Berøringsskifte

En berøringsskifte er en elektrisk enhed til styring af belysning, der adskiller sig fra den normale tilstedeværelse af en sensor. I fremmed praksis kaldes enheder med rette elektronisk. Og med rette anvendes resultaterne fra solid-state elektronik aktivt i sammensætningen af ​​touch-kontakten.

Nøglefunktioner i

berøringsafbrydere Berøringsafbrydere er opkaldt til brug som en del af sensoren( Eng. - sensor).Kunne registrere varmen på hånden, markere berøringen, fokusere på lyden. Sådanne indretninger hedder tilstedeværelsessensorer, og belysningsstyringen for dem er sekundær. Oftere tager komplekse elektroniske enheder rollen som sikkerhedsvagter eller controllere af forskellige processer. Et typisk eksempel er de automatiske døre til et supermarked.

I en sensorkontakt er sensoren fysisk ude af stand til at generere et stærkt signal til styring direkte. Spændingsniveauet( eller strømmen) er i millivolt( milliamperes).Dette er ikke engang nok til at sende et signal til bunden af ​​transistoren. Det andet træk ved berøringsbryderne er tilstedeværelsen af ​​forstærkende enheder. Normalt er disse transistorer eller andre repræsentanter for solid state electronics, cascading: den første er meget følsom, men lavmængde, så grovere, men i stand til at trække en tung belastning. Ofte anvendes galvanisk isolering af kredsløb ved hjælp af optokoblere, hvor styresignalet transmitteres gennem optisk stråling( lys).Dette adskiller de skrøbelige sensorer fra strømafsnittet på berøringsbryderen.

-switch Ud over det optiske, anvendes et radiobånd også.Derefter bliver udsendelsesmediet luften ved hjælp af de trådløse kommunikationsprotokoller WiFi, BlueTooth osv. Strukturen indeholder aktive elementer, og de har brug for energi til at drive dem. Det viser sig fra batterier eller justering af netspænding og trimning til det ønskede niveau. Det enkleste eksempel ville være en stabilisator af parallel type på en zener diode. Og meget sjældent er der mulighed for at indlejre en komplet strømforsyning.

Afhængigt af typen af ​​sensor reagerer belysningen på forskellige stimuli. Klap f.eks. Dine hænder, talekommando, en bølge af din hånd eller SMS fra en smartphone. Dette er ikke en komplet liste over tjenester, der findes i Smart Home-systemet. I sidstnævnte tilfælde bliver det muligt at virkelig intelligent styring af elektronisk bygningstopning. Ellers kan lyset tændes med en irritation og slukke for eksempel ved en timer. Det er ubelejligt og bidrager ikke til energibesparelser.

Varianter af berøringsafbrydere

Berøringsafbrydere er fjerntliggende eller lokale. I sidstnævnte tilfælde er de placeret i umiddelbar nærhed af det skiftede lyskilder. I mængden af ​​et emne er der ingen mulighed for at undersøge i detaljer alle typer af kontaktafbrydere. Det er nyttigt for læseren at gøre sig bekendt med de alarmsystemer, der er kendt i dag. Mange touch switches har lånt handlingsprincippet fra beskyttelsesområdet.

Passive Infrarøde Sensorer

Nu er der meget opmærksomhed på emnet passive infrarøde sensorer( PIR) i sikkerhedssystemer. Disse sensorer reagerer på varme udgivet af menneskekroppen. For at undgå falske alarmer skæres bredden af ​​det aktive spektrum på begge sider. Afbryderen udløses af topstrålingen i kroppen med en temperatur på ca. 36 grader Celsius. Sædvanligvis består det sensoriske system af mindst to modtagere af optisk stråling for at bestemme vinkelpositionen for genstanden for irritation: en person kommer ind i rummet eller udgange.

