Un interruptor táctil es un dispositivo eléctrico para controlar la iluminación que es diferente de la presencia habitual de un sensor. En la práctica extranjera, los dispositivos se llaman correctamente electrónicos. Y con razón, los logros de la electrónica de estado sólido se utilizan activamente en la composición del interruptor táctil.
Características clave de los interruptores táctiles
Los interruptores táctiles se denominan para su uso como parte del sensor( ing. - sensor).Capaz de registrar el calor de la mano, marcar el toque, enfocar el sonido. Tales dispositivos se denominan sensores de presencia y el control de iluminación para ellos es secundario. Más a menudo, los dispositivos electrónicos complejos asumen el papel de guardias de seguridad o controladores de diversos procesos. Un ejemplo típico son las puertas automáticas de un supermercado.
En un interruptor de sensor, el sensor es físicamente incapaz de generar una señal fuerte para controlar directamente. El nivel de voltaje( o corriente) está en milivoltios( miliamperios).Esto no es suficiente para transmitir una señal a la base del transistor. La segunda característica de los interruptores táctiles es la presencia de dispositivos amplificadores. Por lo general, estos son transistores u otros representantes de la electrónica de estado sólido, en cascada: el primero es altamente sensible, pero de baja potencia, luego más grueso, pero capaz de arrastrar una carga pesada. A menudo, el aislamiento galvánico de circuitos se utiliza con la ayuda de optoacopladores, donde la señal de control se transmite a través de la radiación óptica( luz).Esto separa los sensores frágiles de la sección de potencia del interruptor táctil.
Interruptor moderno
Además del óptico, también se usa una banda de radio. Luego, el medio de transmisión se convierte en el aire utilizando los protocolos de comunicación inalámbrica WiFi, BlueTooth, etc. La estructura incluye elementos activos, y necesitan energía para alimentarlos. Resulta de las baterías o enderezar la tensión de la red y el recorte al nivel deseado. El ejemplo más simple sería un estabilizador de tipo paralelo en un diodo Zener. Y muy rara vez existe la posibilidad de incorporar una fuente de alimentación de conmutación completa.
Según el tipo de sensor, la iluminación responde a diferentes estímulos. Por ejemplo, aplauda sus manos, comando de voz, una ola de su mano o SMS desde un teléfono inteligente. Esta no es una lista completa de los servicios que se encuentran en el sistema Smart Home. En este último caso, es posible una gestión verdaderamente inteligente del relleno electrónico de edificios. De lo contrario, la luz puede encenderse con un irritante y apagarse, por ejemplo, con un temporizador. Eso es inconveniente y no contribuye al ahorro de energía.
Variedades de interruptores táctiles Los interruptores táctiles
son remotos o locales. En este último caso, se encuentran cerca del circuito de alimentación de iluminación conmutada. En el volumen de un tema no hay posibilidad de examinar en detalle todos los tipos de interruptores táctiles. Es útil para el lector familiarizarse con los sistemas de alarma conocidos en la actualidad. Muchos interruptores táctiles han tomado prestado el principio de acción del campo de protección. Sensores de infrarrojos pasivos
Ahora se presta mucha atención al tema de los sensores de infrarrojos pasivos( PIR) en los sistemas de seguridad. Estos sensores responden al calor emitido por el cuerpo humano. Para evitar falsas alarmas, el ancho del espectro activo se recorta en ambos lados. El interruptor se activa por la radiación máxima del cuerpo con una temperatura de aproximadamente 36 grados centígrados. Generalmente, el sistema sensorial consiste en al menos dos receptores de radiación óptica para determinar la posición angular del objeto de irritación: una persona entra a la habitación o sale. Sensores de iluminación
En este caso, las áreas sensibles de los fotorresistores( fototransistores) se dirigen de manera diferente. Entonces la señal en ellos es diferente, a juzgar por la diferencia de la posición angular. Esto logra un objetivo diferente: el dispositivo está diseñado para responder solo a objetos en movimiento, minimizando así la posibilidad de falsas alarmas. La persona no suele permanecer tranquila, alarmante( alarma).Es fácil protegerse de tales sistemas usando un traje espacial ordinario. Pero en el sistema de iluminación, tales trucos no son relevantes por una razón obvia: el visitante, por el contrario, quiere ser notado. Gracias a la posibilidad de determinar la dirección, los dispositivos sensores individuales operan en modo de atenuación: usted ondeará en la primera dirección: la luz se vuelve más brillante y en la segunda está amortiguada( productos Leviton).
