Interruptor de toque

Um interruptor de toque é um dispositivo elétrico para controlar a iluminação que é diferente da presença normal de um sensor. Na prática estrangeira, os dispositivos são corretamente chamados de eletrônicos. E com razão, as conquistas da eletrônica de estado sólido são usadas ativamente na composição do interruptor de toque.

Principais características dos interruptores de toque

Os interruptores de toque são denominados para uso como parte do sensor( Eng. - sensor).Capaz de registrar o calor da mão, marque o toque, foque no som. Tais dispositivos são chamados de sensores de presença e o controle de iluminação para eles é secundário. Mais frequentemente, dispositivos eletrônicos complexos assumem o papel de guardas de segurança ou controladores de vários processos. Um exemplo típico é as portas automáticas de um supermercado.

Em um sensor, o sensor é fisicamente incapaz de gerar um sinal forte para controlar diretamente. O nível de tensão( ou corrente) é em milivolts( miliamperes).Isso nem é suficiente para transmitir um sinal para a base do transistor. O segundo recurso dos interruptores de toque é a presença de dispositivos de amplificação. Normalmente, estes são transistores ou outros representantes de eletrônica de estado sólido, em cascata: o primeiro é altamente sensível, mas fraco, mais grosso, mas capaz de puxar uma carga pesada. Muitas vezes, o isolamento galvânico dos circuitos é usado com a ajuda de optoacopladores, onde o sinal de controle é transmitido através da radiação óptica( luz).Isso separa os sensores frágeis da seção de energia do interruptor de toque.

switch Além do óptico, uma banda de rádio também é usada. Em seguida, o meio de transmissão se torna o ar usando os protocolos de comunicação sem fio WiFi, BlueTooth, etc. A estrutura inclui elementos ativos e eles precisam de energia para alimentá-los. Acontece de baterias ou endireitando a tensão da rede e aparando para o nível desejado. O exemplo mais simples seria um estabilizador de tipo paralelo em um diodo zener. E muito raramente existe a possibilidade de incorporar uma fonte de alimentação de comutação completa.

Dependendo do tipo de sensor, a iluminação responde a estímulos diferentes. Por exemplo, bata palmas, comando de voz, um aceno de sua mão ou SMS de um smartphone. Esta não é uma lista completa de serviços encontrados no sistema Smart Home. Neste último caso, torna-se possível a gestão verdadeiramente inteligente de enchimento de edifícios eletrônicos. Caso contrário, a luz pode ser ligada por um irritante e desligada, por exemplo, por um temporizador. Isso é inconveniente e não contribui para a economia de energia.

Variedades de interruptores de toque

Os interruptores de toque são remotos ou locais. Neste último caso, eles estão localizados próximos ao circuito de energia de iluminação comutada. No volume de um tópico, não há possibilidade de examinar detalhadamente todos os tipos de interruptores de toque.É útil para o leitor familiarizar-se com os sistemas de alarme conhecidos hoje. Muitas chaves de contato pegaram emprestado o princípio de ação do campo de proteção.

Sensores Infravermelhos Passivos

Agora, muita atenção é dada ao assunto de sensores infravermelhos passivos( PIR) em sistemas de segurança. Esses sensores respondem ao calor emitido pelo corpo humano. Para evitar falsos alarmes, a largura do espectro ativo é cortada em ambos os lados. O interruptor é acionado pelo pico de radiação do corpo com uma temperatura de cerca de 36 graus Celsius. Normalmente, o sistema sensorial consiste em pelo menos dois receptores de radiação óptica, a fim de determinar a posição angular do objeto de irritação: uma pessoa entra na sala ou sai. Sensores de Iluminação

Neste caso, as áreas sensíveis de fotoresistores( fototransistores) são direcionadas de maneira diferente. Então o sinal neles é diferente, a julgar pela diferença da posição angular. Isso alcança um objetivo diferente: o dispositivo é projetado para responder apenas a objetos em movimento, minimizando assim a chance de falsos alarmes. A pessoa geralmente não fica calma, alarmante( alarme).É fácil proteger-se de tais sistemas usando um traje espacial comum. Mas no sistema de iluminação, tais truques não são relevantes por uma razão óbvia: o visitante, ao contrário, quer ser notado. Devido à possibilidade de determinar a direção, os dispositivos de sensor individual trabalham no modo de regulagem de intensidade: você ondulará na primeira direção - a luz fica mais brilhante, no segundo - abafa-se( produtos de Leviton).

