A differenza di quanto avveniva in passato, oggi un commutatore deve svolgere una moltitudine di funzioni. Non è più un semplice dispositivo a pressione o tattile concepito per svolgere un solo compito. Che poi venga utilizzato in tecnologie multi-direzionali avanzate come nel caso dell'elettronica di consumo, di immagine di marca per contraddistinguere i vari veicoli, di dimensioni super-miniaturizzate sugli apparecchi portatili per impieghi militari e medici, la domanda per commutatori con un maggior numero di funzionalità e un design più moderno e compatto nei vari mercati è più forte che mai.
Un design avanzato per una maggiore funzionalità
Osservando quanto accade nel settore dell'elettronica di consumo, specialmente nel caso dei dispositivi palmari, dove i consumatori vogliono una maggiore versatilità e prestazioni più avanzate, i produttori di commutatori cercano di tenere il passo combinando insieme le varie tecnologie e perfezionando soluzioni una volta considerate tradizionali. Ad esempio, un tempo i commutatori tattili o a tecnologia capacitiva a 4 e 5 vie erano la soluzione di navigazione ideale sugli apparecchi palmari multimediali. Presto però, con l'adozione di funzioni di cartografia, di navigazione e di scorrimento sui telefoni cellulari e su quelli Pda, i commutatori tattili standard si sono dimostrati inadeguati. Così, i vari produttori hanno cominciato a sviluppare soluzioni tattili in grado di combinare proprio la tecnologia a sfioramento (capacitiva) con quella tattile. Questi prodotti offrono numerosi vantaggi, tra cui un consumo di corrente inferiore, una maggiore funzionalità e una riduzione delle dimensioni d'ingombro. Anche se molte soluzioni di navigazione caratterizzate da tasti che combinano entrambe le tecnologie, quella a sfioramento e quella tattile, di solito utilizzano componenti a sette od otto funzioni nella stessa applicazione, alcuni apparecchi compatti arrivano fino a 14 direzioni. Oltre alle tradizionali possibilità di movimento (centro, sopra, sotto, sinistra e destra), un commutatore a 14 funzioni offre all'utente ulteriori funzionalità più sofisticate tipo libertà della direzione di scorrimento, due direzioni di scorrimento con velocità variabile e quattro direzioni di scorrimento a velocità doppia. Nonostante i molti vantaggi offerti dai commutatori a 14 funzioni rispetto a quelli di navigazione tradizionali a 5 vie, tipo la versatilità di montaggio su qualsiasi superficie, il risparmio di spazio, la diminuzione dell'assorbimento di corrente e la riduzione dei costi proprio per il minor numero di componenti impiegati, l'elettronica di consumo è in continua evoluzione e richiede sempre maggiori funzionalità. Con il diffondersi della soluzione touch screen sui palmari, lo spazio disponibile per i dispositivi di navigazione si restringe sempre più, cosicché i touchpad e i touch screen devono per forza integrare anche la funzione di clic.
Spesso composta da un interruttore normale e da due apposite parti metalliche, la tecnologia dei commutatori cliccabili si basa su un semplice, anche se molto efficace e affidabile, principio meccanico. In posizione di riposo, il commutatore è normalmente aperto. Grazie al ridotto spessore dei materiali che lo compongono (da un minimo di 1,4 mm), la sua dimensione può essere facilmente personalizzata, cosicché il suo ingombro totale (spesso inferiore al 12% della superficie a cristalli liquidi) è facilmente adattabile a ogni particolare applicazione del modulo Lcd. In aggiunta, con la tecnologia cliccabile, la distribuzione della forza sull'intera superficie del pad è perfettamente uniforme. Non solo forza costante, ma la tecnologia cliccabile è anche estremamente resistente agli urti e, diversamente da quanto accade con il design dei commutatori standard, non consuma corrente. Dal punto di vista meccanico, la tecnologia cliccabile di oggi è di facile integrazione: si collega alla scheda del circuito stampato con due soli contatti, i tasti sono più precisi dei commutatori di navigazione alternativi e sono di gran lunga più duraturi. Alcuni di essi possono arrivare anche a 10 milioni di cicli (2 milioni di attuazioni a ogni angolo e 2 milioni al centro).
La tecnologia dei commutatori per promuovere la propria immagine di marca
Mentre la domanda per commutatori sempre più complessi e con più funzionalità continua a determinare lo sviluppo di tali componenti nel campo dell'elettronica di consumo, in altri mercati i commutatori vengono concepiti sia per contraddistinguere la propria immagine di marca che per svolgere la funzione primaria di attuazione. Nel campo delle automobili, ad esempio, i pulsanti sul cruscotto, i controlli del tettuccio apribile e il telecomando delle chiavi sono caratterizzati da suoni e da sensazioni tattili particolari, esclusivamente concepiti per quella particolare casa. I clienti non solo riconoscono al suono e al tatto quel determinato pulsante, associando queste sensazioni a una marca specifica, ma si aspettano anche un particolare livello di qualità legato proprio all'immagine di quella marca.
