Telefoanele inteligente și utilizarea switch-urilor capacitive

8 IUNIE 2021

De ce senzori capacitivi?

Când a fost ultima dată când v-ați privit cu atenție telefonul vostru inteligent? Mulți dintre noi luăm telefonul ca un lucru de la sine înțeles, dar progresele tehnologice care s-au unit pentru a dezvolta un dispozitiv atât de puternic sunt uluitoare. Telefoanele inteligente (smartphone-urile) sunt un amestec al celor mai noi dezvoltări într-o gamă largă de domenii, de la semiconductoare și memorie, la camere și baterii. Cu toate acestea, una dintre cele mai impresionante caracteristici este interfața. Modul în care interacționăm cu smartphone-urile este revoluționar.

Senzorii tactili capacitivi elimină problemele dispozitivelor de control mecanice. Nu au deloc părți în mișcare, astfel că riscul de defectare este semnificativ mai mic. Protecția la pătrunderea de praf și lichide poate fi realizată cu ușurință, acești senzori putând fi acoperiți (practic) cu orice înveliș  dorit. Acest lucru face ca senzorii capacitivi să fie ideali pentru dispozitivele în care este necesară impermeabilizarea sau un grad ridicat de IP. Avantajele nu se opresc aici. Produsele cu senzori tactili capacitivi oferă o estetică modernă, în carcase diferite și pot fi curățate mult mai ușor față de corespondentele lor cu componente mecanice.

Ecrane tactile capacitive

În același mod, putem compara cel mai recent telefon inteligent cu un telefon mobil vechi. Telefoanele noi nu mai folosesc comutatoare fizice, în schimb le înlocuiesc cu un afișaj complet dinamic, care își schimbă atât funcția, cât și imaginile în funcție de context. De fapt, aceasta este o combinație de două tehnologii diferite. Afișajul de înaltă rezoluție, cu culorile sale vii și claritatea excepțională, se află sub un strat capacitiv, sensibil la atingere. Software-ul telefo- nului integrează ambele elemente, oferind utilizatorilor un sistem de interfață complet configurabil, care poate fi personalizat în aproape orice mod imaginabil. Ecranul poate răspunde la o simplă atingere, o acțiune de glisare sau chiar la amprenta utilizatorului.

Această interfață este atât de intuitivă încât pare firesc să cauți alte aplicații pentru această tehnologie. Cu toate acestea, creșterea utilizării ecranului tactil nu înseamnă sfârșitul comutatoarelor mecanice. Oricât de util a devenit ecranul tactil, acesta nu oferă o soluție universală. Oricine și-a scăpat vreodată telefonul inteligent din mână va ști din experiența neplăcută cât de ușor este să deterioreze ecranul și, prin urmare, proiectanții trebuie să se gândească cu atenție înainte de a utiliza această tehnologie în medii solicitante.

Ecranele tactile sunt, de asemenea, o soluție costisitoare pentru orice aplicație care nu are nevoie de o interfață de control configurabilă. Pentru echipamentele care necesită un număr limitat de intrări discrete, este mai rentabil să folosiți comutatoare mecanice convenționale. Din acest motiv, telecomenzile pentru dispozitive precum televizoare sau unități de aer condiționat încă folosesc comutatoare tactile sau tastaturi cu membrană. De asemenea, în multe cazuri, dacă un dispozitiv are nevoie de control complex, este adesea mai simplu să oferiți utilizatorilor o aplicație software ce poate fi instalată pe telefonul inteligent existent.

Comutatoare tactile capacitive de la Bulgin

Comutatoarele mecanice nu au dispărut …

Există și alte situații în care un comutator trebuie rapid identificat și apoi utilizat cu ușurință. Un prim exemplu în acest sens este întrerupătorul de oprire de urgență pentru mașinile industriale. Comutatorul în sine trebuie să fie proeminent și ușor de văzut. Trebuie să funcționeze instantaneu, chiar și în situații în care o pană de curent ar împiedica funcționarea unui ecran tactil. Comutatorul trebuie să funcționeze și dacă operatorul poartă mănuși sau nu poate vedea comutatorul în mod clar. În aceste condiții, numai un comutator fizic va fi potrivit.