O interruptor de toque está configurado para acionar o tipo de visitante escolhido. Suponha que uma pessoa sentada em uma cadeira de rodas não seja notada se o sensor estiver suspenso muito alto. Permitido fornecer inscrições explicativas à sala: acene com a mão pela janela. Isso é necessário se você não quiser gastar eletricidade em animais de estimação. Apesar da presença de lã, todos os seres vivos diferem em temperatura do ambiente. Sensores infravermelhos

não são capazes de cobrir toda a sala fisicamente. Pela razão trivial, os toques de toque mais eficazes baseados neles são pass-through. Colocado no início e no final do corredor ou escadas. Ao aplicar o atraso, torna-se possível usar em salas de armazenamento, salas de utilidade. Os sistemas de sensores verdadeiramente úteis na radiação infravermelha passiva são emparelhados com um controlador inteligente que contará as pessoas que entraram e saíram da sala. Evidentemente, qualquer motivo inteligente de vandalismo que um conjunto tente enganar, é razoável suplementar o interruptor de toque e o controlador com meios auxiliares.

Elementos piezoelétricos

Os elementos piezoelétricos em interruptores de toque são de dois tipos, cujo princípio é estabelecido, respectivamente:

• Efeito piezoresistivo - alterar a resistência da amostra sob a ação de cargas mecânicas.
• Efeito piezoelétrico - a formação de diferenças de potencial nas faces de um cristal sob a ação de deformação mecânica.

Ambos os efeitos foram descobertos no século XIX.A cronologia coincide com a ordem na lista.

Sensor Sensores Piezoresistivos

Efeito Piezoresistivo( termo introduzido em 1935 por John V. Cookson da Universidade de Wisconsin, do grego piezo - crush) descrito por Lord Kelvin( Jornal da Royal Society, volume 8, pp. 550-555, 1856-1857), nota de 17 de junho de 1857 sobre o estudo da condutância de fios comerciais para o telégrafo) sobre o exemplo do ferro, platina e cobre. Talvez uma afirmação sobre o aumento da resistência amostral dentro de 0,5% em resposta a curvas fortes e numerosas ao longo de todo o comprimento seja apenas um trecho de relevância para o tópico. Mas historiadores discordam. Lorde Thomson investigou as razões das diferenças na condutividade das amostras usadas na marinha e derivou uma fórmula simples: o fornecedor de cobre é importante. Deformações afetam a resistência em pequena medida, é permissível negligenciar.

A Thomson estava ciente do efeito da tensão mecânica. E na apresentação do Royal Society Prize( Baker Lecture, 1856), ele relatou um experimento curioso. Nos ombros da ponte de Whitson de medição, incluía condutores de cobre ou ferro do mesmo comprimento, mas algumas amostras foram esticadas por suspensões. O dispositivo na diagonal registrou a diferença. Thomson explicou isso por deformações mecânicas. Mas não se sabe ao certo se o surgimento do experimento é coerente com as investigações realizadas com relação aos fios telegráficos. Além disso, os leitores podem se familiarizar com a ordem do número de mudanças de resistência( eixo das abcissas) na figura tirada do Proceedings do IEEE para 2009.

