Roland Barth • SCHURTER AG Независимо дали осветявате плувен басейн, пръскате музика или правите джакузи, имате нужда от превключвател за тези функции. Всички тези приложения се характеризират с близост до влага. Има няколко технологии за превключване, способни да управляват този тип употреба. Преди да обсъдим тези кандидат-устройства, може да е полезно да прегледате накратко критериите, които обикновено функционират в приложения, които могат да бъдат изложени на влага.
Превключвателипроектирани за мокри среди обикновено имат рейтинг IP67. Този етикет се отнася до IP кода или кода за защита от проникване. IP рейтингите класифицират и оценяват степента на защита, осигурена от механични и електрически кутии, не само срещу вода, но и срещу проникване, прах и случайно излагане. Публикува се от Международната електротехническа комисия (IEC). Съществува еквивалентен европейски стандарт EN 60529.
Смисълът на IP стандартите е да предоставят на потребителите по-подробна информация за производителността, отколкото предполагат неясните маркетингови термини като „водоустойчив“. Всеки IP код може да има до четири цифри. Те показват съответствие с определени условия. Първото число показва защита срещу твърди частици;второто показва защита срещу навлизане на течности. Може също така да има едно или две допълнителни числа за обозначаване на други защити. Но по-голямата част от IP оценките са едноцифрени или двуцифрени.
За общо предназначение и близо до мокри приложения най-широко използваната технология е механичен превключвател с ход. Срещаме ги всеки ден, както включваме или изключваме светлините в стая. Те се отличават с широк диапазон от точки на натиск за задействане, висока надеждност и широка гама от продукти.
За механични превключватели за използване на открито се изисква класификация IP67. Причината е проста: механичните превключватели, които работят на принципа на хода, имат движещи се части. Водата може да проникне в пространствата между движещите се части. При наличие на ледена точка, лед на задвижващия механизъм предотвратява затварянето на контактите. Същото се отнася за мръсотия, прах, пара и дори разлети течности.
В случай на клавиатури и други потребителски интерфейси, мембранните превключватели могат да се използват, когато влагата е проблем. Това са специални механични превключватели, изработени от силиконова гума и проводими въглеродни пелети или непроводими гумени задвижващи механизми. Чрез процес на формоване под налягане, ъглова мрежа се формира около клавиатурата, която се свива всеки път, когато потребителят натисне клавиш, създавайки проводим контакт между вътрешните слоеве на материала на клавиатурата. Външният слой на клавиатурата е непрекъснато парче, което може да бъде запечатано, за да се предотврати навлизането на влага в слоя, който изпълнява механичните превключватели.
Но като цяло, механичен превключвател, който няма рейтинг IP67, не е особено подходящ за мокри зони.
Капацитивните превключватели в момента изпитват бърз растеж, отчасти поради използването им в смартфони. Без удар, без движещи се части. Капацитивните сензорни панели се състоят от изолатор, като стъкло, покрит с прозрачен проводник, обикновено индий-калаен оксид (ITO) или сребро. Тъй като човешкото тяло също е електрически проводник, докосването на повърхността на екрана с пръст изкривява електростатичното поле на екрана, което може да бъде измерено като промяна в капацитета. Могат да се използват различни техники за определяне на местоположението на докосването.
Но капацитивните сензорни превключватели не са първият избор за всички приложения. Някои капацитивни сензорни екрани не могат да се използват за откриване на пръсти чрез електрически изолационни материали като ръкавици. Например, висока влажност на въздуха или водни капки също могат да попречат на електростатичното поле на сензорния екран. Следователно капацитивните превключвателите обикновено не са подходящи за използване в близост до плувни басейни или джакузи.
Базираните на пиезо превключватели генерират електрически заряд под налягане. Компресивното налягане на натискането на пръста кара пиезоелектричния елемент (обикновено с форма на диск) да се огъва леко като глава на барабан. Пиезо превключвателите произвеждат единичен, кратък импулс „включване“, обикновено използван за включете полупроводници, като транзистори с полеви ефекти (FETs). За разлика от механичните превключватели, пиезоелектричните превключватели нямат движещи се части. Могат да бъдат запечатани и IP класифицирани до IP69K. Тази характеристика го предопределя да бъде използван при най-неблагоприятни условия.
Превключвателите, базирани на пиезоелектричния принцип, са особено здрави. Пиезоелектричните елементи (обикновено керамика, съдържаща оловен цирконат титанат или PZT, бариев титанат или оловен титанат) генерират електрически заряд под налягане. Натискът на натиск при натискане на пръста причинява (обикновено във формата на диск) пиезоелектричен елемент, за да се огъне леко като глава на барабан.
По този начин пиезоелектричният превключвател произвежда единичен кратък импулс „включване“, който варира в зависимост от количеството на приложеното налягане. Този импулс обикновено се използва за включване на полупроводници, като транзистори с полеви ефекти (FET). След като импулсът на напрежението се разсее, FET се изключва. Кондензаторите могат да се използват за съхраняване на получения заряд, за да се увеличи времеконстантата на гейта и да се удължи полученият импулс.
За разлика от механичните превключватели,пиезоелектрически ключовеняма движещи се части. Може да бъде запечатан и IP класифициран до IP69K. Тази функция го предопределя да бъде използван при най-неблагоприятни условия.
Това ни води до пневматични превключватели. В продължение на десетилетия тези превключватели са предпочитани за строителите на басейни и спа, тъй като не работят с електричество. Те обикновено се състоят от пружинно бутало, което отваря или затваря въздушния канал, когато операторът натиска бутон. Един недостатък на пневматичните бутони е, че вътрешната им механика трябва да бъде относително прецизна, което се отразява в цената.
Подобно на механичните превключватели, пневматичните превключватели имат движещи се части, които в крайна сметка се износват. Тъй като работят със сгъстен въздух, пневматичните превключватели изискват специално внимание към уплътняването. Тук също трябва да се спомене, че тези типове превключватели не използват оптична обратна връзка чрез точково или пръстеновидно осветление.
Все по-голям брой дизайнери на басейни и спа са разпознали предимствата на пиезоелектрическите превключватели. Тези устройства са сравнително евтини и много издръжливи. Те могат да се справят с агресивни химикали, често използвани във влажни зони. Deutsche Welle
Разгледайте най-новите броеве на Design World и предишни издания в лесен за използване формат с високо качество. Редактирайте, споделяйте и изтегляйте днес с водещото списание за инженеринг в дизайна.