El interruptor táctil está configurado para activarse en el tipo de visitantes elegido. Supongamos que una persona sentada en una silla de ruedas no notará a un niño si el sensor está suspendido demasiado alto. Se le permite proporcionar a la habitación inscripciones explicativas: pase la mano por la ventana. Esto es necesario si no desea gastar electricidad en mascotas. A pesar de la presencia de lana, todos los seres vivos difieren en temperatura del ambiente. Los sensores de infrarrojos
no pueden cubrir físicamente toda la sala. Por la razón trivial, los interruptores táctiles más efectivos basados en ellos son el paso. Situada al principio y al final del pasillo o escalera. Cuando se aplica la demora, se puede utilizar en salas de almacenamiento, salas de servicios públicos. Los sistemas de sensores realmente útiles en la radiación infrarroja pasiva se combinan con un controlador inteligente que contará a las personas que han entrado y salido de la habitación. Por supuesto, cualquier ingenioso motivo de vandalismo tal como un tándem intentará engañar, es razonable complementar el interruptor táctil y el controlador con medios auxiliares.
Uso del interruptor táctil
Elementos piezoeléctricos Los elementos piezoeléctricos
en los interruptores táctiles son de dos tipos, cuyo principio se establece, respectivamente: Efecto piezorresistivo
- : cambio de la resistencia de la muestra bajo la acción de cargas mecánicas.
- Efecto piezoeléctrico: la formación de posibles diferencias en las caras de un cristal bajo la acción de una deformación mecánica.
Ambos efectos fueron descubiertos en el siglo XIX.La cronología coincide con el orden en la lista. Interruptor de sensor piezorresistivo
Efecto piezorresistivo
( término introducido en 1935 por John V. Cookson de la Universidad de Wisconsin, del griego piezo-crush) descrito por Lord Kelvin( Revista de la Royal Society, volumen 8, páginas 550-555, 1856-1857), nota del 17 de junio de 1857 sobre el estudio de la conductancia de cables comerciales para el telégrafo) en el ejemplo de hierro, platino y cobre. Quizás una declaración sobre el tema de aumentar la resistencia de la muestra dentro del 0.5% en respuesta a fuertes y numerosas curvas a lo largo de toda la longitud es solo una extensión de relevancia para el tema. Pero los historiadores no están de acuerdo. Lord Thomson investigó los motivos de las diferencias en la conductividad de las muestras utilizadas en la marina y derivó una fórmula simple: el proveedor de cobre es importante. Las deformaciones afectan a la resistencia en una pequeña medida, se puede descuidar.
Thomson fue consciente del efecto de la tensión mecánica. Y en la presentación del Premio de la Royal Society( Baker Lecture, 1856), informó sobre un curioso experimento. Sobre los hombros del puente de Whitson de medición, se incluyeron conductores de cobre o hierro de la misma longitud, pero algunas muestras se estiraron con suspensiones. El dispositivo en la diagonal registró la diferencia. Thomson lo explicó por deformaciones mecánicas. Pero no se sabe con certeza si la aparición del experimento es coherente con las investigaciones realizadas con respecto a los cables telegráficos. Además de esto, los lectores pueden familiarizarse con el orden de la cantidad de cambios de resistencia( eje de abscisas) en la figura tomada de los Procedimientos de IEEE para 2009.
