Roland Barth • SCHURTER AG چه در حال روشن کردن یک استخر، پخش موسیقی یا ساختن حباب های گرداب باشید، برای این کارکردها به یک سوئیچ نیاز دارید. همه این برنامه ها با نزدیکی به رطوبت مشخص می شوند. چندین فن آوری سوئیچینگ وجود دارد که قادر به مدیریت هستند. قبل از بحث در مورد این دستگاه‌های کاندید، مرور مختصر معیارهایی که معمولاً در برنامه‌هایی که ممکن است در معرض رطوبت هستند، مفید باشد.
سوئیچ هاطراحی شده برای محیط های مرطوب معمولا دارای رتبه IP67 است. این برچسب به کد IP یا کد حفاظت از نفوذ اشاره دارد. رتبه های IP درجه حفاظت ارائه شده توسط محفظه های مکانیکی و الکتریکی را نه تنها در برابر آب، بلکه در برابر نفوذ، گرد و غبار و نیز طبقه بندی و درجه بندی می کند. قرار گرفتن در معرض تصادفی. این توسط کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی (IEC) منتشر شده است. یک استاندارد اروپایی معادل EN 60529 وجود دارد.
هدف استانداردهای IP این است که اطلاعات دقیق‌تری را در مورد عملکرد به کاربران ارائه می‌دهد که اصطلاحات بازاریابی مبهم مانند «ضد آب» پیشنهاد می‌کند. هر کد IP می‌تواند تا چهار رقم داشته باشد. آنها نشان‌دهنده انطباق با شرایط خاص است. عدد اول نشان‌دهنده محافظت در برابر جامد است. ذرات؛دومی نشان‌دهنده محافظت در برابر نفوذ مایعات است. همچنین ممکن است یک یا دو عدد اضافی برای نشان دادن سایر حفاظت‌ها وجود داشته باشد. اما اکثریت قریب به اتفاق رتبه‌بندی‌های IP تک رقمی یا دو رقمی هستند.
برای کاربردهای عمومی و تقریباً مرطوب، پرکاربردترین فناوری سوئیچ مکانیکی با مسافرت است. ما هر روز با آنها روبرو می شویم، مانند روشن یا خاموش کردن چراغ های اتاق. آنها دارای طیف گسترده ای از نقاط فشار فعال هستند، قابلیت اطمینان بالایی دارند. و طیف وسیعی از محصولات
برای سوئیچ های مکانیکی برای استفاده در فضای باز، استاندارد IP67 مورد نیاز است. دلیل آن ساده است: سوئیچ های مکانیکی که بر اساس اصل ضربه کار می کنند دارای قطعات متحرک هستند. آب می تواند به فضاهای بین قطعات متحرک نفوذ کند. در حضور یک نقطه یخ، یخ روی محرک از بسته شدن کنتاکت ها جلوگیری می کند. همین امر در مورد کثیفی، گرد و غبار، بخار و حتی مایعات ریخته شده نیز صدق می کند.
در مورد صفحه‌کلید و سایر رابط‌های کاربری، سوئیچ‌های غشایی را می‌توان در مواردی که رطوبت مطرح است استفاده کرد. این سوئیچ‌های مکانیکی ویژه‌ای هستند که از لاستیک سیلیکون و گلوله‌های کربن رسانا یا محرک‌های لاستیکی غیر رسانا ساخته شده‌اند. از طریق فرآیند قالب‌گیری فشرده‌سازی، یک توری زاویه‌دار در اطراف صفحه کلید تشکیل می شود که هر بار که کاربر کلیدی را فشار می دهد فرو می ریزد و تماس رسانایی بین لایه های داخلی مواد صفحه کلید ایجاد می کند. لایه بیرونی صفحه کلید یک قطعه پیوسته است که می تواند برای جلوگیری از ورود رطوبت به لایه ای که اجرا می کند مهر و موم شود. سوئیچ های مکانیکی
اما در مجموع، سوئیچ مکانیکی که فاقد استاندارد IP67 است، برای مناطق مرطوب مناسب نیست.
سوئیچ‌های خازنی در حال حاضر رشد سریعی را تجربه می‌کنند، تا حدی به دلیل استفاده از آنها در گوشی‌های هوشمند. بدون ضربه، بدون قطعات متحرک. پانل‌های صفحه‌نمایش لمسی خازنی از یک عایق مانند شیشه، پوشیده شده با یک هادی شفاف، معمولاً اکسید قلع ایندیم (ITO) یا نقره ای.از آنجایی که بدن انسان یک رسانای الکتریکی نیز هست، لمس سطح صفحه نمایش با انگشت، میدان الکترواستاتیک صفحه نمایش را منحرف می کند، که می تواند به عنوان تغییر در ظرفیت اندازه گیری شود. برای تعیین محل لمس می توان از تکنیک های مختلفی استفاده کرد.
