LEDやスイッチの基板の作成の基本。

質問

画像はLEDシリコンスイッチ基板です。(ラズパイPICO用キットの)
下記URLのようなシリコンゴムスイッチと同じで動いており、中心にLEDが実装されている、という理解で良いのでしょうか？？
https://eleshop.jp/shop/g/gH6K412/

最近の音楽パッドだとシリコンスイッチに強弱が付けられます。
https://www.amazon.co.jp/dp/B07WNSHR3V/
こういうスイッチはどういう仕組みなのでしょう？(電子ピアノで強弱が付けられるみたいに。ベロシティ？下記では３段シリコンスイッチだと)
https://note.com/gomi_denshipiano/n/nc439d6c0a375
多接点のシリコンラバースイッチって何なのでしょう。。多接点の場合、基盤側の工夫など分かりますでしょうか。

私は基板作成未経験者ですが、自作キーボードレベルであればKICADを使ってすぐに自作できそうなのですが、LEDシリコンスイッチ基板は全くわからないので注意点あれば教えて下さい。

*職場で基板作成するチームが立ち上がりそうなので、LEDの分からない部分は職場で聞けますが、シリコンゴムスイッチについては全くわかりません。職場の電子担当は圧力を検知してるんじゃないの？と言っててそれは間違っていますが、むしろ基板でパッドの圧力を検知できれば多接点のシリコンラバースイッチは要らなくなりそうですよね。

レーザープリンタなどで自作するとすごく簡単そうですが、幾ら位でしょうか。シリコンラバースイッチは難しいんですかね。

またこういう基板回路のみで直接解決するのも良いと思いました。こういう場合は、シリコンも不要ですよね。。もしご存じであれば、静電容量タッチ式の基盤作成注意点も教えて下さい♪
https://burariweb.info/electronic-work/capacitive-touch-key-pcb.html

回答No.5

FattyBear

電子ピアノなどはセンサーは鍵盤部分にあり直接基板には付いて
いないと思います。下記情報があります。
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電子ピアノのしくみ 電子ピアノは複雑なハンマーアクションも響板も無く、鍵盤を押すとその動きをセンサーが感知し、デジタルで録音されたグランドピアノの音をアンプで増幅しスピーカーから音を出します。 音の強弱や表現という微妙な動きもすべてセンサーで感知し、デジタル技術によって音の広がり方、余韻を作ります。
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鍵盤を押した強さに反応して強弱が変わるタッチセンサー
少し専門的な話ですが、電子ピアノのセンサーは、１番安いモデルでは各鍵盤につき「１つ」、上位に行くにつれて「２つ」あるいは「３つ」備わっています。 基本的なつくりとしては、鍵盤の下に圧力センサーが配置されており、キーをまずおろした瞬間の圧力でタッチの強さを測ります。
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下記サイトでも説明されています。
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https://note.com/gomi_denshipiano/n/nc439d6c0a375
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多分鍵盤のハンマーアクションの中で鍵盤が段階的に押されるのに
対応した位置にセンサーが１～３個つけられておりその信号は電気
信号として基板に接続されており、基板自体にはそれらのセンサー
の接点はないと思います。
電子ピアノの鍵盤構造で特に電気的センサーの場所の情報がない
ので推測ですが・・・・。
でも添付の説明写真を見つけました。

回答No.4

lumiheart

電子楽器用ラバースイッチ
https://www.toho-polymer.co.jp/index_rs2_siliconrubber_tokusei_002.html
別にそう悩む必要などなくて
ただ接点が３つ有るってだけで
但し、マイコン側の入力ポートも３つ要る

お礼

おお、いつもありがとうございます！
電子ピアノの場合はこのラバースイッチなんですね、スゴイ☆

例えば基板に取り付けたとしても、イケるんじゃないですかね。
キーパッドの場合は、、わからないですが、参考にはなりました。技術の進歩・工夫ってやつですね。マイコン側はそういう事になりますもんね。

回答No.3

FattyBear

””シリコンボタン自体に段差がついている””　というのは単に基板の
パターンとシリコンボタンの導電部との距離を保つための段差のこと
では？基板側の構造は単純に櫛型の対向させた電極パターンだけでしょう。カーボン印刷での電極パターンの例を写真添付します。
カーボン印刷ではなく通常の銅箔パターンに金メッキ処理をした
電極パターンも一般的です。

お礼

すみません、ありがとうございます！
もしシリコンボタン側で段差がついていますと、
仮に３段階ボタンの場合、第１・第２・第３と段階的に接触しなければなりません。
接触する基板側のデザインが、物理的に違う(位置がズレてる)所にないと検知できませんよね。
違うのかなぁ。。ちなみにカーボン印刷なんてあるのですね。リモコンの単層でコスト低減ですか。押しボタンだと耐久性がマズい気もしますが、リモコンが効かなくなる原因もこういうのでしたっけ^^

回答No.2

FattyBear

下記にシリコンコンタクトラバースイッチの構造や製造方法等
の説明があります。
https://www.kyowakg.com/tech/contactrubber/
あと、お示しのサイトの２段、３段のスイッチとは多分、Keyを
押し込む加速度検出のための検出スイッチでしょう。押しはじめに
ONする１段目のスイッチとより深く押された時にONする２段目の
スイッチのONする時間差を検出してどの位の速度（＝強さ）で押され
たかを検出してより短時間で１，２がONされればより大きな音を出す
という仕組みでしょう。

お礼

ありがとうございます！
そのサイトは見ました^^
シリコンボタン自体に段差がついている、と前の回答で頂きました。
でも基盤側の作りが気になります。

回答No.1

FattyBear

このタイプのKeyは基板に金メッキの対向する櫛型パターンに
シリコンゴムボタンに付けられたカーボン接点（あるいは導電
ゴム接点）が押し当てられることで基板側の櫛型電極が
つなげられてONする構造でしょう。
電子ピアノ等のKeyの押し方で音の強弱を表現しているのはKey
の押し圧の検出ではなくKey押し時の加速度を検出しているの
だと聞いたことがあります。

お礼

圧力センサは使った事がなく、
基板上に簡単に実装できるものはあるのかな？と。
ありがとうございました☆

とりあえずシリコンゴム自体は自作できなくても、
まずは基板を自作してみたいですね。