Przełączniki stanowią niezbędne elektryczne komponenty niemal wszystkich urządzeń elektronicznych. Najczęściej spotykane są w obwodach oświetleniowych i lampach, ale znajdziemy je również w laptopach, smartfonach, a nawet ubieralnym sprzęcie medycznym.
Z pomocą naszego przewodnika poznasz różne rodzaje przełączników dotykowych i dowiesz się, które z nich będą odpowiednie do Twoich projektów.
Wprowadzenie do przełączników dotykowych
Przełącznik dotykowy jest jednym z rodzajów przełączników uruchamiających, który do działania wymaga jedynie niewielkiej ilości fizycznego dotyku lub nacisku ze strony użytkownika lub obiektu. Stanowią one jedną z najbardziej podstawowych form czujników dotykowych (zwanych również taktylnymi).
Przełączniki dotykowe wykorzystują ludzkie ciało jako przewodnik, a do zamknięcia obwodu wystarczy im niewielki nacisk.
Technologia wykorzystywana w przełącznikach dotykowych nie jest nowa, a jej popularność wciąż rośnie – stały się one praktycznie standardowym wyposażeniem wysokiej klasy nowoczesnych urządzeń elektronicznych. Stosowane są często w laptopach, lampach wolno stojących i innych oprawach oświetleniowych; wiele urządzeń ma również wbudowane w ekran przełączniki dotykowe.
Mechanizm przełącznika dotykowego
Wszystkie rodzaje przełączników dotykowych są wrażliwe na bezpośrednie bodźce zewnętrzne, takie jak dotyk, siła czy nacisk. Połączenia styków otwierają się lub zamykają pod wpływem reakcji na magnetyzm, światło, elektryczność albo reakcji chemicznej lub mechanicznej. Przełączniki dotykowe są wykorzystywane na przykład w klawiaturach wirtualnych, w których naciśnięcie określonych klawiszy powoduje wysłanie sygnału do systemu.
Zastosowania przełączników dotykowych
Obok wymienionych we wstępie zastosowań przełączników dotykowych, poniżej przedstawiamy wszystkie najczęstsze zastosowania domowe i przemysłowe:
- obudowy lamp i obwody oświetleniowe,
- ekrany dotykowe w laptopach i urządzeniach mobilnych,
- urządzenia do automatyzacji przemysłowej,
- instrumenty i urządzenia sterujące stosowane w służbie zdrowia,
- sprzęt audio i telekomunikacyjny,
- systemy bezpieczeństwa, obronne i alarmowe.
Najpopularniejsze typy przełączników dotykowych
Na rynku dostępnych jest wiele rodzajów przełączników dotykowych, jednak trzy najpopularniejsze typy to przełączniki pojemnościowe, rezystancyjne i piezoelektryczne.
Pojemnościowy przełącznik dotykowy
Pojemnościowe przełączniki dotykowe działają poprzez wyczuwanie niewielkiego ładunku elektrycznego, który jest przekazywany z ciała użytkownika do samego przełącznika; nie wymagają żadnego rodzaju nacisku do funkcjonowania. Przełącznik działa niemal natychmiast po wykryciu kontaktu.
Dotykowy przełącznik pojemnościowy może być stosowany w wielu miejscach i aplikacjach, od smartfonów i sterowników przemysłowych po sprzęt medyczny i urządzenia komercyjne. Dysponuje wieloma dodatkowymi funkcjami, takimi jak podświetlenie LED i certyfikaty IP, co sprawia, że jest jednym z najbardziej popularnych typów przełączników dotykowych stosowanych w trudnych warunkach.
Pojemnościowe przełączniki dotykowe są z reguły uważane za wyjątkowo solidne, trwałe i niezawodne rozwiązania, odpowiednie do wielu zastosowań przemysłowych i zewnętrznych w różnego rodzaju panelach i ekranach, ponieważ nie są wyposażone w żadne mechaniczne (tj. ruchome) części.
Zalety zastosowania pojemnościowych przełączników dotykowych:
- wyjątkowa wytrzymałość i trwałość;
- brak kontaktu z metalem; prosta konstrukcja; niski koszt;
- możliwość zastosowania w różnych aplikacjach przemysłowych i zewnętrznych;
- brak mechanicznych (ruchomych) elementów, co zapewnia dłuższą żywotność;
- możliwość zastosowania we wszystkich rodzajach paneli i ekranów;
- odporność na trudne warunki – wodoodporność i najlepsza opcja do zastosowań zewnętrznych lub aplikacji, w których istnieje możliwość wnikania brudu, kurzu lub wilgoci.
W ofercie RND dostępne są podświetlane pojemnościowe przełączniki dotykowe w różnych kolorach o wysokiej jasności, z regulacją czułości dotyku oraz stykiem zasilającym z zabezpieczeniem przed prądem wstecznym.
