Tik op schakelaar

Een aanraakschakelaar is een elektrisch apparaat voor het regelen van verlichting dat verschilt van de gebruikelijke aanwezigheid van een sensor. In de buitenlandse praktijk worden apparaten met recht elektronisch genoemd. En terecht, de prestaties van solid-state elektronica worden actief gebruikt in de samenstelling van de aanraakschakelaar.

Belangrijkste kenmerken van

-aanraakschakelaars Aanraakschakelaars worden genoemd als onderdeel van de sensor( Engelse sensor).In staat om de warmte van de hand te registreren, de aanraking aan te geven, scherp te stellen op het geluid. Dergelijke apparaten worden aanwezigheidssensoren genoemd en de lichtregeling voor hen is secundair. Vaker nemen complexe elektronische apparaten de rol op van beveiligingsmedewerkers of controllers van verschillende processen. Een typisch voorbeeld zijn de automatische deuren van een supermarkt.

In een sensorschakelaar kan de sensor fysiek geen sterk signaal genereren om rechtstreeks te regelen. Het spannings-( of stroom-) niveau is in millivolt( milliampere).Dit is zelfs niet genoeg om een ​​signaal naar de basis van de transistor te zenden. Het tweede kenmerk van de aanraakschakelaars is de aanwezigheid van versterkende apparaten. Meestal zijn dit transistors of andere vertegenwoordigers van solid-state elektronica, cascading: de eerste is zeer gevoelig, maar low-power, dan grover, maar in staat om een ​​zware belasting te trekken. Vaak wordt galvanische isolatie van circuits gebruikt met behulp van optocouplers, waarbij het besturingssignaal wordt uitgezonden door optische straling( licht).Dit scheidt de fragiele sensoren van het vermogensgedeelte van de aanraakschakelaar.

-schakelaar Naast de optische wordt ook een radioband gebruikt. Dan wordt het broadcastmedium de lucht met behulp van de draadloze communicatieprotocollen WiFi, BlueTooth, enz. De structuur bevat actieve elementen en ze hebben energie nodig om ze aan te drijven. Het blijkt uit batterijen of het rechttrekken van de netspanning en het trimmen tot het gewenste niveau. Het eenvoudigste voorbeeld zou een stabilisator van het parallelle type op een zenerdiode zijn. En zeer zelden is er de mogelijkheid om een ​​volledig geschakelde stroomvoorziening in te bouwen.

Afhankelijk van het type sensor, reageert de verlichting op verschillende stimuli. Klap bijvoorbeeld in uw handen, spraakcommando, handgebaar of sms vanaf een smartphone. Dit is geen volledige lijst met services die worden gevonden in het Smart Home-systeem. In het laatste geval wordt het mogelijk om een ​​intelligent beheer van elektronische bouwvullingen mogelijk te maken. Anders kan het licht worden ingeschakeld door een irriterend middel en kan het bijvoorbeeld worden uitgeschakeld door een timer. Wat ongemakkelijk is en niet bijdraagt ​​aan energiebesparing

Varianten van touch-switches

Touch-switches zijn extern of lokaal. In het laatste geval bevinden ze zich in de nabijheid van het geschakelde verlichtingscircuit. In het volume van één onderwerp is er geen mogelijkheid om alle typen aanraakschakelaars in detail te onderzoeken. Het is nuttig voor de lezer om vertrouwd te raken met de alarmsystemen die vandaag bekend zijn. Veel aanraakschakelaars hebben het principe van actie geleend van het gebied van bescherming.

Passieve infraroodsensoren

Er wordt nu veel aandacht besteed aan het onderwerp passieve infraroodsensoren( PIR) in beveiligingssystemen. Deze sensoren reageren op warmte uitgestraald door het menselijk lichaam. Om vals alarm te voorkomen, wordt de breedte van het actieve spectrum aan beide zijden getrimd. De schakelaar wordt geactiveerd door de piekstraling van het lichaam met een temperatuur van ongeveer 36 graden Celsius. Meestal bestaat het sensorische systeem uit ten minste twee ontvangers van optische straling om de hoekpositie van het object van irritatie te bepalen: een persoon komt de kamer binnen of verlaat de ruimte.

