches – en effet à quoi peut bien servir un clavier de longue durée de vie si l’on n’est plus en mesure de lire ce qui était écrit dessus ? Des encres de sérigraphie résistantes à l’usure, des revêtements différents (de la peinture ou même un revêtement PU, par ex.), ainsi que des inscriptions au laser sont autant de solutions adaptées. Associées à différents éclairages et coloris de caoutchouc (il est possible d’en utiliser plusieurs par clavier), on obtient des possibilités intéressantes de présentation des nappes en silicone.
Si l’on recherche quelque chose de vraiment original, un clavier déguisé en ouvrier métallurgiste, avec un panneau frontal et des touches en acier inoxydable, affiche une impression de solidité. La construction de base est faite d’un clavier plat économique.
 
L’association de plusieurs technologies
Les claviers qui associent les caractéristiques des deux techniques décrites précédemment ou d’autres techniques, sont un peu différents. On les retrouve, par exemple, dans le domaine médical ou des soins aux personnes où une haptique marquée et un nettoyage facile sont indispensables. On peut, par exemple, doter les nappes en silicone de fenêtres pour écrans, etc., et poser un film en PE sur la surface supérieure (sauf sur les touches).
 
Outre une large gamme standard, knitter-switch propose également des solutions individuelles répondant à de nombreuses exigences. (Source: knitter-switch)
 

L’individualisation est un atout
Les systèmes de saisie utilisant le principe tactile s’étendent à des domaines d’utilisation tout à fait nouveaux, offrant de nombreux avantages. La majorité des applications peut cependant fonctionner de manière fiable et économique avec le procédé de mise en contact décrit précédemment.
Pour chaque solution, une adaptation individuelle à l’application concernée est décisive. Cela concerne aussi bien les dimensions, que les exigences liées à l’environnement ou les attentes au niveau du design. Pour obtenir la solution optimale en termes d’exigences et de coûts, les ingénieurs d’application et les chefs de produits du distributeur Rutronik apportent leur assistance aux clients du monde entier, en étroite collaboration avec les spécialistes des claviers à membrane et des nappes en silicone knitter-switch. Depuis une cinquantaine d’années, ce fabriquant est spécialisé dans les technologies de commutation. Les clients bénéficient ainsi de produits sophistiqués à la pointe de la technologie, de nombreuses années d’expérience et d’un savoir-faire important. knitter-switch, qui développe toutes ses solutions en Allemagne, offre une assistance sur place flexible et une concertation rapide. La production en Asie permet d’obtenir des produits innovants à des prix compétitifs.
 
Quand utiliser quel clavier?
La nappe en silicone permet d’obtenir une certaine hauteur de construction, éventuellement aussi une longue durée de vie et tout cela à faible coûts.
Si la conception graphique est très importante, le clavier à membrane constitue la meilleure solution – de même si l’on recherche un montage le plus simple possible ou une certaine étanchéité.
On ne recommande plus un clavier avec des touches discrètes, que pour des applications très spéciales, comme les claviers d’ordinateur, par exemple. On ne peut toujours pas saisir de longs textes avec fluidité et sans fatigue sur du caoutchouc ou sur une membrane – et on ne le souhaite pas.
 

RUTRONIK Elektronische Bauelemente AG
1400 Yverdon-les-Bains
Tél. 024 423 91 40
www.rutronik.com

 

* Chef de vente Interrupteur chez Rutronik Elektronische Bauelemente