Rezystancyjny przełącznik dotykowy
Zarówno pojemnościowe, jak i rezystancyjne przełączniki dotykowe wykorzystują do działania zmiany w prądzie elektrycznym. Jednak w przeciwieństwie do opcji pojemnościowych, rezystancyjne przełączniki dotykowe charakteryzują się znacznie prostszą konstrukcją. Rezystancyjny przełącznik dotykowy jest aktywowany po dotknięciu lub nawiązaniu kontaktu z nim, powodując otwarcie lub zamknięcie obwodu poprzez zmniejszenie oporu między elektrodami.
Przełączniki rezystancyjne są bardziej opłacalną opcją do wielu zastosowań, ale ze względu na to, że są rozwiązaniem binarnym, tzn. obsługują tylko funkcje on/off, a nie operacje wielodotykowe, nie nadają się do wysokiej klasy smartfonów i innych podobnych urządzeń. Na ogół stanowią jednak dość solidną, niezawodną i długotrwałą opcję.
Przełącznik piezoelektryczny
Nazwa przełączników pochodzi od efektu piezoelektrycznego, który ma miejsce, gdy na materiały piezoelektryczne działa pewien stopień naprężenia mechanicznego. Układy przełączników piezoelektrycznych zawierają wewnętrzną warstwę ceramiczną, która ulega wciśnięciu, gdy wywierany jest lekki nacisk na zewnętrzną warstwę metalową. To sprawia, że wewnętrzna warstwa wygina się nieznacznie. Wciśnięty przycisk aktywuje półprzewodnik przez wygenerowany w ten sposób impuls elektryczny.
Przełączniki piezoelektryczne charakteryzują się wysoką trwałością i wytrzymałością na powtarzające się użytkowanie. Oznacza to, że przez cały okres ich użytkowania można przeprowadzić dziesiątki milionów operacji. Co więcej, można je łatwo uszczelnić przed wnikaniem brudu lub wilgoci, dzięki czemu nadają się również do zastosowań zewnętrznych.
Dostępne są również inne rodzaje przełączników dotykowych, na przykład przełączniki przyciskowe, które należą do najczęściej dostępnych urządzeń w branży przełączników bezpośredniego kontaktu. Jeśli nadal zastanawiasz się, który przełącznik wybrać, przeczytaj nasz FAQ poniżej.
Najczęściej zadawane pytania
Ciało ludzkie ma doskonałe właściwości elektryczne, które umożliwiają działanie niektórych przełączników. W celu wykrycia zmian w pojemności przełącznik stale ładuje i rozładowuje swoją metalową powłokę zewnętrzną. Pojemność wzrasta i przełącznik jest aktywowany dotykiem.
Przełączniki to rozwiązania technologiczne szeroko stosowane w komputerach, smartfonach, elektrycznych wózkach inwalidzkich, inteligentnych urządzeniach domowych, urządzeniach typu wearable i innych. Obwody oświetleniowe i obudowy lamp to na przykład dwa powszechne zastosowania wyłączników dotykowych zarówno w obiektach komercyjnych, jak i mieszkalnych.
Mechaniczne przełączniki wymagają większej siły fizycznej do otwarcia i zamknięcia obwodu elektrycznego. W przełączniku mechanicznym zazwyczaj znajdują się dwie warstwy ścieżek przewodzących. Mocne naciśnięcie przełącznika mechanicznego, które zbliży te warstwy do siebie, powoduje zamknięcie obwodu elektrycznego.
Wszystko zależy od rodzaju przełącznika dotykowego. Na przykład rezystancyjne przełączniki dotykowe są raczej ograniczone pod względem wykonywania operacji. Ponieważ nie obsługują pracy wielodotykowej i działają jedynie jako przełączniki on/off, nie nadają się do wysokiej klasy smartfonów i innych urządzeń tego typu.
Wybór lepszej opcji zależy od danego zastosowania i osobistych preferencji. Przełączniki liniowe mogą być najlepszym wyborem, jeśli użytkownikowi zależy na cichym, spójnym, pozbawionym wstrząsów naciskaniu klawiszy. Użytkownicy, którzy preferują szybki, słyszalny, ale namacalny kontakt przy każdym naciśnięciu klawisza, powinni wybrać przełączniki dotykowe.
Ekran dotykowy jest całkowicie odizolowany od przewodów pod napięciem, które przewodzą prąd, dlatego też przełączniki dotykowe nie stwarzają zagrożenia. Rzecz jasna, obsługując wszelkie elementy elektryczne, zawsze należy zachować ostrożność. Urządzenia elektryczne nie powinny być obsługiwane mokrymi rękami.