In dit geval zijn de gevoelige gebieden van fotoresistoren( fototransistoren) anders gericht. Dan is het signaal op hen anders, te oordelen naar het verschil tussen de hoekpositie. Dit bereikt een ander doel: het apparaat is ontworpen om alleen te reageren op bewegende objecten, waardoor de kans op vals alarm wordt geminimaliseerd. De persoon blijft meestal niet kalm, alarmerend( alarm).Het is gemakkelijk om jezelf tegen dergelijke systemen te beschermen door een gewoon ruimtepak te dragen. Maar in het verlichtingssysteem zijn dergelijke trucs om een ​​voor de hand liggende reden niet relevant: de bezoeker wil juist opgemerkt worden. Dankzij de mogelijkheid om de richting te bepalen, werken individuele sensorapparaten in de dimmermodus: u zwaait in de eerste richting - het licht wordt helderder, in het tweede gedempt( Leviton-producten).

De aanraakschakelaar is ingesteld om te triggeren op het gekozen soort bezoekers. Stel dat een persoon in een rolstoel zit, een kind zal niet worden opgemerkt als de sensor te hoog staat. Toegestaan ​​om de kamer van verklarende inscripties te voorzien: zwaai met uw hand door het raam. Dit is vereist als u geen elektriciteit aan huisdieren wilt spenderen. Ondanks de aanwezigheid van wol verschillen alle levende wezens qua temperatuur van de omgeving.

Infraroodsensoren kunnen de hele kamer niet fysiek bedekken. Om de triviale reden zijn de meest effectieve aanrakingsschakelaars op basis van deze pass-through. Geplaatst aan het begin en einde van de gang of trap. Bij het toepassen van de vertraging wordt het mogelijk om te gebruiken in opslagruimten, werkruimten. De echt nuttige sensorsystemen voor passieve infraroodstraling zijn gepaard met een intelligente controller die mensen telt die de kamer zijn binnengekomen en verlaten. Natuurlijk, elke slimme hooliganisme motieven zoals een tandem zal proberen te misleiden, het is redelijk om de aanraakschakelaar en controller aan te vullen met hulpmiddelen.

Piëzo-elementen

Piëzo-elementen in aanraakschakelaars zijn van twee typen, waarvan het principe is vastgelegd:

• Piëzoresistief effect - wijziging van de weerstand van het monster onder invloed van mechanische belastingen.
• Piëzo-elektrisch effect - de vorming van potentiaalverschillen op de zijden van een kristal onder invloed van mechanische vervorming.

Beide effecten werden ontdekt in de 19e eeuw. De chronologie valt samen met de volgorde in de lijst.

Piezoresistieve sensorschakelaars

Piezoresistive Effect( term geïntroduceerd in 1935 door John V. Cookson van de universiteit van Wisconsin, uit de Griekse piëzo-crush) beschreven door Lord Kelvin( Journal of the Royal Society, volume 8, pagina's 550-555, 1856-1857), opmerking van 17 juni 1857 over de studie van de geleiding van commerciële draden voor de telegraaf) op het voorbeeld van ijzer, platina en koper. Misschien is een uitspraak over het verhogen van de monsterresistentie met 0,5% in reactie op sterke en talrijke bochten over de gehele lengte slechts een stuk relevant voor het onderwerp. Maar historici zijn het daar niet mee eens. Lord Thomson onderzocht de redenen voor de verschillen in geleidbaarheid van monsters die in de marine worden gebruikt en ontleende een eenvoudige formule: de leverancier van koper is belangrijk. Vervormingen beïnvloeden de weerstand in beperkte mate, het is toegestaan ​​om te verwaarlozen.

Thomson was zich bewust van het effect van mechanische spanning. En bij de uitreiking van de Royal Society Prize( Baker Lecture, 1856) rapporteerde hij over een merkwaardig experiment. Op de schouders van de meetende Whitson-brug bevonden zich geleiders van koper of ijzer van dezelfde lengte, maar sommige monsters werden gerekt door suspensies. Het apparaat op de diagonaal legde het verschil vast. Thomson legde dit uit met mechanische vervormingen. Maar het is niet met zekerheid bekend of de opkomst van het experiment samenhangt met de onderzoeken die zijn uitgevoerd met betrekking tot de telegraafdraden. Bovendien kunnen lezers zich vertrouwd maken met de volgorde van de aantallen verzetswijzigingen( abscis-as) in de figuur overgenomen uit IEEE's Proceedings voor 2009.