În ciuda acestui fapt, întrerupătoarele tactile capacitive au multe de oferit proiectantului. Acestea funcționează prin detectarea schimbării capacității create de un obiect adecvat – în mod normal, degetul utilizatorului – care se apropie de suprafața comutatorului. Spre deosebire de un echivalent mecanic, funcționarea unui comutator capacitiv nu folosește nicio piesă în mișcare. Acest lucru are implicații importante pentru fiabilitatea dispozitivului, deoarece uzura mecanică reprezintă una dintre cauzele limitării duratei de viață utilă a unei componente. În plus, oferă o soluție ideală pentru întrerupătoarele rezistente la vandalism. Lipsa pieselor în mișcare împiedică orice deteriorare cauzată de bruscări, cu excepția unor situații extreme, iar dimensiunile standard ale panoului le fac un bun înlocuitor al comutatoarelor cu buton. Comutatoarele sensibile tactil, rezistente la vandalism sunt disponibile de la producători precum Bulgin (Nr. stoc RS 204-7873) și RS PRO (Nr. stoc RS 175-8636).

Panouri atractive cu iluminare de fond

Comutatoare tactile capacitive montate pe un panou particularizat.

O altă caracteristică a comutatorului cu detecție capacitivă este capacitatea sa de a lucra printr-o suprafață solidă. Pentru a funcționa corect, suprafața trebuie să fie un material neconductiv, cum ar fi sticla sau plasticul. Montarea unei tastaturi în spatele unui panou de sticlă transparentă creează o suprafață plană, ce poate fi curățată și sterilizată cu ușurință. Acest lucru este ideal pentru echipamentele din zonele cu trafic intens, cum ar fi automatele de distribuire de produse sau aplicațiile în care riscul de infecție este ridicat, inclusiv echipamente medicale și sisteme de securitate acces. Producătorul VCC a creat o gamă de module cu detecție capacitivă (Nr. stoc RS 137-1131) cu iluminare încorporată și marcaje standard. Acestea sunt proiectate pentru a fi fixate pe partea din spate a unei suprafețe transparente într-o matrice, potrivită pentru crearea unui panou de control.

Acest concept poate fi dezvoltat mai departe cu comutatoare capacitive retro-iluminate precum cele realizate de TT Electronics (Nr. stoc RS 904-2696). Acestea sunt proiectate special pentru a fi montate în spatele unui ecran de sticlă sau Perspex, care a fost tipărit cu un design adecvat. Comutatorul poate fi programat cu diferite caracteristici în funcție de context. Într-o aplicație, comutatorul ar putea funcționa pe moment, rămânând activ doar atunci când este apăsat (atins). În altele, comutatorul ar putea fi blocat, rămânând activ până când este apăsat din nou. LED-ul poate fi chiar programat pentru a emite culori diferite în funcție de starea comutatorului.

În aceste exemple, designul comutatorului este rigid și plat, o limitare impusă de construcția de dispozitive electronice. Senzorii capacitivi sunt adesea realizați folosind oxid de staniu de indiu (ITO), un aliaj conductiv care poate fi depus sub formă de film transparent. Cu toate acestea, ITO este inflexibil și fragil, ideal pentru montarea pe o placă de circuite imprimate tradiționale (PCB), dar nu este potrivit pentru forme complexe datorită lipsei sale de flexibilitate.

Un senzor capacitiv flexibil bazat pe PEDOT, oferit de Molex

Senzori capacitivi flexibili

Producători precum Molex au experimentat modele alternative pentru a crea un senzor tactil flexibil. Aceștia lucrează cu polimeri organici precum poli (3,4-etilendioxitiofen), mai des cunoscuți sub numele de PEDOT, care pot fi depuși pe substraturi polimerice economice. Se oferă astfel o soluție mai flexibilă care poate fi făcută pentru a se potrivi în spatele unor suprafețe curbate.

 

Această nouă tehnologie creează oportunități aproape nelimitate pentru sistemele de control. Folosind senzori capacitivi pe bază de PEDOT, aproape orice suprafață nemetalică poate fi transformată într-un dispozitiv de control. Acest lucru ar putea fi la fel de simplu pentru controlul volumului în cazul unui sistem de divertisment în mașină sau pentru un comutator de siguranță pentru un controler industrial. Într-o posibilă aplicație, un comutator capacitiv încorporat ar putea fi programat să detecteze atunci când un operator eliberează mânerul pentru un echipament, tăind alimentarea echipamentelor periculoase în momente de nesiguranță.

