Kosketa kytkintä

Kosketuskytkin on sähkölaite valaistuksen ohjaamiseksi, joka poikkeaa anturin tavallisesta läsnäolosta. Ulkomaisessa käytännössä laitteita kutsutaan oikein sähköiseksi. Ja aivan oikein, kiinteän elektroniikan saavutuksia käytetään aktiivisesti kosketuskytkimen kokoonpanossa.

-kosketinkytkinten tärkeimmät ominaisuudet Kosketuskytkimet on nimetty käytettäväksi osana anturia( anturi).Voi rekisteröidä käden lämpöä, merkitä kosketuksen, keskittyä ääneen. Tällaisia ​​laitteita kutsutaan läsnäoloantureiksi ja niiden valaistusohjaus on toissijainen. Usein monimutkaiset elektroniset laitteet ottavat turvapaikan tai eri prosessien valvojien roolin. Tyypillinen esimerkki on supermarketin automaattiset ovet.

Anturikytkimessä anturi ei pysty fyysisesti tuottamaan voimakasta signaalia suoraan ohjattavaksi. Jännite( tai nykyinen) on millivoltteina( milliampeereina).Tämä ei edes riitä lähettämään signaalia transistorin pohjaan. Kosketuskytkimien toinen ominaisuus on vahvistinlaitteiden läsnäolo. Yleensä nämä ovat transistoreita tai muita solid-state-elektroniikan edustajia, jotka ovat vaiheittaisia: ensimmäinen on erittäin herkkä, mutta pienitehoinen, sitten karkeampi, mutta pystyy vetämään raskaan kuorman. Usein piirien galvaanista eristämistä käytetään optokytkinten avulla, joissa ohjaussignaali lähetetään optisen säteilyn( valo) kautta. Tämä erottaa herkät anturit kosketuskytkimen teho-osasta.

-kytkin Optisen lisäksi käytetään myös radiotaajuutta. Sitten yleislähetysvälineestä tulee ilma, joka käyttää langatonta tietoliikenneprotokollaa WiFi, BlueTooth jne. Rakenne sisältää aktiivisia elementtejä, ja ne tarvitsevat energiaa niiden käyttämiseksi. Paristot osoittavat tai tasoittavat verkkojännitteen ja leikkaavat halutulle tasolle. Yksinkertaisin esimerkki olisi rinnakkaistyyppinen stabilointiaine zener-diodissa. Ja hyvin harvoin on mahdollista sisällyttää täysimittainen virtalähde.

Anturin tyypistä riippuen valaistus reagoi erilaisiin ärsykkeisiin. Esimerkiksi tartu kädet, äänikomento, käden aalto tai tekstiviesti älypuhelimesta. Tämä ei ole täydellinen luettelo Smart Home -järjestelmässä olevista palveluista. Jälkimmäisessä tapauksessa sähköisen rakennuksen täytteen todella hallitseminen on mahdollista. Muussa tapauksessa valo voidaan kytkeä päälle ärsyttävällä ja sammuttaa esimerkiksi ajastimen. Tämä on hankalaa eikä edistä energiansäästöä.

Kosketuskytkimien lajikkeet

Kosketuskytkimet ovat etäisiä tai paikallisia. Jälkimmäisessä tapauksessa ne sijaitsevat kytketyn valaistusvirtapiirin läheisyydessä.Yhden aiheen äänenvoimakkuudessa ei ole mahdollista tutkia yksityiskohtaisesti kaikkia kosketuskytkimiä.Lukija on hyödyllinen tutustumaan nykyisiin tunnettuihin hälytysjärjestelmiin. Monet kosketinkytkimet ovat lainanneet suojan periaatteen.

Passiiviset infrapunatunnistimet

Nyt kiinnitetään paljon huomiota passiivisten infrapunasensorien( PIR) aiheeseen turvajärjestelmissä.Nämä anturit reagoivat ihmiskehon lähettämään lämpöön. Väärän hälytyksen välttämiseksi aktiivisen spektrin leveys leikataan molemmille puolille. Kytkimen laukeaa kehon huippusäteily, jonka lämpötila on noin 36 astetta. Tavallisesti aistinjärjestelmä koostuu vähintään kahdesta optisen säteilyn vastaanottimesta ärsytysobjektin kulma-aseman määrittämiseksi: henkilö tulee huoneeseen tai poistuu.