I dette tilfælde styres de følsomme områder af fotoresistorer( fototransistorer) forskelligt. Derefter er signalet på dem anderledes, idet de dømmer af forskellen i vinkelpositionen. Dette opnår et andet mål: Enheden er designet til kun at reagere på bevægelige genstande, hvilket minimerer risikoen for falske alarmer. Personen forbliver normalt ikke rolig, alarmerende( alarm).Det er nemt at beskytte sig mod sådanne systemer ved at bære en almindelig rumredragt. Men i belysningssystemet er sådanne tricks ikke relevante af en klar årsag: den besøgende vil tværtimod mærke sig. Takket være muligheden for at bestemme retningen arbejder individuelle sensoranordninger i dimmer mode: du vil bølge i den første retning - lyset bliver lysere, i den anden er det dæmpet( Leviton-produkter).

Berøringsknappen er indstillet til at udløse den valgte type besøgende. Antag at en person sidder i en kørestol, et barn vil ikke blive bemærket, hvis sensoren er suspenderet for højt. Tilladt at give værelset med forklarende indskrifter: bøj din hånd gennem vinduet. Dette er nødvendigt, hvis du ikke ønsker at bruge strøm på kæledyr. På trods af tilstedeværelsen af ​​uld varierer alle levende ting i temperatur fra miljøet.

Infrarøde sensorer kan ikke dække hele rummet fysisk. Af den trivielle grund er de mest effektive berøringsskiftere baseret på dem pass-through. Placeret i begyndelsen og slutningen af ​​korridoren eller trappen. Ved anvendelse af forsinkelsen er det muligt at anvende i opbevaringsrum, vaskerum. De virkelig nyttige sensorsystemer på passiv infrarød stråling er parret med en intelligent controller, der tæller folk, der er kommet ind og forlod rummet. Selvfølgelig vil enhver smart af hooliganisme motiver en sådan tandem forsøge at bedrage, det er rimeligt at supplere berøringsbryderen og controlleren med hjælpemidler.

Piezo-elementer

Piezo-elementer i kontaktafbrydere er af to typer, hvis princip er nedlagt:

• Piezoresistive effekt - Ændring af prøvens modstand under virkningen af ​​mekaniske belastninger.
• Piezoelektrisk effekt - dannelsen af ​​potentielle forskelle på en krystals overflader under virkningen af ​​mekanisk deformation.

Begge effekter blev opdaget i det 19. århundrede. Kronologien falder sammen med ordren i listen.

Piezoresistive Sensor Switches

Piezoresistive Effekt( Term introduceret 1935 af John V. Cookson fra University of Wisconsin, fra græsk piezo-crush) beskrevet af Lord Kelvin( Journal of the Royal Society, bind 8, siderne 550-555, 1856-1857), notat fra 17. juni 1857 om undersøgelsen af ​​ledningen af ​​kommercielle ledninger til telegrafen) på eksemplet med jern, platin og kobber. Måske er en udtalelse om emnet for stigende prøvemodstand inden for 0,5% som svar på stærke og talrige bøjninger langs hele længden kun en strækning af relevans for emnet. Men historikere er uenige. Lord Thomson undersøgte årsagerne til forskellene i konduktivitet af prøver anvendt i flåden og afledt en simpel formel: Leverandøren af ​​kobber er vigtig. Deformationer påvirker modstanden i ringe grad, det er tilladt at forsømme.

Thomson var opmærksom på virkningen af ​​mekanisk spænding. Og ved præsentationen af ​​Royal Society Prize( Baker Lecture, 1856) rapporterede han om et nysgerrig eksperiment. På skuldrene til måle Whitson-broen omfattede det ledere af kobber eller jern af samme længde, men nogle prøver blev strakt af suspensioner. Enheden på diagonalen registrerede forskellen. Thomson forklarede dette ved mekaniske deformationer. Men det er ikke sikkert forvisset om, hvorvidt eksperimentets fremkomst er sammenhængende med de undersøgelser, der udføres med hensyn til telegrafkablerne. Dertil kommer, at læsere kan gøre sig bekendt med rækkefølgen af ​​antal modstandsændringer( abscissa akse) i figuren taget fra IEEE's Proceedings for 2009.

