Roland Barth • SCHURTER AG سواء كنت تضيء حمام سباحة، أو ترش الموسيقى، أو تصنع فقاعات الدوامة، فأنت بحاجة إلى مفتاح لهذه الوظائف. وتتميز جميع هذه التطبيقات بقربها من الرطوبة. وهناك العديد من تقنيات التبديل القادرة على الإدارة هذا النوع من الاستخدام. قبل مناقشة هذه الأجهزة المرشحة، قد يكون من المفيد مراجعة المعايير التي تعمل عادةً في التطبيقات التي قد تتعرض للرطوبة.
مفاتيحالمصممة للبيئات الرطبة عادةً ما يكون لها تصنيف IP67. يشير هذا الملصق إلى رمز IP أو رمز الحماية من الدخول. تصنف تصنيفات IP وتصنف درجة الحماية التي توفرها العبوات الميكانيكية والكهربائية، ليس فقط ضد الماء، ولكن أيضًا ضد التسلل والغبار و التعرض العرضي. تم نشره من قبل اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC). يوجد معيار أوروبي مكافئ EN 60529.
الهدف من معايير IP هو تزويد المستخدمين بمعلومات أكثر تفصيلاً حول الأداء مما توحي به المصطلحات التسويقية الغامضة مثل "مقاوم للماء". يمكن أن يحتوي كل رمز IP على ما يصل إلى أربعة أرقام. وهي تشير إلى الامتثال لشروط معينة. يشير الرقم الأول إلى الحماية من المواد الصلبة حبيبات؛ويشير الثاني إلى الحماية ضد دخول السوائل. وقد يكون هناك أيضًا رقم أو رقمان إضافيان للإشارة إلى وسائل الحماية الأخرى. ولكن الغالبية العظمى من تصنيفات IP تكون مكونة من رقم واحد أو رقمين.
للأغراض العامة والتطبيقات القريبة من الرطوبة، فإن التكنولوجيا الأكثر استخدامًا على نطاق واسع هي المفتاح الميكانيكي مع السفر. نواجهها كل يوم، مثلما نشعل الأضواء في الغرفة أو نطفئها. إنها تتميز بمجموعة واسعة من نقاط ضغط التشغيل والموثوقية العالية ومجموعة واسعة من المنتجات.
بالنسبة للمفاتيح الميكانيكية للاستخدام الخارجي، يلزم تصنيف IP67. والسبب بسيط: المفاتيح الميكانيكية التي تعمل وفق مبدأ الشوط تحتوي على أجزاء متحركة. يمكن أن يتسرب الماء إلى الفراغات بين الأجزاء المتحركة. في وجود نقطة جليد، يتسرب الجليد الموجود على المشغل يمنع نقاط التلامس من الإغلاق. وينطبق الشيء نفسه على الأوساخ والغبار والبخار وحتى السوائل المنسكبة.
في حالة لوحات المفاتيح وواجهات المستخدم الأخرى، يمكن استخدام المفاتيح الغشائية عندما تكون هناك مشكلة تتعلق بالرطوبة. وهي عبارة عن مفاتيح ميكانيكية خاصة مصنوعة من مطاط السيليكون وكريات الكربون الموصلة أو مشغلات مطاطية غير موصلة. ومن خلال عملية صب الضغط، يتم إنشاء شبكة بزاوية تتشكل حول لوحة المفاتيح التي تنهار في كل مرة يضغط فيها المستخدم على المفتاح، مما يخلق اتصالاً موصلاً بين الطبقات الداخلية لمادة لوحة المفاتيح. الطبقة الخارجية للوحة المفاتيح عبارة عن قطعة متواصلة يمكن إغلاقها لمنع دخول الرطوبة إلى الطبقة التي تنفذ المفاتيح الميكانيكية.
ولكن بشكل عام، فإن المفتاح الميكانيكي الذي يفتقر إلى تصنيف IP67 ليس مناسبًا بشكل خاص للمناطق الرطبة.
تشهد المفاتيح السعوية حاليًا نموًا سريعًا، ويرجع ذلك جزئيًا إلى استخدامها في الهواتف الذكية. الفضة. ونظرًا لأن جسم الإنسان هو أيضًا موصل للكهرباء، فإن لمس سطح الشاشة بإصبعك يؤدي إلى تشويه المجال الكهروستاتيكي للشاشة، والذي يمكن قياسه كتغير في السعة. ويمكن استخدام تقنيات مختلفة لتحديد موقع اللمس.