Comutator capacitiv cu blocare, lumină roșie, IP68

Nr. stoc RS 175-8636 – Marca RS PRO

Design și construcție: aceste comutatoare tactile marca RS PRO beneficiază de caracteristici de etanșare conform cerințelor de montare pe panou. Corpul dispozitivului este realizat din aluminiu anodizat, LED-ul utilizat este de tip SMT, iar etanșarea este realizată cu silicon.

Caracteristici tehnice:

  • Tensiune maximă de intrare 24Vdc
  • Curent nominal 1A
  • Cu iluminare LED roșu
  • Clasă de protecție IP68
  • Tip comutație – capacitiv
  • Tip ieșire NPN

Comutator tactil capacitiv cu iluminare, verde

Nr. stoc RS 137-1131 – Marca VCC – Cod de producător CTHS15CIC05ONOFF

Comutatorul face parte dintr-o gamă de switch-uri tactile pentru ecrane în format cu montare PCB, standard, 15 mm × 15 mm × 11 mm, cu pini. Tehnologia de afișare senzorială tactilă oferă, pe lângă eliminarea părților electromecanice și o durată mare de viață. Seria de module VCC CTH încorporează un circuit integrat cu senzor capacitiv și un display LED color. Senzorii sunt disponibili cu cinci opțiuni de culoare (super roșu, alb, verde, albastru sau galben) și cu trei simboluri grafice: ON/OFF, săgeată și alarmă.

Comutatorul oferă o iluminare uniformă și claritate optică ridicată într-un design robust. Ecranul tactil / senzorul capacitiv va funcționa și atunci când mâinile sunt ude sau acoperite cu anumite tipuri de mănuși.

Aplicații: dispozitive de comunicație mobile, dispozitive electronice, terminale puncte de vânzare, jocuri, ecrane de control industrial, monitoare cu ecran tactil, dispozitive medicale, aparate electrocasnice, instrumente portabile.

Switch tactil capacitiv, iluminat, albastru, verde, roșu

Nr. stoc RS 904-2696 – Marca Stadium IGT – Cod de producător 3323-54-05PCB

Caracteristici generale:

  • Strălucire ridicată
  • Iluminare completă RGB a suprafeței tactile
  • Ieșire de comutație cu blocare (de tip solid state)
  • Partea de cabluri disponibilă separat
  • Autoadeziv, potrivit pentru grosimi de panou de până la 7mm

Caracteristici specifice:

  • Tensiune de alimentare de la 6 Vdc la 24Vdc
  • Ieșiri: ieșire comutator 40mA (blocat), LED roșu maxim 20mA, LED verde maxim 20mA, LED albastru maxim 20mA
  • Temperatură de operare: de la 0°C la 50°C
  • Iluminare: Roșu 290 cd/m²; Verde 655 cd/m²; Albastru 160 cd/m²

Tehnologia care face telefoanele inteligente ușor de utilizat are multe aplicații potențiale în lumea largă. În timp ce ecranul tactil în sine ar putea fi prea complex pentru multe dispozitive, detectarea capacitivă găsește utilizări într-o serie de industrii, de la bunuri de larg consum la echipamente medicale. Data viitoare când vă utilizați telefonul, imaginați-vă cum poate această tehnologie să vă schimbe viața. Pentru mai multe detalii, accesați ro.rsdelivers.com

Autor:
Bogdan Grămescu
COMPEC-lOGOAurocon Compec
https://www.compec.ro

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *

  • Folosim datele dumneavoastră cu caracter personal NUMAI pentru a răspunde comentariilor/solicitărilor dumneavoastră.
  • Pentru a primi raspunsuri adecvate solicitărilor dumneavoastră, este posibil să transferăm adresa de email și numele dumneavoastră către autorul articolului.
  • Pentru mai multe informații privind politica noastră de confidențialitate și de prelucrare a datelor cu caracter personal, accesați link-ul Politica de prelucrare a datelor (GDPR) si Cookie-uri.
  • Dacă aveți întrebări sau nelămuriri cu privire la modul în care noi prelucrăm datele dumneavoastră cu caracter personal, puteți contacta responsabilul nostru cu protecția datelor la adresa de email: gdpr@esp2000.ro
  • Abonați-vă la newsletter-ul revistei noastre