Seguiram-se numerosos trabalhos de natureza semelhante. No século 19, estas foram notas de Tomlinson e no século 20, Bridgman e Rolnik. Os primeiros resultados interessantes foram obtidos em 1932 por Allen, que estabeleceu a anisotropia das mudanças nos cristais de zinco, cádmio, antimônio, bismuto e estanho. Quanto a outros estudos, as idéias de Bridgman levaram à criação de equações tensoras descrevendo o processo. Em 1938, graças aos esforços de muitos cientistas, nasceram os primeiros sensores. Como os que são usados ​​hoje em escalas de piso e transformam a deformação em uma mudança na resistência. Já em 1950, Bardin e Shockley previram um efeito piezoresistivo significativo em estruturas cristalinas regulares três anos antes da descoberta.

Na sua forma atual, o efeito piezorresistivo nasceu em 30 de dezembro de 1953, graças ao engenheiro com o sobrenome comum Smith da Bell Laboratories, que descreveu o curioso comportamento dos cristais de silício e germânio de ambos os tipos de condutividade. Devido a efeitos mecânicos, as amostras mudaram de resistência. O Mestre da Universidade de Connecticut Western Reservation estava ativamente interessado nas propriedades anisotrópicas dos semicondutores e no trabalho de Bardeen e Shockley. Novos sensores apareceram já em 1950 com uma sensibilidade 50 vezes maior do que os análogos de metais puros.

A Kulite Semiconductor, fundada em 1958, tornou-se a primeira empresa dedicada à produção de sensores piezorresistivos. Nos modelos modernos, os botões são criados com base em uma fina membrana semicondutora. Quando você pressiona o centro nas bordas, há uma forte tensão, que altera a condutividade do local. A medição é realizada pelo circuito da ponte ou outros métodos. A tensão de desequilíbrio é amplificada e serve para controlar a ativação e a desativação da luz.

Switches Sensor piezoelétricos

O efeito piezoelétrico foi descoberto em 1880 pelos irmãos Jacques e Pierre Curie. Como no caso anterior, o fenômeno foi previsto com antecedência. Com base nos fundamentos teóricos, René-Just Gauy e Antoine César Becquerel sugeriram uma possível conexão entre a eletricidade e as deformações mecânicas. Os primeiros experimentos bem sucedidos foram feitos em cristais de quartzo, turmalina, topázio, cana-de-açúcar e sal segnevite. Sim, muitas substâncias exibem propriedades piezelétricas:

1. Ossos e tendões humanos. Moléculas de DNA
2. .
3. Dentina e esmalte dentário.

Um ano depois, Gabriel Jonas Lippmann sugeriu, com base nos fundamentos da termodinâmica, a existência do efeito oposto: a deformação dos cristais sob a ação de um campo elétrico. Esta conjectura foi confirmada em 1882 por Jacques e Pierre Curie, ao longo do caminho que eles criaram um piezoeletrômetro, usado para estudar elementos radioativos. Em 1910, um livro sobre a física dos cristais foi publicado por Voldemar Voigt.

O efeito causou uma grande atenção dos cientistas. Em 1917, um sonar para submarinos( Paul Langevin) apareceu no fundo da Primeira Guerra Mundial, e em 1921 apareceu o primeiro ressonador de quartzo( Walter Gayton Cady).O desenvolvimento da pesquisa levou à descoberta do titanato de bário em 1946( Arthur von Hippel).No período do pós-guerra, muitas aplicações do efeito piezoelétrico apareceram, mas todas elas estavam pouco relacionadas com o tópico em consideração. Quanto aos dispositivos de controle, notamos dois deles, em ambos os casos, usando filmes de polímero como elementos sensíveis:

1. US3935485 no teclado piezoelétrico. O propósito do dispositivo não é especificado, mas olhando para os nomes dos candidatos( Kureha Kagaku, Kogyo Kabushiki, Kaisha) e ano( 1976), suponha que a montagem se destinava a controlar linhas de montagem automatizadas em transportadores.
2. Declarada em US4343975( 1980), uma amostra pode ser vista por qualquer pessoa até hoje em escalas eletrônicas em uma loja. Este é um teclado retroiluminado, que facilita muito o trabalho do operador.