لكن مفاتيح اللمس السعوية ليست الخيار الأول لجميع التطبيقات. لا يمكن استخدام بعض شاشات اللمس السعوية لاكتشاف الأصابع من خلال المواد العازلة كهربائيًا مثل القفازات. على سبيل المثال، يمكن أن تتداخل رطوبة الهواء المرتفعة أو قطرات الماء أيضًا مع المجال الكهروستاتيكي لشاشة اللمس. وبالتالي سعوية المفاتيح بشكل عام غير مناسبة للاستخدام بالقرب من حمامات السباحة أو الدوامات.
تولد المفاتيح الكهربائية الانضغاطية شحنة كهربائية تحت الضغط. يؤدي الضغط الانضغاطي لدفعة الإصبع إلى انحناء العنصر الكهروضغطي (عادة على شكل قرص) قليلاً مثل رأس الطبلة. تنتج المفاتيح الانضغاطية نبضة تشغيل قصيرة واحدة، تُستخدم عادةً لـ قم بتشغيل أشباه الموصلات، مثل الترانزستورات ذات التأثير الميداني (FETs). وعلى النقيض من المفاتيح الميكانيكية، لا تحتوي المفاتيح الكهرضغطية على أجزاء متحركة. ويمكن إغلاقها وتصنيف IP حتى IP69K. وتحدد هذه الميزة استخدامها في أكثر الظروف المعاكسة.
تعتبر المفاتيح القائمة على مبدأ الكهرضغطية قوية بشكل خاص. تولد العناصر الكهرضغطية (عادةً السيراميك الذي يحتوي على تيتانات زركونات الرصاص أو PZT أو تيتانات الباريوم أو تيتانات الرصاص) شحنة كهربائية تحت الضغط. ويتسبب الضغط الانضغاطي لدفعة الإصبع في حدوث (عادة على شكل قرص) عنصر كهرضغطية ينحني قليلاً مثل رأس الطبلة.
وبالتالي، فإن المفتاح الكهرضغطي ينتج نبضة تشغيل واحدة قصيرة تختلف باختلاف مقدار الضغط المطبق. وعادةً ما يستخدم هذا النبض لتشغيل أشباه الموصلات، مثل ترانزستورات التأثير الميداني (FETs). وبعد تبديد نبضة الجهد، يتم تشغيل FET. ينطفئ. يمكن استخدام المكثفات لتخزين الشحنة الناتجة لزيادة الثابت الزمني للبوابة وإطالة النبض الناتج.
وعلى النقيض من المفاتيح الميكانيكية،مفاتيح كهرضغطيةلا تحتوي على أجزاء متحركة. يمكن إغلاقها وتصنيف IP حتى IP69K. هذه الميزة تحدد استخدامها في أكثر الظروف المعاكسة.
هذا يقودنا إلى المفاتيح الهوائية. لعقود من الزمن، كانت هذه المفاتيح هي الحل الأمثل لمنشئي حمامات السباحة والمنتجعات الصحية لأنها لا تتعامل مع الكهرباء. وعادة ما تتكون من مكبس محمل بنابض يفتح أو يغلق ممر الهواء عندما يقوم المشغل الضغط على زر. أحد عيوب الأزرار الهوائية هو أن ميكانيكاها الداخلية يجب أن تكون دقيقة نسبيًا، وهو ما ينعكس في السعر.
مثل المفاتيح الميكانيكية، تحتوي المفاتيح الهوائية على أجزاء متحركة تتآكل في النهاية. نظرًا لأنها تتعامل مع الهواء المضغوط، تتطلب المفاتيح الهوائية اهتمامًا خاصًا بالإغلاق. كما يجب الإشارة هنا أيضًا إلى أن هذه الأنواع من المفاتيح لا تستخدم التغذية المرتدة البصرية من خلال الإضاءة النقطية أو الحلقية.
لقد أدرك عدد متزايد من مصممي حمامات السباحة والمنتجعات الصحية فوائد المفاتيح الكهربائية الانضغاطية. هذه الأجهزة غير مكلفة نسبيًا ومتينة للغاية. يمكنها التعامل مع المواد الكيميائية العدوانية المستخدمة غالبًا في المناطق الرطبة. دويتشه فيله
تصفح أحدث إصدارات Design World وأرجع الإصدارات بتنسيق سهل الاستخدام وعالي الجودة. قم بالتحرير والمشاركة والتنزيل اليوم مع المجلة الهندسية الرائدة في مجال التصميم.