Så fulgte adskillige værker af lignende art. I det 19. århundrede var disse noter af Tomlinson, og i det 20. århundrede, Bridgman og Rolnik. De første interessante resultater blev opnået i 1932 af Allen, som etablerede anisotropien af ​​ændringer i krystaller af zink, cadmium, antimon, vismut og tin. Som for andre undersøgelser førte Bridgmans ideer til oprettelsen af ​​tensor-ligninger, der beskriver processen. I 1938 blev de første sensorer takket være mange forskeres indsats. Ligesom dem, der bruges i dag i gulvskalaer og omforme deformationen til en ændring i modstand. Allerede i 1950 forudsagde Bardin og Shockley en betydelig piezoresistiv virkning i regelmæssige krystalstrukturer tre år før opdagelsen.

I sin nuværende form blev den piezoresistive virkning født den 30. december 1953 takket være ingeniør med det fælles efternavn Smith fra Bell Laboratories, der beskrev den nysgerrige opførsel af siliciumkrystaller og germanium af begge typer ledningsevne. På grund af mekaniske effekter ændrede prøverne modstand. Master of University of Connecticut Western Reservation var aktivt interesseret i halvleders anisotropiske egenskaber og Bardeen og Shockleys arbejde. Nye sensorer optrådte allerede i 1950 med en følsomhed 50 gange højere end analoger af rene metaller.

Kulite Semiconductor, der blev grundlagt i 1958, blev det første firma, der beskæftiger sig med produktion af piezoresistive sensorer. I moderne modeller oprettes knapper på basis af en tynd halvledermembran. Når du trykker på midten ved kanterne, er der en stærk spænding, som ændrer ledningsevnen af ​​stedet. Måling udføres af brokredsløbet eller andre metoder. Ubalancespændingen forstærkes og tjener til at styre lyset på og fra.

Piezoelektriske Sensorafbrydere

Den piezoelektriske effekt blev opdaget i 1880 af brødrene Jacques og Pierre Curie. Som i det foregående tilfælde blev fænomenet forudsagt på forhånd. Baseret på den teoretiske baggrund foreslog René-Just Gauy og Antoine Cesar Becquerel en mulig forbindelse mellem elektricitet og mekaniske deformationer. De første vellykkede forsøg blev lavet på kvartskrystaller, turmalin, topaz, sukkerrør og segnevit salt. Ja, mange stoffer udviser piezoelektriske egenskaber:

1. Menneskeben og sener.
2. DNA molekyler.
3. Dentin og tandemalje.

Et år senere foreslog Gabriel Jonas Lippmann, baseret på det grundlæggende i termodynamikken, eksistensen af ​​den modsatte effekt: deformation af krystaller under virkningen af ​​et elektrisk felt. Denne formodning blev bekræftet i 1882 af Jacques og Pierre Curie, på den måde, de skabte et piezoelektrometer, der plejede at studere radioaktive elementer. I 1910 blev en lærebog om krystalfysik udgivet af Voldemar Voigt.

Effekten har gjort opmærksom på forskerne. I 1917 optrådte en sonar for ubåde( Paul Langevin) på baggrund af Første Verdenskrig, og i 1921 optrådte den første kvartsresonator( Walter Gayton Cady).Udviklingen af ​​søgningen førte til opdagelsen af ​​bariumtitanat i 1946( Arthur von Hippel).I efterkrigstiden optrådte en hel del anvendelser af den piezoelektriske virkning, men alle var ikke så lidt forbundet med emnet under overvejelse. Hvad angår kontrolenhederne noterer vi to af dem, i begge tilfælde bruger polymerfilm som følsomme elementer:

1. US3935485 på det piezoelektriske tastatur. Formålet med enheden er ikke angivet, men at se på ansøgerens navne( Kureha Kagaku, Kogyo Kabushiki, Kaisha) og år( 1976), antage at forsamlingen var beregnet til at kontrollere automatiserede samlebånd på transportbånd.
2. Erklæret i US4343975( 1980), kan en prøve ses af alle selv i dag på elektroniske vægte i en butik. Dette er et baggrundsbelyst tastatur, hvilket gør operatørens arbejde meget lettere.