Tässä tapauksessa fotoresistoreiden( fototransistorit) herkät alueet suunnataan eri tavalla. Sitten heille lähetetty signaali on erilainen, kun arvioidaan kulma-asennon eroa. Tämä saavuttaa toisen tavoitteen: laite on suunniteltu vastaamaan vain liikkuviin kohteisiin, mikä minimoi väärien hälytysten mahdollisuuden. Henkilö ei yleensä jää rauhalliseksi, hälyttäväksi( hälytys).On helppo suojata itsensä tällaisista järjestelmistä yllään tavallinen avaruuspuku. Mutta valaistusjärjestelmässä tällaiset temput eivät ole merkityksellisiä ilmeisen syyn takia: kävijä päinvastoin haluaa tulla huomatuksi. Suunnan määrittämisen mahdollisuuden ansiosta yksittäiset anturilaitteet toimivat himmennystilassa: aaltoitat ensimmäiseen suuntaan - valo kirkastuu, toisessa se vaimenee( Leviton-tuotteet).

Kosketuskytkin on asetettu käynnistämään valitun tyyppisiä kävijöitä.Oletetaan, että pyörätuolissa istuva henkilö, lapsi ei huomaa, jos anturi on keskeytetty liian korkealle. Sallittu antaa huoneen selittävillä merkinnöillä: vie käsi ikkunan läpi. Tämä on tarpeen, jos et halua käyttää sähköä lemmikkeihin. Villan läsnäolosta huolimatta kaikki elävät asiat poikkeavat ympäristön lämpötilasta.

Infrapuna-anturit eivät kata koko huonetta fyysisesti. Triviaalista syystä tehokkaimmat kosketuskytkimet perustuvat niihin. Sijoitettu käytävän tai portaiden alkuun ja loppuun. Kun viivettä käytetään, on mahdollista käyttää varastotiloissa, kodinhoitohuoneissa. Passiivisen infrapunasäteilyn todella käyttökelpoiset anturijärjestelmät yhdistetään älykkään ohjaimen kanssa, joka laskee huoneeseen saapuneet ja poistuneet ihmiset. Tietenkin mikä tahansa huolellinen huliganismin motiivi, kuten tandem yrittää pettää, on järkevää täydentää kosketuskytkintä ja ohjainta apuvälineillä.

käyttäminen Piezo-elementit

Piezo-elementit kosketuskytkimissä ovat kahden tyyppisiä, joiden periaate on määritelty vastaavasti:

• Piezoresistive effect - näytteen resistanssin muuttaminen mekaanisten kuormien vaikutuksesta.
• pietsosähköinen vaikutus - mahdollisten erojen muodostuminen kiteen pinnoille mekaanisen muodonmuutoksen vaikutuksesta.

Molemmat vaikutukset havaittiin 1800-luvulla. Kronologia vastaa listan järjestystä.

Piezoresistive Sensor Switches

Piezoresistive Effect( termi otettiin käyttöön vuonna 1935 John V. Cookson Wisconsinin yliopistosta kreikkalaisesta pietsomurskauksesta), jonka on kuvannut Lord Kelvin( Journal of the Royal Society, vol. 8, s. 550-555, 1856-1857)Huomautus 17. kesäkuuta 1857 telegrafin kaupallisten johtimien johtokyvyn tutkimisesta esimerkiksi raudasta, platinasta ja kuparista. Ehkä lausunto aiheesta, joka koskee näytteen vastustuskyvyn lisäämistä 0,5%: ssa vasteena voimakkaille ja lukuisille mutkille koko pituudelta, on vain aihe, joka on aiheeseen liittyvä.Mutta historioitsijat ovat eri mieltä.Lord Thomson tutki laivastossa käytettyjen näytteiden johtokyvyn eroja ja perusteli yksinkertaisen kaavan: kuparin toimittaja on tärkeä.Deformaatiot vaikuttavat vastustuskykyyn vähäisessä määrin, se on sallittua laiminlyödä.

Thomson oli tietoinen mekaanisen jännityksen vaikutuksesta. Ja kuningasyhdistyspalkinnon( Baker Lecture, 1856) esittelyssä hän kertoi uteliaisesta kokeesta. Mitatun Whitson-sillan olkapäillä se sisälsi saman pituisen kuparin tai raudan johtimia, mutta jotkut näytteet venytettiin suspensioilla. Diagonaalinen laite tallensi eron. Thomson selitti tämän mekaanisilla muodonmuutoksilla. Mutta ei tiedetä varmasti, onko kokeilun syntyminen johdonmukainen telegrafin johtojen suhteen tehtyjen tutkimusten kanssa. Tämän lisäksi lukijat voivat tutustua IEEE: n vuoden 2009 menettelytapaan sisältyvässä kuvassa olevaan resistanssimuutosten lukumäärään( abskissa-akseliin).