Daarna volgden talloze werken van vergelijkbare aard. In de 19e eeuw waren dit aantekeningen van Tomlinson en in de 20e eeuw Bridgman en Rolnik. De eerste interessante resultaten werden verkregen in 1932 door Allen, die de anisotropie van veranderingen in kristallen van zink, cadmium, antimoon, bismut en tin heeft vastgesteld. Wat betreft andere studies, de ideeën van Bridgman leidden tot de creatie van tensorvergelijkingen die het proces beschrijven. In 1938 werden dankzij de inspanningen van vele wetenschappers de eerste sensoren geboren. Zoals degenen die tegenwoordig in vloerschalen worden gebruikt en de vervorming transformeren in een verandering in weerstand. Reeds in 1950 voorspelden Bardin en Shockley drie jaar voor de ontdekking een significant piëzoresistief effect in regelmatige kristalstructuren.

In zijn huidige vorm werd het piëzoresistieve effect geboren op 30 december 1953, dankzij de ingenieur met de gewone achternaam Smith van Bell Laboratories, die het merkwaardige gedrag van siliciumkristallen en germanium van beide soorten geleiding beschreef. Vanwege mechanische effecten veranderden de monsters van weerstand. De Master of University of Connecticut Western Reservation was actief geïnteresseerd in de anisotrope eigenschappen van halfgeleiders en het werk van Bardeen en Shockley. Nieuwe sensoren verschenen al in 1950 met een gevoeligheid die 50 keer hoger was dan die van analoge metalen.

Kulite Semiconductor, opgericht in 1958, werd het eerste bedrijf dat zich bezighield met de productie van piëzoresistieve sensoren. In moderne modellen worden knoppen gemaakt op basis van een dun halfgeleidermembraan. Wanneer u op het midden aan de randen drukt, is er een sterke spanning, die de geleidbaarheid van de site verandert. De meting wordt uitgevoerd door het brugcircuit of door andere methoden. De onbalansspanning wordt versterkt en dient om het licht aan en uit te regelen.

Piezo-elektrische sensorschakelaars

Het piëzo-elektrische effect werd in 1880 ontdekt door de broers Jacques en Pierre Curie. Net als in het vorige geval werd het fenomeen van tevoren voorspeld. Op basis van de theoretische achtergrond suggereerden René-Just Gauy en Antoine César Becquerel een mogelijk verband tussen elektriciteit en mechanische vervormingen. De eerste succesvolle experimenten werden uitgevoerd op kwartskristallen, toermalijn, topaas, suikerriet en segnevietzout. Ja, veel stoffen vertonen piezo-elektrische eigenschappen:

1. Menselijke botten en pezen.
2. -DNA-moleculen.
3. Dentine en tandglazuur.

Een jaar later suggereerde Gabriel Jonas Lippmann, gebaseerd op de basisprincipes van de thermodynamica, het bestaan ​​van het tegenovergestelde effect: vervorming van kristallen onder invloed van een elektrisch veld. Dit vermoeden werd in 1882 bevestigd door Jacques en Pierre Curie, langs de manier waarop ze een piëzo-elektrometer creëerden, die werd gebruikt om radioactieve elementen te bestuderen. In 1910 verscheen een leerboek over de fysica van kristallen door Voldemar Voigt.

Het effect veroorzaakte veel aandacht van wetenschappers. In 1917 verscheen een sonar voor onderzeeërs( Paul Langevin) op de achtergrond van de Eerste Wereldoorlog en in 1921 verscheen de eerste kwartsresonator( Walter Gayton Cady).De ontwikkeling van de zoektocht leidde in 1946 tot de ontdekking van bariumtitanaat( Arthur von Hippel).In de naoorlogse periode verschenen nogal wat toepassingen van het piëzo-elektrische effect, maar ze waren allemaal weinig verbonden met het onderwerp in kwestie. Wat betreft de controle-apparaten, merken we er twee, in beide gevallen gebruikmakend van polymeerfilms als gevoelige elementen:

1. US3935485 op het piëzo-elektrische toetsenbord. Het doel van het apparaat is niet gespecificeerd, maar als we de namen van de aanvragers( Kureha Kagaku, Kogyo Kabushiki, Kaisha) en het jaar( 1976) bekijken, veronderstellen we dat het samenstel bedoeld was om geautomatiseerde assemblagelijnen op transportbanden te controleren.
2. Uitgevaardigd in US4343975( 1980), kan iedereen vandaag nog een voorbeeld bekijken op elektronische weegschalen in een winkel. Dit is een toetsenbord met achtergrondverlichting, dat het werk van de operator veel gemakkelijker maakt.