Dotykový spínač

Dotykový spínač je elektrické zariadenie na ovládanie osvetlenia, ktoré sa líši od bežnej prítomnosti snímača. V zahraničnej praxi sú zariadenia správne nazývané elektronické.A práve tak, úspechy elektroniky v pevnom stave sa aktívne používajú v zložení dotykového spínača.

Kľúčové vlastnosti dotykových spínačov

Dotykové spínače sú pomenované ako súčasť snímača( senzor).Je schopný zaregistrovať teplo ruky, označiť dotyk, zaostriť na zvuk. Takéto zariadenia sa nazývajú snímače prítomnosti a ovládanie osvetlenia je pre ne sekundárne.Častejšie komplexné elektronické zariadenia preberajú úlohu bezpečnostných strážnikov alebo riadiacich pracovníkov rôznych procesov. Typickým príkladom sú automatické dvere supermarketu.

V snímači nie je senzor fyzicky schopný generovať silný signál na riadenie priamo.Úroveň napätia( alebo prúdu) je v milivoltoch( milliamperes).To ani nie je dostatočné na prenos signálu na základňu tranzistora. Druhou funkciou dotykových spínačov je prítomnosť zosilňovačov. Zvyčajne ide o tranzistory alebo iné predstaviteľov elektroniky v polovodičovej kaskáde: prvá je veľmi citlivá, ale slabá, potom hrubšia, ale schopná ťahať ťažké zaťaženie.Často galvanická izolácia obvodov sa používa pomocou optočlánkov, kde sa riadiaci signál prenáša cez optické žiarenie( svetlo).Oddeľuje krehké senzory od výkonovej časti dotykového spínača.

Okrem optiky sa používa aj rádioprijímač.Potom sa vysielacím médiom stane vzduch pomocou bezdrôtových komunikačných protokolov WiFi, BlueTooth atď. Štruktúra obsahuje aktívne prvky a potrebujú energiu na ich napájanie. Vyplýva to z batérií alebo narovnávanie sieťového napätia a orezanie na požadovanú úroveň.Najjednoduchším príkladom by bol stabilizátor paralelného typu na zenerovej dióde. A veľmi zriedkavo existuje možnosť vloženia plnohodnotného spínacieho zdroja.

V závislosti od typu snímača osvetlenie reaguje na rôzne podnety. Napríklad tlieskať rukami, hlasovým povelom, vlnou ruky alebo SMS zo smartphonu. Toto nie je úplný zoznam služieb nájdených v systéme Smart Home. V druhom prípade je možné naozaj inteligentné riadenie elektronických stavebných výplní.V opačnom prípade môže byť svetlo zapnuté dráždením a vypnuté napríklad časovačom. To je nepríjemné a neprispieva k úsporám energie.

Varianty dotykových prepínačov

Dotykové prepínače sú vzdialené alebo lokálne. V druhom prípade sú umiestnené v tesnej blízkosti zapínaného napájacieho obvodu. V objeme jednej témy nie je možnosť podrobne preskúmať všetky typy dotykových spínačov.Čitateľ je užitočné zoznámiť sa dnes so známymi poplachovými systémami. Mnohé dotykové spínače si vypožičali princíp činnosti z oblasti ochrany.

Pasívne infračervené snímače

Teraz sa venuje veľká pozornosť predmetu pasívnych infračervených snímačov( PIR) v bezpečnostných systémoch. Tieto snímače reagujú na teplo vyžarované ľudským telom. Aby ste sa vyhli falošným poplachom, šírka aktívneho spektra je orezaná na oboch stranách. Spínač pracuje na maximálnom žiarení tela s teplotou približne 36 stupňov Celzia. Zvyčajne senzorický systém pozostáva z najmenej dvoch prijímačov optického žiarenia, aby sa určila uhlová poloha predmetu podráždenia: osoba vstúpi do miestnosti alebo vystúpi.

