Технология датчиков делает электрические выключатели более умными

Thread Content

На протяжении десятилетий предсказывалось, что использование механических переключателей постепенно исчезнет, а датчики часто рассматривались как их основная альтернатива. Началась ли уже такая трансформация? Насколько она распространена? В этой статье мы рассмотрим эти вопросы. Как устройство с долгой историей, переключатель существует с эпохи промышленной революции. Было разработано множество выключателей, чтобы они лучше сочетались с электромеханическим оборудованием. К этим устройствам относятся реле, катушки, двигатели, лампы накаливания, а также сотни других продуктов, доступных на рынке в настоящее время. Датчик же представляет собой электронный устройство, предназначенное для совместной работы с такими электронными компонентами, как интегральные схемы, транзисторы и диоды. По мере все более широкого применения технологий микропроцессоров, в сетях электроснабжения, бытовой технике, электроинструментах, кондиционерах и потребительских электронных устройствах начинают использоваться датчики, которые легко подключаются к микропроцессорам. Свитчи обладают высокой надежностью и находят широкое применение. В приложениях с интерфейсом «машина-машина» переключатели часто используются в качестве деталей для обнаружения состояния открытия или закрытия дверей или крышек; ещё одним распространенным применением является определение положения — переключатели могут помочь выявить положение камер и рычагов; при контроле уровня на производственных линиях переключатели используются для определения того, заполнены ли ящики или контейнеры, находятся ли они на низком уровне или пусты, что способствует повышению эффективности производства. Датчики могут использоваться в устройствах с переключателями. По мере улучшения их функциональности они становятся заменой для некоторых старых электромеханических технологий переключателей. Использование датчиков для обнаружения объектов способствует уменьшению размеров устройства. Постоянно появляются все новые технологии датчиков, и датчики наличия, уровня и положения быстро заменяют старые механические и электромеханические переключатели. В то же время, поскольку технологии управления на основе микропроцессоров все шире применяются в различных областях, датчики на основе емкостного, индуктивного, ультразвукового, оптического и Гольджевского эффектов находят все более широкое применение в сетях умного электроснабжения и на потребительском рынке. Технология сенсоров с прикосновением также становится всё более популярной. Довольно распространенным является сенсорный экран, который предоставляет оператору визуальный интерфейс для прямого взаимодействия с большим количеством устройств. Сенсорные экраны компьютеров находят широкое применение в банкоматах, мониторах компьютеров (в некоторых случаях заменяя мышь), в системах безопасности автомобилей и зданий, в интеллектуальных сетях, а также в мобильных телефонах и PDA. Расширение сфер применения различных датчиков ещё больше стимулирует спрос на эту технологию. Несмотря на упомянутые выше особенности миниатюризации и простоты конструкции, во многих случаях сенсоры имеют недостатки с точки зрения долговечности. Поэтому использование сенсоров в качестве замены механических или электромеханических переключателей не является простой задачей. Одним из ключевых преимуществ переключателя является то, что он способен выдерживать более высокую электрическую нагрузку по сравнению с датчиками, что крайне важно для механических устройств с высокой индуктивностью или сопротивлением. Кроме того, для обработки таких нагрузок датчикам обычно требуются вспомогательные переключающие устройства, такие как реле. Переключатель обычно представляет собой устройство с двумя проводами и не требует внешнего питания. Датчики обычно имеют минимум трехпроводную конфигурацию, и для замены выключателя их необходимо переработать. Во всех устройствах переключатели обеспечивают питание, в то время как датчики также нуждаются в питании. Очевидно, что у переключателей и датчиков есть свои преимущества, поэтому для конкретных задач необходимо тщательно оценить ситуацию, чтобы определить, какой вариант наиболее подходит. Стоимость имеет большое значение: при любом техническом усовершенствовании необходимо учитывать вопросы затрат. Существует множество типов выключателей, цена одного из которых значительно ниже 1 доллара. Хотя цена датчиков снижается, она по-прежнему значительно превышает 1 доллар. Кроме того, существуют и другие факторы, которые следует учитывать: использование датчиков вместо переключателей может потребовать переработки конструкции продукта и схемы его электропитания, добавления дополнительных переключающих устройств для обеспечения совместной работы с датчиками, реконструкции производственных линий и обучения операторов. Все это приводит к увеличению затрат, связанных с переходом от использования переключателей к датчикам. Однако стоимость переключателя также является фактором, который может меняться. Экологические нормы становятся всё более строгими, и кадмий, используемый для производства контактов, из-за загрязнения окружающей среды подвергается всё более строгим ограничениям на многих рынках. Расходы, связанные с переработкой выключателей для соответствия экологическим требованиям, а также рост стоимости сырья для их производства, могут сократить разницу в стоимости между выключателями и датчиками. Важна ли стоимость? Да, действительно. Если затраты на переход от переключателей к датчикам слишком велики, производители, стремясь к более высокой прибыли, могут привести к тому, что такой переход не состоится. По мере роста спроса на продукты с электронным управлением на рынке, а также снижения стоимости новых датчиков, производители могут все чаще использовать датчики вместо переключателей. Улучшенная электрическая схема, использование меньшего количества датчиков вместо нескольких переключателей, а также повышение надежности датчиков в новых приложениях откроют новые возможности для рынка датчиков. Утверждение, что датчики полностью заменят переключатели, кажется несбалансированным; по крайней мере, в ближайшем будущем это не произойдет, поскольку во многих приложениях переключатели по-прежнему превосходят датчики. Однако с улучшением технологий датчиков они могут проявлять большую надежность в ситуациях, где переключатели склонны к выходу из строя. Инновационная деятельность способствует появлению новых приложений и технологий. Будем наблюдать, как рынок выключателей и датчиков сможет лучше соответствовать потребностям рынка. Оригинальный заголовок: Датчики делают электрические выключатели более умными