Roland Barth • SCHURTER AG Ne glede na to, ali osvetljujete bazen, škropite glasbo ali delate mehurčke v masažni kadi, potrebujete stikalo za te funkcije. Za vse te aplikacije je značilna bližina vlage. Obstaja več tehnologij preklapljanja, ki lahko upravljajo Pred razpravo o teh kandidatnih napravah je morda koristno, če na kratko pregledamo merila, ki običajno delujejo v aplikacijah, ki so lahko izpostavljene vlagi.
Stikalazasnovani za mokra okolja imajo običajno oceno IP67. Ta oznaka se nanaša na kodo IP ali kodo zaščite pred vdorom. Ocene IP razvrščajo in ocenjujejo stopnjo zaščite, ki jo zagotavljajo mehanska in električna ohišja, ne samo pred vodo, ampak tudi pred vdori, prahom in nenamerna izpostavljenost. Objavila ga je Mednarodna komisija za elektrotehniko (IEC). Obstaja enakovreden evropski standard EN 60529.
Bistvo standardov IP je zagotoviti uporabnikom podrobnejše informacije o delovanju, kot predlagajo nejasni tržni izrazi, kot je »vodoodporen«. Vsaka koda IP ima lahko do štiri števke. Označujejo skladnost z določenimi pogoji. Prva številka označuje zaščito pred trdnimi delci;druga označuje zaščito pred vdorom tekočine. Obstajata lahko tudi ena ali dve dodatni številki, ki označujeta druge zaščite. Vendar je velika večina ocen IP enomestnih ali dvomestnih.
Za splošne namene in blizu mokrih aplikacij je najpogosteje uporabljena tehnologija mehansko stikalo s premikanjem. Z njimi se srečujemo vsak dan, kot če prižigamo ali ugašamo luči v prostoru. Imajo širok razpon tlačnih točk sprožitve, visoko zanesljivost in široko paleto izdelkov.
Za mehanska stikala za zunanjo uporabo je zahtevana ocena IP67. Razlog je preprost: mehanska stikala, ki delujejo po principu udarca, imajo gibljive dele. Voda lahko prodre v prostore med gibljivimi deli. Če je ledena točka, led na aktuatorju preprečuje zapiranje kontaktov. Enako velja za umazanijo, prah, paro in celo razlite tekočine.
V primeru tipkovnic in drugih uporabniških vmesnikov se lahko membranska stikala uporabijo, ko je vlaga problem. To so posebna mehanska stikala iz silikonske gume in prevodnih ogljikovih peletov ali neprevodnih gumijastih aktuatorjev. S postopkom stiskanja se oblikuje kotna mreža se oblikuje okoli tipkovnice, ki se zruši vsakič, ko uporabnik pritisne tipko, in ustvari prevoden stik med notranjimi plastmi materiala tipkovnice. Zunanja plast tipkovnice je neprekinjen kos, ki ga je mogoče zatesniti, da se prepreči vdor vlage v plast, ki izvaja mehanska stikala.
Toda na splošno mehansko stikalo, ki nima ocene IP67, ni posebej primerno za mokre prostore.
Kapacitivna stikala trenutno doživljajo hitro rast, delno zaradi njihove uporabe v pametnih telefonih. Brez giba, brez gibljivih delov. Kapacitivni zasloni na dotik so sestavljeni iz izolatorja, kot je steklo, prevlečeno s prozornim prevodnikom, običajno iz indij-kositrovega oksida (ITO) ali srebro. Ker je človeško telo tudi električni prevodnik, dotik površine zaslona s prstom popači elektrostatično polje zaslona, ki ga je mogoče izmeriti kot spremembo kapacitivnosti. Za določitev mesta dotika je mogoče uporabiti različne tehnike.
Vendar kapacitivna stikala na dotik niso prva izbira za vse aplikacije. Nekaterih kapacitivnih zaslonov na dotik ni mogoče uporabiti za zaznavanje prstov skozi električno izolacijske materiale, kot so rokavice. Na primer, visoka zračna vlaga ali vodne kapljice lahko motijo elektrostatično polje zaslona na dotik. Zato kapacitivni stikala na splošno niso primerna za uporabo v bližini bazenov ali masažnih bazenov.
Stikala na osnovi piezo ustvarijo električni naboj pod pritiskom. Stiskalni pritisk pritiska prsta povzroči, da se piezoelektrični element (običajno v obliki diska) rahlo upogne kot glava bobna. Piezo stikala proizvedejo en sam, kratek impulz »vklopa«, ki se običajno uporablja za vklopite polprevodnike, kot so tranzistorji z učinkom polja (FET). V nasprotju z mehanskimi stikali piezoelektrična stikala nimajo gibljivih delov. Lahko so zatesnjena in ocenjena na IP do IP69K. Ta lastnost vnaprej določa uporabo v najbolj neugodnih pogojih.
Stikala, ki temeljijo na piezoelektričnem principu, so še posebej robustna. Piezoelektrični elementi (običajno keramika, ki vsebuje svinčev cirkonat titanat ali PZT, barijev titanat ali svinčev titanat) ustvarjajo električni naboj pod pritiskom. Tlačni pritisk prsta povzroči (običajno v obliki diska) piezoelektrični element, ki se rahlo upogne kot glava bobna.
Tako piezoelektrično stikalo proizvede en sam, kratek impulz »vklopa«, ki se spreminja glede na količino uporabljenega tlaka. Ta impulz se običajno uporablja za vklop polprevodnikov, kot so tranzistorji z učinkom polja (FET). Ko se napetostni impulz razprši, FET se izklopi. Kondenzatorje lahko uporabite za shranjevanje nastalega naboja, da povečate časovno konstanto vrat in podaljšate nastali impulz.
V nasprotju z mehanskimi stikali,piezoelektrična stikalanima gibljivih delov. Lahko je zatesnjen in ima oceno IP do IP69K. Ta lastnost ga vnaprej določa za uporabo v najbolj neugodnih pogojih.
To nas pripelje do pnevmatskih stikal. Že desetletja so bila ta stikala priljubljena za graditelje bazenov in zdravilišč, ker ne delujejo z elektriko. Običajno so sestavljena iz vzmetnega bata, ki odpre ali zapre zračni prehod, ko operater pritisne na gumb. Slabost pnevmatskih gumbov je, da mora biti njihova notranja mehanika relativno natančna, kar se odraža v ceni.
Tako kot mehanska stikala imajo tudi pnevmatska stikala gibljive dele, ki se sčasoma obrabijo. Ker delujejo na stisnjen zrak, potrebujejo pnevmatska stikala posebno pozornost pri tesnjenju. Tukaj je treba tudi omeniti, da te vrste stikal ne uporabljajo optične povratne informacije prek točkovne ali obročaste osvetlitve.
Vse več načrtovalcev bazenov in zdravilišč je prepoznalo prednosti piezoelektričnih stikal. Te naprave so razmeroma poceni in zelo vzdržljive. Lahko prenesejo agresivne kemikalije, ki se pogosto uporabljajo v mokrih prostorih. Deutsche Welle
Brskajte po najnovejših številkah Design World in prejšnjih številkah v visokokakovostnem formatu, ki je enostaven za uporabo. Uredite, delite in prenesite danes z vodilno revijo za inženiring oblikovanja.