V tomto prípade sú citlivé oblasti fotorezistov( fototranzistory) smerované inak. Potom signál na nich je iný, posudzujúc rozdiel uhlovej polohy. Dosiahne sa to iný cieľ: zariadenie je navrhnuté tak, aby reagovalo len na pohyblivé objekty, čím sa minimalizuje pravdepodobnosť falošných poplachov.Človek zvyčajne nezostáva pokojný, alarmujúci( alarm).Je ľahké sa chrániť pred takýmito systémami nosením obyčajného vesmírneho obleku. Ale v osvetľovacom systéme takéto triky nie sú z jasného dôvodu relevantné: návštevník naopak chce byť zaznamenaný.Vzhľadom na možnosť určenia smeru pracujú jednotlivé senzorové zariadenia v režime stmievania: budete vlniť v prvom smere - svetlo sa stáva jasnejšie, v druhom - je tlmené( produkty Leviton).

Dotykový spínač je nastavený tak, aby spúšťal zvolený druh návštevníkov. Predpokladajme, že osoba, ktorá sedí na invalidnom vozíku, nebude dieťa spozorované, ak je snímač pozastavený príliš vysoko. Povolené poskytnúť miestnosť vysvetľujúce nápisy: vlna ruky cez okno. To je potrebné, ak nechcete minúť elektrickú energiu na domáce zvieratá.Napriek prítomnosti vlny sa všetky živé veci líšia teplotou od prostredia. Infračervené snímače

nie sú schopné fyzicky pokryť celú miestnosť.Z triviálneho dôvodu sú najúčinnejšie dotykové spínače, ktoré sú na nich založené.Umiestnené na začiatku a konci chodby alebo schodišťa. Pri použití oneskorenia je možné použitie v skladovacích miestnostiach, úžitkových miestnostiach. Skutočne užitočné senzorové systémy na pasívnom infračervenom žiarení sa spájajú s inteligentným regulátorom, ktorý bude počítať s ľuďmi, ktorí vstúpili a opustili miestnosť.Samozrejme, akýkoľvek chytrý chuligánsky motív takého tandemu sa pokúsi oklamať, je rozumné dopĺňať dotykový spínač a ovládač pomocnými prostriedkami.

Piezoelektrické prvky

Piezoelektrické dotykové spínače sú dva typy, ktorých princíp je stanovený:

• Piezoresistive effect - zmena odporu vzorky pod pôsobením mechanického zaťaženia.
• Piezoelektrický efekt - vytváranie potenciálnych rozdielov na plochách kryštálu pôsobením mechanickej deformácie.

Obe účinky boli objavené v 19. storočí.Chronológia sa zhoduje s poradím v zozname.

Piezoresistive Sensor Switches

Piezoresistive Effect( termín predstavený v roku 1935 John V. Cookson z univerzity v Wisconsine, z gréckeho piezo - rozdrvenia) opísaný Lordom Kelvinom( Journal of the Royal Society, zväzok 8, strany 550 - 555, 1856-1857), poznámka z 17. júna 1857 o štúdii vodivosti komerčných drôtov pre telegraf) na príklade železa, platiny a medi. Možno, že vyhlásenie na tému zvyšujúceho sa odporu vzorky v rozsahu 0,5% v reakcii na silné a početné ohyby pozdĺž celej dĺžky je len úsek relevantný pre danú tému. Ale historici nesúhlasia. Lord Thomson skúmal príčiny rozdielov v vodivosti vzoriek používaných v námorníctve a odvodil jednoduchý vzorec: dodávateľ medi je dôležitý.Deformácie majú malý vplyv na odpor, je prípustné zanedbať.

Thomson si bol vedomý účinku mechanického napätia. A pri prezentácii Ceny za kráľovskú spoločnosť( Baker Lecture, 1856) ohlásil zvláštny experiment. Na ramenách meracieho mostíka Whitson zahŕňali vodiče z medi alebo železa rovnakej dĺžky, ale niektoré vzorky boli natiahnuté závesmi. Zariadenie na diagonále zaznamenalo rozdiel. Thomson to vysvetlil mechanickými deformáciami. Nie je však isté, či je objavenie experimentu koherentné s vyšetrovaniami vykonávanými s ohľadom na telegrafné drôty. Okrem toho sa čitatelia môžu oboznámiť s poradím počtu zmien odporu( os osi) na obrázku prevzatom z rokovaní IEEE na rok 2009.