Sitten seurattiin lukuisia samanlaisia ​​teoksia.1800-luvulla nämä olivat Tomlinsonin ja 20. vuosisadan muistiinpanoja Bridgman ja Rolnik. Ensimmäiset mielenkiintoiset tulokset saatiin vuonna 1932 Allen, joka totesi sinkin, kadmiumin, antimonin, vismuttin ja tinan kiteiden muutosten anisotropian. Muiden tutkimusten osalta Bridgmanin ajatukset johtivat prosessia kuvaavien tensor-yhtälöiden luomiseen. Ensimmäiset anturit syntyivät vuonna 1938 monien tutkijoiden ponnistelujen ansiosta. Kuten ne, joita käytetään nykyisin lattiakaavoissa ja muuntavat muodonmuutoksen resistenssin muutokseksi. Jo vuonna 1950 Bardin ja Shockley ennustivat merkittävää pietsoresististä vaikutusta tavanomaisissa kristallirakenteissa kolme vuotta ennen löytämistä.

Nykyisessä muodossaan pietsoresistinen vaikutus syntyi 30. joulukuuta 1953, koska Bell Laboratoriesin insinööri, jolla oli yleinen sukunimi Smith, kuvasi molempien johtokykyjen piikiteiden ja germaniumin utelias käyttäytymistä.Mekaanisten vaikutusten vuoksi näytteet muuttivat vastusta. Connecticutin yliopiston päällikön läntisen varauksen mestari kiinnosti aktiivisesti puolijohteiden anisotrooppisia ominaisuuksia ja Bardeenin ja Shockleyn työtä.Uudet anturit ilmestyivät jo vuonna 1950, ja herkkyys oli 50 kertaa suurempi kuin puhtaiden metallien analogit.

Kulite Semiconductor, joka perustettiin vuonna 1958, tuli ensimmäinen yritys, joka valmisti pietsoresistisiä antureita. Nykyaikaisissa malleissa painikkeet luodaan ohuen puolijohdekalvon pohjalta. Kun painat keskeltä reunoja, on voimakas jännitys, joka muuttaa alueen johtavuutta. Mittaus suoritetaan sillapiirillä tai muilla menetelmillä.Epätasapainon jännite vahvistetaan ja toimii valon päälle ja pois ohjaamiseksi.

pietsosähköiset anturikytkimet

Pietsosähköinen vaikutus havaittiin 1880 veljekset Jacques ja Pierre Curie. Kuten edellisessä tapauksessa, ilmiö ennustettiin etukäteen. Teoreettisen taustan perusteella René-Just Gauy ja Antoine César Becquerel ehdottivat sähkö- ja mekaanisten muodonmuutosten välistä yhteyttä.Ensimmäiset onnistuneet kokeet tehtiin kvartsikiteillä, turmaliinilla, topaasilla, sokeriruo'olla ja segnevite-suolalla. Kyllä, monilla aineilla on pietsosähköisiä ominaisuuksia:

1. Ihmisen luut ja jänteet.
2. -DNA-molekyylit.
3. Dentin ja hammaskiilte.

Vuotta myöhemmin, Gabriel Jonas Lippmann ehdotti termodynamiikan perusteiden perusteella vastakkaisen vaikutuksen olemassaoloa: kiteiden muodonmuutosta sähkökentän vaikutuksesta. Jacques ja Pierre Curie vahvistivat tämän olettamuksen vuonna 1882, kun he luovat pietsosähköisen mittarin, jota käytettiin radioaktiivisten elementtien tutkimiseen. Voldemar Voigt julkaisi vuonna 1910 kiteiden fysiikkaa käsittelevän oppikirjan.

Vaikutus aiheutti tutkijoiden tarkan huomion. Vuonna 1917 ensimmäisen maailmansodan taustalla esiintyi sukellusveneiden sonari( Paul Langevin), ja vuonna 1921 ilmestyi ensimmäinen kvartsi-resonaattori( Walter Gayton Cady).Haun kehittyminen johti bariumtitanaatin löytymiseen vuonna 1946( Arthur von Hippel).Sodanjälkeisen jakson aikana esiintyi melko paljon pietsosähköisen vaikutuksen sovelluksia, mutta ne kaikki liittyivät vähän käsiteltävään aiheeseen. Ohjauslaitteiden osalta havaitsemme kaksi niistä, molemmissa tapauksissa käyttämällä herkkiä elementtejä polymeerikalvoja:

1. US3935485 pietsosähköisessä näppäimistössä.Laitteen tarkoitusta ei ole määritelty, mutta katsomalla hakijoiden nimiä( Kureha Kagaku, Kogyo Kabushiki, Kaisha) ja vuosi( 1976) oletetaan, että kokoonpano oli tarkoitettu ohjaamaan kuljettimien automaattisia kokoonpanolinjoja.
2. Ilmoitettu julkaisussa US4343975( 1980), kuka tahansa voi nähdä näytteen myös elektronisessa vaa'assa kaupassa. Tämä on taustavalaistu näppäimistö, joka helpottaa operaattorin työtä.