Роланд Барт • SCHURTER AG Освещаете ли вы бассейн, включаете музыку или создаете гидромассажные пузыри, для этих функций вам нужен переключатель. Все эти применения характеризуются близостью к влаге. Существует несколько технологий переключения, способных управлять этот тип использования. Прежде чем обсуждать эти возможные устройства, может быть полезно кратко рассмотреть критерии, которые обычно действуют в приложениях, которые могут подвергаться воздействию влаги.
ПереключателиРазработанные для влажной среды, обычно имеют класс IP67. Эта этикетка относится к коду IP или коду защиты от проникновения. Рейтинги IP классифицируют и оценивают степень защиты, обеспечиваемой механическими и электрическими корпусами, не только от воды, но также от проникновения, пыли и случайное воздействие. Он опубликован Международной электротехнической комиссией (IEC). Существует эквивалентный европейский стандарт EN 60529.
Целью стандартов IP является предоставление пользователям более подробной информации о производительности, чем предполагают расплывчатые маркетинговые термины, такие как «водонепроницаемый». Каждый код IP может иметь до четырех цифр. Они указывают на соответствие определенным условиям. Первое число указывает на защиту от твердых частиц. частицы;второй указывает на защиту от проникновения жидкости. Также могут быть одна или две дополнительные цифры для обозначения других видов защиты. Но подавляющее большинство рейтингов IP выражаются одно- или двузначными цифрами.
Для общих целей и применений, близких к влажным, наиболее широко используемой технологией является механический переключатель с ходом. Мы сталкиваемся с ними каждый день, как включаем или выключаем свет в комнате. Они имеют широкий диапазон точек срабатывания, высокую надежность. и широкий ассортимент продукции.
Для механических выключателей для наружного применения требуется степень защиты IP67. Причина проста: механические выключатели, работающие по принципу хода, имеют движущиеся части. Вода может просачиваться в пространства между движущимися частями. При наличии точки наледи образуется лед. на приводе предотвращает замыкание контактов. То же самое касается грязи, пыли, пара и даже пролитых жидкостей.
В случае клавиатур и других пользовательских интерфейсов мембранные переключатели можно использовать, когда существует проблема с влажностью. Это специальные механические переключатели, изготовленные из силиконовой резины и проводящих углеродных гранул, или непроводящие резиновые актуаторы. В процессе компрессионного формования получается угловая сетка. формируется вокруг клавиатуры, которая сжимается каждый раз, когда пользователь нажимает клавишу, создавая проводящий контакт между внутренними слоями материала клавиатуры. Внешний слой клавиатуры представляет собой сплошную деталь, которую можно герметизировать, чтобы предотвратить попадание влаги в слой, который реализует механические переключатели.
Но в целом механический переключатель, не имеющий степени защиты IP67, не особенно подходит для влажных помещений.
Емкостные переключатели в настоящее время переживают быстрый рост, отчасти из-за их использования в смартфонах. Ни хода, ни движущихся частей. Емкостные сенсорные панели состоят из изолятора, такого как стекло, покрытого прозрачным проводником, обычно оксидом индия и олова (ITO) или серебро. Поскольку человеческое тело также является электрическим проводником, прикосновение пальца к поверхности экрана искажает электростатическое поле экрана, которое можно измерить как изменение емкости. Для определения места прикосновения можно использовать различные методы.
Но емкостные сенсорные переключатели не являются лучшим выбором для всех применений. Некоторые емкостные сенсорные экраны нельзя использовать для обнаружения пальцев через электроизоляционные материалы, такие как перчатки. Например, высокая влажность воздуха или капли воды также могут создавать помехи электростатическому полю сенсорного экрана. Поэтому емкостные сенсорные переключатели не являются лучшим выбором для всех приложений. Выключатели, как правило, не подходят для использования вблизи плавательных бассейнов или гидромассажных ванн.
Пьезопереключатели генерируют электрический заряд под давлением. Сжимающее давление при нажатии пальца заставляет пьезоэлектрический элемент (обычно дискообразный) слегка изгибаться, как пластик барабана. Пьезопереключатели производят одиночный короткий импульс «включения», обычно используемый для включите полупроводники, такие как полевые транзисторы (FET). В отличие от механических переключателей, пьезоэлектрические переключатели не имеют движущихся частей. Они могут быть герметизированы и имеют степень защиты IP до IP69K. Эта особенность предопределяет их использование в самых неблагоприятных условиях.
Переключатели, основанные на пьезоэлектрическом принципе, отличаются особой надежностью. Пьезоэлектрические элементы (обычно керамика, содержащая цирконат-титанат свинца или PZT, титанат бария или титанат свинца) генерируют электрический заряд под давлением. Сжимающее давление при нажатии пальца вызывает (обычно дискообразную) пьезоэлектрический элемент слегка изгибается, как пластик.
Таким образом, пьезоэлектрический переключатель производит одиночный короткий импульс «включения», который меняется в зависимости от величины приложенного давления. Этот импульс обычно используется для включения полупроводников, таких как полевые транзисторы (FET). После того, как импульс напряжения рассеивается, полевой транзистор выключается. Конденсаторы можно использовать для хранения результирующего заряда, чтобы увеличить постоянную времени затвора и продлить результирующий импульс.
В отличие от механических переключателей,пьезоэлектрические переключателине имеют движущихся частей. Он герметичен и имеет степень защиты IP до IP69K. Эта особенность предопределяет его использование в самых неблагоприятных условиях.
Это подводит нас к пневматическим переключателям. На протяжении десятилетий эти переключатели использовались строителями бассейнов и спа, поскольку они не работают с электричеством. Обычно они состоят из подпружиненного плунжера, который открывает или закрывает воздушный канал, когда оператор нажимает кнопку. Одним из недостатков пневматических кнопок является то, что их внутренняя механика должна быть относительно точной, что отражается на цене.
Как и механические переключатели, пневматические переключатели имеют движущиеся части, которые со временем изнашиваются. Поскольку они работают со сжатым воздухом, пневматические переключатели требуют особого внимания к герметизации. Здесь также следует упомянуть, что в этих типах переключателей не используется оптическая обратная связь через точечное или кольцевое освещение.
Все большее число проектировщиков бассейнов и спа признают преимущества пьезоэлектрических переключателей. Эти устройства относительно недороги и очень долговечны. Они могут работать с агрессивными химическими веществами, часто используемыми во влажных помещениях. Deutsche Welle
Просматривайте последние выпуски журнала Design World и предыдущие выпуски в удобном для использования высококачественном формате. Редактируйте, делитесь и загружайте уже сегодня вместе с ведущим журналом по проектированию.