Potom nasledovalo množstvo prác podobnej povahy. V 19. storočí to boli poznámky Tomlinsona, a v 20. storočí Bridgman a Rolnik. Prvé zaujímavé výsledky získal v roku 1932 Allen, ktorý zistil anizotropiu zmien v kryštáloch zinku, kadmia, antimónu, bizmutu a cínu. Pokiaľ ide o iné štúdie, Bridgmanove myšlienky viedli k vytvoreniu tenzorových rovníc popisujúcich tento proces. V roku 1938 sa vďaka úsiliu mnohých vedcov narodili prvé snímače. Rovnako ako tie, ktoré sa dnes používajú v podlahových váh a transformujú deformáciu na zmenu odporu. Už v roku 1950 Bardin a Shockley predpovedali významný piezorezívny účinok v pravidelných kryštálových štruktúrach tri roky pred objavením.

V súčasnej podobe sa piezorezívny účinok narodil 30. decembra 1953 vďaka inžinierovi s rozšíreným priezviskom Smith od Bell Laboratories, ktorý opísal zvedavé správanie kryštálov kremíka a germánium oboch typov vodivosti. Vďaka mechanickým účinkom vzorky zmenili odpor. Majster University of Connecticut Western Reservation sa aktívne zaujímal o anizotropné vlastnosti polovodičov a prácu Bardeena a Shockleyho. Nové senzory sa objavili už v roku 1950 s citlivosťou 50 krát vyššou ako analógmi čistých kovov.

Spoločnosť Kulite Semiconductor, založená v roku 1958, sa stala prvou spoločnosťou zaoberajúcou sa výrobou piezorezistických snímačov. V moderných modeloch sú tlačidlá vytvorené na báze tenkej polovodičovej membrány. Pri stlačení stredu na okrajoch je silné napätie, ktoré mení vodivosť miesta. Meranie sa vykonáva mostovým obvodom alebo inými metódami. Napätie nevyváženosti je zosilnené a slúži na ovládanie zapnutia a vypnutia svetla.

Piezoelectric Sensor Switches

Piezoelektrický efekt objavili v roku 1880 bratia Jacques a Pierre Curie. Rovnako ako v predchádzajúcom prípade bol tento jav predpovedaný vopred. Na základe teoretického pozadia navrhli René-Just Gauy a Antoine César Becquerel možné spojenie medzi elektrinou a mechanickými deformáciami. Prvé úspešné pokusy boli vykonané na kremenných kreštáloch, turmalíne, topazoch, cukrovej trstine a segnevitovej soli.Áno, mnohé látky vykazujú piezoelektrické vlastnosti:

1. Ľudské kosti a šľachy. Molekuly DNA
2. .
3. Dentín a zubná sklovina.

O rok neskôr Gabriel Jonas Lippmann na základe základov termodynamiky navrhol existenciu opačného efektu: deformáciu kryštálov pod pôsobením elektrického poľa. Táto domnienka bola potvrdená v roku 1882 Jacquesom a Pierre Curie, tak ako vytvorili piezoelektrometr, ktorý sa používal na štúdium rádioaktívnych prvkov. V roku 1910 uverejnila učebnica fyziky kryštálov Voldemar Voigt.

Účinok spôsobil veľkú pozornosť vedcov. V roku 1917 sa na pozadí prvej svetovej vojny objavil sonar ponoriek( Paul Langevin) av roku 1921 sa objavil prvý rezonátor kremenu( Walter Gayton Cady).Vývoj prieskumu viedol k objaveniu titánanu bárnatého v roku 1946( Arthur von Hippel).V povojnovom období sa objavilo pomerne veľa aplikácií piezoelektrického efektu, ale všetky z nich mali len malú súvislosť s danou témou. Pokiaľ ide o kontrolné zariadenia, zaznamenávame dve z nich, pričom v obidvoch prípadoch používame polymérne filmy ako citlivé prvky:

1. US3935485 na piezoelektrickej klávesnici.Účel zariadenia nie je špecifikovaný, ale pri pohľade na mená žiadateľov( Kureha Kagaku, Kogyo Kabushiki, Kaisha) a rok( 1976) predpokladajme, že montáž bola určená na ovládanie automatizovaných montážnych liniek na dopravných prostriedkoch.
2. V americkom patentovom spise US4343975( 1980) môže byť vzorka videná už dnes aj na elektronickej váhe v obchode. Ide o podsvietenú klávesnicu, ktorá zjednodušuje prácu operátora.