Procedimiento de medición
Luego se realizaron numerosos trabajos de naturaleza similar. En el siglo XIX, estas fueron las notas de Tomlinson, y en el siglo XX, Bridgman y Rolnik. Los primeros resultados interesantes fueron obtenidos en 1932 por Allen, quien estableció la anisotropía de los cambios en los cristales de zinc, cadmio, antimonio, bismuto y estaño. En cuanto a otros estudios, las ideas de Bridgman llevaron a la creación de ecuaciones de tensor que describen el proceso. En 1938, gracias al esfuerzo de muchos científicos, nacieron los primeros sensores. Como las que se utilizan hoy en día en las básculas de piso y transforman la deformación en un cambio en la resistencia. Ya en 1950, Bardin y Shockley predijeron un efecto piezorresistivo significativo en las estructuras de cristal regulares tres años antes del descubrimiento.
En su forma actual, el efecto piezorresistivo nació el 30 de diciembre de 1953, gracias al ingeniero con el apellido Smith de Bell Laboratories, quien describió el curioso comportamiento de los cristales de silicio y el germanio de ambos tipos de conductividad. Debido a los efectos mecánicos, las muestras cambiaron de resistencia. El Master de la Universidad de Connecticut Western Reservation estaba activamente interesado en las propiedades anisotrópicas de los semiconductores y en el trabajo de Bardeen y Shockley. Los nuevos sensores aparecieron ya en 1950 con una sensibilidad 50 veces mayor que los análogos de los metales puros.
Kulite Semiconductor, fundada en 1958, se convirtió en la primera empresa dedicada a la producción de sensores piezorresistivos. En los modelos modernos, los botones se crean sobre la base de una membrana semiconductora delgada. Cuando se presiona el centro en los bordes, hay una fuerte tensión que cambia la conductividad del sitio. La medición se realiza mediante el circuito puente u otros métodos. La tensión de desequilibrio se amplifica y sirve para controlar el encendido y apagado de la luz. Interruptores de sensor piezoeléctrico
El efecto piezoeléctrico fue descubierto en 1880 por los hermanos Jacques y Pierre Curie. Como en el caso anterior, el fenómeno fue predicho de antemano. Basándose en los antecedentes teóricos, René-Just Gauy y Antoine César Becquerel sugirieron una posible conexión entre la electricidad y las deformaciones mecánicas. Los primeros experimentos exitosos se realizaron en cristales de cuarzo, turmalina, topacio, caña de azúcar y sal de segnevita. Sí, muchas sustancias exhiben propiedades piezoeléctricas:
- Huesos y tendones humanos.
- moléculas de ADN.
- Dentina y esmalte dental.
Un año después, Gabriel Jonas Lippmann sugirió, basándose en los conceptos básicos de la termodinámica, la existencia del efecto opuesto: la deformación de los cristales bajo la acción de un campo eléctrico. Esta conjetura fue confirmada en 1882 por Jacques y Pierre Curie, a lo largo del camino crearon un piezoelectrómetro, usado para estudiar elementos radiactivos. En 1910, Voldemar Voigt publicó un libro de texto sobre la física de los cristales.
El efecto causó una gran atención de los científicos. En 1917, un sonar para submarinos( Paul Langevin) apareció en el fondo de la Primera Guerra Mundial, y en 1921 apareció el primer resonador de cuarzo( Walter Gayton Cady).El desarrollo de la búsqueda condujo al descubrimiento del titanato de bario en 1946( Arthur von Hippel).En la posguerra, aparecieron muchas aplicaciones del efecto piezoeléctrico, pero todas ellas estaban poco relacionadas con el tema en cuestión. En cuanto a los dispositivos de control, notamos dos de ellos, en ambos casos utilizando películas de polímeros como elementos sensibles:
- US3935485 en el teclado piezoeléctrico. El propósito del dispositivo no está especificado, pero al mirar los nombres de los solicitantes( Kureha Kagaku, Kogyo Kabushiki, Kaisha) y año( 1976), suponga que el ensamblaje estaba destinado a controlar las líneas de ensamblaje automatizadas en los transportadores.
- Declarada en US4343975( 1980), una muestra puede ser vista por cualquiera incluso hoy en día en una báscula electrónica en una tienda. Este es un teclado retroiluminado, que facilita mucho el trabajo del operador.