Abbinare uno stile di commutatore a quella particolare applicazione non è solo una questione tattile. Implica l'abbinamento dell'intensità, della risposta e dell'emissione acustica non solo con l'applicazione, ma anche con la strategia di branding della casa nei confronti dell'utente finale. Ad esempio, la distinzione fra il suono emesso al momento della chiusura degli sportelli di un furgone e quello della chiusura degli sportelli di una macchina di lusso sta assumendo la stessa importanza dell'affidabilità delle applicazioni controllate dai pulsanti di tali commutatori. La risposta acustica, misurata in intensità e frequenza, viene definita dal suono emesso durante l'attuazione del commutatore, mentre per emissione sonora s'intende la combinazione dell'intensità sonora e della risposta acustica. L'effettiva “accordatura” dei commutatori è determinata dalla natura fisica del design e dei materiali utilizzati nei particolari modelli sonori. A tal proposito, i produttori di commutatori stanno studiando gli effetti acustici dei diversi materiali utilizzati, in modo che il dispositivo funzioni come un filtro sonoro prevedibile. Questa intensità acustica viene definita dalla correlazione tra la forza e la corsa e viene controllata dall'attenuazione del commutatore. Può essere descritta come bassa (60 dBa). Mentre i controlli dei commutatori possono essere associati ad una marca o a un livello particolare di prestazioni, la parte acustica viene determinata dal design del commutatore stesso. I produttori devono pertanto affrontare e soddisfare i requisiti acustici al momento del design. In molti casi, i commutatori sonori accordabili derivano dal design di altri commutatori già esistenti con evidenti benefici in termini di affidabilità. Proprio grazie alle caratteristiche di lunga durata di molti commutatori tattili (alcuni vanno nel giro di milioni di cicli), lo sviluppo dell'aspetto sonoro accordabile del commutatore da un dispositivo tattile già esistente permette ai produttori di costruire qualcosa sulla base di un'affidabilità già accertata. La tendenza a utilizzare commutatori acustici per promuovere la propria immagine di marca è in costante crescita, al punto che i clienti esigono che tutti i commutatori nell'ambito di quella particolare applicazione emettano lo stesso suono e sensazione in modo da completare il resto del design del veicolo. Che poi ci si trovi di fronte a una serie di uno o di più commutatori, occorre sempre avere una qualità sonora omogenea su tutta la scheda del circuito stampato. A prescindere dalla dimensione di quest'ultima o dalla dimensione generale del prodotto, tutti i commutatori devono emettere lo stesso suono. Anche se soddisfare i requisiti acustici in termini d'intensità e di risposta è essenziale nel campo delle automobili, i produttori dei commutatori devono anche soddisfare i requisiti d'integrità e di affidabilità del proprio prodotto. Sotto questo aspetto, l'obiettivo principale è ottenere l'effetto sonoro desiderato senza peraltro compromettere le caratteristiche meccaniche del commutatore stesso.
Limiti dimensionali degli apparecchi portatili
Mentre i requisiti di funzionalità e branding dei commutatori diventano sempre più popolari e diffusi, la domanda per dispositivi ultra- e nano-miniaturizzati è rimasta costante, specialmente per gli apparecchi portatili. Con il diffondersi della frequenza d'impiego nel settore degli apparecchi militari e medici - fra cui le scatole nere per il trasferimento dei dati sui veicoli da combattimento e per la logistica di battaglia e gli apparecchi per l'imaging e la diagnostica - la dimensione dei componenti deve essere ridotta per adattarsi alla natura portatile degli apparecchi stessi. Ne deriva che, in queste applicazioni, essendo lo spazio disponibile sulla scheda del circuito stampato quasi tutto occupato, i produttori devono inserire un sempre maggior numero di componenti in uno spazio sempre più ridotto. Perciò, i commutatori tradizionali impiegati un tempo non sono più idonei per gli apparecchi portatili per uso militare e medico, ma occorre utilizzare commutatori ultra- e nano-miniaturizzati.
I produttori dei commutatori stanno prendendo in esame la possibilità di cambiare la modalità di attuazione come uno dei modi per minimizzare il profilo del dispositivo. Invece di adottare il design di attuazione dall'alto tradizionale, molti commutatori, specialmente quelli di rilevamento, sono ora ad attuazione laterale. Quest'ultimo tipo di design richiede una minore altezza d'ingombro e contribuisce alla protezione dell'attuatore, rendendolo leggermente più robusto: il requisito ideale per meglio sopportare gli urti e le vibrazioni tipici degli apparecchi portatili per applicazioni militari e mediche. L'attuazione laterale, inoltre, non è semplicemente limitata ai commutatori di rilevamento tradizionali: dall'attuazione a pendolo, a quella orizzontale o a quella verticale, i produttori di commutatori offrono ai clienti una vasta gamma di opzioni per quello che riguarda il montaggio laterale.
