Roland Barth • SCHURTER AG Che si tratti di illuminare una piscina, spruzzare musica o creare bolle nell'idromassaggio, per queste funzioni è necessario un interruttore. Tutte queste applicazioni sono caratterizzate dalla vicinanza all'umidità. Esistono diverse tecnologie di commutazione in grado di gestire questo tipo di utilizzo. Prima di discutere di questi dispositivi candidati, potrebbe essere utile rivedere brevemente i criteri che tipicamente funzionano in applicazioni che possono essere esposte all'umidità.
Interruttoriprogettati per ambienti umidi hanno generalmente una classificazione IP67. Questa etichetta si riferisce al codice IP o al codice di protezione dell'ingresso. Le classificazioni IP classificano e valutano il grado di protezione fornito dalle custodie meccaniche ed elettriche, non solo contro l'acqua, ma anche contro intrusioni, polvere e esposizione accidentale.È pubblicato dalla Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC).Esiste una norma europea equivalente EN 60529.
Lo scopo degli standard IP è fornire agli utenti informazioni più dettagliate sulle prestazioni rispetto a quanto suggeriscono termini commerciali vaghi come "impermeabile". Ogni codice IP può avere fino a quattro cifre. Esse indicano la conformità a determinate condizioni. Il primo numero indica la protezione contro i solidi particelle;il secondo indica la protezione contro l'ingresso di liquidi. Potrebbero esserci anche uno o due numeri aggiuntivi per indicare altre protezioni. Ma la stragrande maggioranza dei gradi IP è a una o due cifre.
Per usi generali e applicazioni in ambienti umidi, la tecnologia più utilizzata è un interruttore meccanico con corsa. Li incontriamo ogni giorno, come accendiamo o spegniamo le luci in una stanza. Sono dotati di un'ampia gamma di punti di pressione di attuazione, elevata affidabilità e una vasta gamma di prodotti.
Per gli interruttori meccanici per uso esterno è richiesto un grado di protezione IP67. Il motivo è semplice: gli interruttori meccanici che funzionano secondo il principio della corsa hanno parti mobili. Negli spazi tra le parti mobili può penetrare acqua. In presenza di un punto di ghiaccio, il ghiaccio sull'attuatore impedisce la chiusura dei contatti. Lo stesso vale per sporco, polvere, vapore e persino liquidi versati.
Nel caso di tastiere e altre interfacce utente, gli interruttori a membrana possono essere utilizzati quando l'umidità è un problema. Si tratta di speciali interruttori meccanici realizzati in gomma siliconica e pellet di carbonio conduttivo o attuatori in gomma non conduttiva. Attraverso un processo di stampaggio a compressione, una rete angolata si forma attorno alla tastiera che collassa ogni volta che l'utente preme un tasto, creando un contatto conduttivo tra gli strati interni del materiale della tastiera. Lo strato esterno della tastiera è un pezzo continuo che può essere sigillato per impedire l'ingresso di umidità nello strato che implementa gli interruttori meccanici.
Ma tutto sommato, un interruttore meccanico privo di grado di protezione IP67 non è particolarmente adatto per le aree umide.
Gli interruttori capacitivi stanno attualmente vivendo una rapida crescita, in parte a causa del loro utilizzo negli smartphone. Nessuna corsa, nessuna parte mobile. I pannelli touchscreen capacitivi sono costituiti da un isolante, come il vetro, rivestito con un conduttore trasparente, solitamente ossido di indio-stagno (ITO) o argento.Poiché il corpo umano è anche un conduttore elettrico, toccare la superficie dello schermo con un dito distorce il campo elettrostatico dello schermo, che può essere misurato come una variazione di capacità.Diverse tecniche possono essere utilizzate per determinare la posizione del tocco.
Ma gli interruttori tattili capacitivi non sono la prima scelta per tutte le applicazioni. Alcuni touchscreen capacitivi non possono essere utilizzati per rilevare le dita attraverso materiali elettricamente isolanti come i guanti. Ad esempio, anche un'elevata umidità dell'aria o gocce d'acqua possono interferire con il campo elettrostatico del touchscreen. Pertanto capacitivi gli interruttori generalmente non sono adatti per l'uso in prossimità di piscine o vasche idromassaggio.
Gli interruttori piezoelettrici generano una carica elettrica sotto pressione. La pressione di compressione della pressione del dito fa sì che l'elemento piezoelettrico (solitamente a forma di disco) si pieghi leggermente come una pelle di tamburo. Gli interruttori piezoelettrici producono un singolo, breve impulso "on", tipicamente utilizzato per accendere semiconduttori, come i transistor ad effetto di campo (FET). A differenza degli interruttori meccanici, gli interruttori piezoelettrici non hanno parti mobili. Può essere sigillato e ha un grado di protezione IP fino a IP69K. Questa caratteristica lo predestina all'utilizzo nelle condizioni più avverse.
Gli interruttori basati sul principio piezoelettrico sono particolarmente robusti. Gli elementi piezoelettrici (solitamente ceramica contenente titanato di zirconato di piombo o PZT, titanato di bario o titanato di piombo) generano una carica elettrica sotto pressione. La pressione di compressione della spinta del dito provoca la (solitamente a forma di disco) elemento piezoelettrico per piegarsi leggermente come una pelle di tamburo.
Pertanto, l'interruttore piezoelettrico produce un singolo, breve impulso "on" che varia con la quantità di pressione applicata. Questo impulso viene generalmente utilizzato per accendere semiconduttori, come i transistor ad effetto di campo (FET). Dopo che l'impulso di tensione si è dissipato, il FET si spegne. I condensatori possono essere utilizzati per immagazzinare la carica risultante per aumentare la costante di tempo del gate e prolungare l'impulso risultante.
A differenza degli interruttori meccanici,interruttori piezoelettricinon hanno parti in movimento. Può essere sigillato e ha un grado di protezione IP fino a IP69K. Questa caratteristica lo predestina ad essere utilizzato nelle condizioni più avverse.
Questo ci porta agli interruttori pneumatici. Per decenni, questi interruttori sono stati la scelta dei costruttori di piscine e spa perché non gestiscono l'elettricità. Di solito sono costituiti da uno stantuffo caricato a molla che apre o chiude il passaggio dell'aria quando l'operatore preme un pulsante. Uno svantaggio dei pulsanti pneumatici è che la loro meccanica interna deve essere relativamente precisa, il che si riflette nel prezzo.
Come gli interruttori meccanici, gli interruttori pneumatici hanno parti mobili che col tempo si usurano. Poiché gestiscono aria compressa, gli interruttori pneumatici richiedono particolare attenzione alla tenuta. Va inoltre menzionato che questi tipi di interruttori non utilizzano feedback ottico tramite illuminazione puntiforme o anulare.
Un numero crescente di progettisti di piscine e spa ha riconosciuto i vantaggi degli interruttori piezoelettrici. Questi dispositivi sono relativamente economici e molto durevoli. Possono gestire sostanze chimiche aggressive spesso utilizzate nelle aree umide. Deutsche Welle
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