اما کلیدهای لمسی خازنی اولین انتخاب برای همه کاربردها نیستند. برخی از صفحه نمایش های لمسی خازنی را نمی توان برای تشخیص انگشتان از طریق مواد عایق الکتریکی مانند دستکش استفاده کرد. به عنوان مثال، رطوبت زیاد هوا یا قطرات آب نیز می تواند در میدان الکترواستاتیک صفحه لمسی تداخل ایجاد کند. بنابراین خازنی هستند. سوئیچ ها معمولاً برای استفاده در نزدیکی استخرها یا گرداب ها مناسب نیستند.
سوئیچ های پیزو تحت فشار یک بار الکتریکی تولید می کنند. فشار فشاری فشار انگشت باعث می شود عنصر پیزوالکتریک (معمولاً دیسکی شکل) کمی مانند سر درام خم شود. سوئیچ های پیزو یک پالس روشن و مختصر تولید می کنند که معمولاً برای نیمه هادی ها مانند ترانزیستورهای اثر میدانی (FET) را روشن کنید. برخلاف سوئیچ های مکانیکی، کلیدهای پیزوالکتریک هیچ قطعه متحرکی ندارند. می توان آن را آب بندی کرد و تا IP69K درجه بندی IP داشت. این ویژگی باعث می شود در بدترین شرایط از آن استفاده شود.
کلیدهای مبتنی بر اصل پیزوالکتریک به ویژه قوی هستند. عناصر پیزوالکتریک (معمولاً سرامیک های حاوی سرب زیرکونات تیتانات یا PZT، تیتانات باریم یا تیتانات سرب) تحت فشار بار الکتریکی ایجاد می کنند. فشار فشاری فشار انگشت باعث ایجاد (معمولاً دیسکی شکل) می شود. عنصر پیزوالکتریک برای خم شدن کمی مانند سر درام.
بنابراین، سوئیچ پیزوالکتریک یک پالس روشن و مختصر تولید می کند که با مقدار فشار اعمال شده متفاوت است. این پالس معمولاً برای روشن کردن نیمه هادی ها مانند ترانزیستورهای اثر میدان (FET) استفاده می شود. پس از اتلاف پالس ولتاژ، FET خاموش می شود. از خازن ها می توان برای ذخیره بار حاصل برای افزایش ثابت زمانی گیت و طولانی شدن پالس حاصل استفاده کرد.
برخلاف سوئیچ های مکانیکی،کلیدهای پیزوالکتریکهیچ قطعه متحرکی ندارد. می توان آن را مهر و موم کرد و تا IP69K رتبه بندی کرد. این ویژگی باعث می شود در بدترین شرایط از آن استفاده شود.
این ما را به سوئیچ‌های پنوماتیک می‌رساند. برای دهه‌ها، این سوئیچ‌ها برای سازندگان استخر و آبگرم مورد استفاده قرار می‌گرفتند، زیرا آنها با الکتریسیته کار نمی‌کنند. آنها معمولاً از یک پیستون فنری تشکیل شده‌اند که هنگام اپراتور راه‌روی هوا را باز یا بسته می‌کند. یک دکمه را فشار می دهد. یکی از معایب دکمه های پنوماتیک این است که مکانیک داخلی آنها باید نسبتاً دقیق باشد که در قیمت منعکس می شود.
سوئیچ های پنوماتیکی مانند کلیدهای مکانیکی دارای قطعات متحرکی هستند که در نهایت فرسوده می شوند. از آنجایی که سوئیچ های بادی هوای فشرده را کنترل می کنند، نیاز به توجه ویژه ای به آب بندی دارند. همچنین در اینجا لازم به ذکر است که این نوع کلیدها از بازخورد نوری از طریق نور نقطه ای یا حلقه ای استفاده نمی کنند.
تعداد فزاینده ای از طراحان استخر و آبگرم مزایای سوئیچ های پیزوالکتریک را تشخیص داده اند. این دستگاه ها نسبتا ارزان و بسیار بادوام هستند. آنها می توانند مواد شیمیایی تهاجمی که اغلب در مناطق مرطوب استفاده می شوند را کنترل کنند. دویچه وله
جدیدترین شماره‌های Design World و نسخه‌های پشتیبان را در قالبی با استفاده آسان و با کیفیت بالا مرور کنید. همین امروز با مجله مهندسی طراحی پیشرو ویرایش، به اشتراک بگذارید و دانلود کنید.