Piezo-Schalter
A Piezo-Schalter ist ein elektrisches Schalter basierend auf dem piezoelektrischer Effekt.
A Piezo-Schalter(manchmal auch als „Touch-Metal-Piezo-Schalter“ bezeichnet) ist ein elektrischer Schalter, der auf dem piezoelektrischen Effekt basiert und für den Einbau an Orten (oder in Geräten) und in Anwendungsbereichen konzipiert ist, an denen er Vandalismus oder Manipulationen ausgesetzt sein kann, wie beispielsweise bei Schaltern an Fußgängerüberwegen, oder betrügerischer oder unbefugter Nutzung, wie beispielsweise bei Schaltern an Verkaufsautomaten. Vandalismussichere Schalter, die sich an öffentlich zugänglichen Geräten oder im Außenbereich befinden, müssen zudem Staub, Regen, Schnee und häufigen Betätigungen standhalten können.
Die vom piezoelektrischen Element im Schalter erzeugte Ladung wird in der Regel dazu verwendet, ein integriertes Halbleiterbauelement wie beispielsweise einen Feldeffekttransistor (FET) einzuschalten, wodurch der Ausgang der Schalterbaugruppe aktiv wird, also “ein” ist. Wenn der FET eingeschaltet ist, kann Strom durch ihn fließen, wie bei einem herkömmlichen Schalter mit Metallkontakten. Nachdem der Spannungsimpuls im Gate-Widerstand abgebaut ist, schaltet der FET wieder auf “Aus” zurück, d. h. in seinen normalen Zustand hoher Impedanz. Der piezoelektrische Effekt ist die Erzeugung elektrischer Ladung, wenn bestimmte Materialien einer Belastung ausgesetzt sind. Im Falle von Piezo-Schalter, könnte es sich bei der Kraft um einen Druck handeln, der dazu führt, dass sich das (in der Regel scheibenförmige) Piezoelement ganz leicht wie ein Trommelfell verbiegt.
Somit Piezo-Schalter einen einzelnen, kurzen “Ein”-Impuls erzeugen. Dieser Impuls kann je nach ausgeübtem Druck variieren, da höhere Drücke höhere Spannungen erzeugen, deren Abklingen länger dauert. Ein Kondensator kann verwendet werden, um die Ladung zu speichern und so die Zeitkonstante der Gate-Schaltung und damit die Impulsbreite zu verlängern. Mit zusätzlichen Schaltungen lässt sich dieser Impuls weiter verlängern oder dazu nutzen, den Zustand eines Ausgangs durch Umschalten eines Flip-Flops von dauerhaft “Aus” auf dauerhaft “Ein” zu ändern.
Vorteile
Piezo-Schalter bieten gegenüber ihren herkömmlichen mechanischen Pendants einige interessante Vorteile. Einer davon ist, dass es keine beweglichen Teile gibt, sondern lediglich eine geringe Verformung der Frontplatte und des Piezoelements (in der Regel einige Mikrometer). Das bedeutet, dass die Lebensdauer eines solchen Schalters auf mehrere zehn Millionen Betätigungen garantiert werden kann, da kein Verschleiß auftritt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sie leicht vollständig gegen Umwelteinflüsse abgedichtet und somit wetterfest gemacht werden können. Sie werden häufig mit Gehäusen aus Edelstahl gefertigt, sodass sie gegen Vandalismus und starke Beanspruchung widerstandsfähig sind.
Herkömmliche elektromechanische Schalter verfügen über bewegliche Teile, die sich zwangsläufig abnutzen.
Die Zuverlässigkeit der elektromechanischen Schalter kann durch Verunreinigungen wie Feuchtigkeit und Staub beeinträchtigt werden, die die Kontaktstellen verschmutzen.
Die Lösung ist eine Piezo-Schalter ohne bewegliche Teile
Wie funktioniert ein Piezo-Schalter?
- Durch Fingerdruck auf die Oberfläche des Schaltergehäuses wird dieses um etwa 2 Mikrometer ausgelenkt.
- Dieser Druck aktiviert den Piezo-Kristall, der diesen Druck in ein elektrisches Signal umwandelt, das von der im Gehäuse integrierten Elektronik verstärkt wird.
LANGIR Piezo-Technologie
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Die LANGIR®-Technologie basiert auf einem einzelnen VPM (Versatile Piezo Module), das mechanisch ohne den Einsatz von Klebstoffen oder Lötverbindungen zusammengebaut wird. Das VPM ist in einem einteiligen Metallgehäuse untergebracht, das entweder kundenspezifisch oder gemäß Industriestandard gefertigt wird, wodurch der zuverlässigste und langlebigste Schalter und die langlebigste Tastatur entstehen.
Die LANGIR®-Produktreihe reicht von Einzelschaltern über eine Vielzahl von Tastenfeldern und Bedienfeldern bis hin zu Tastaturen in Standardgröße. Die LANGIR-Produktreihe ist praktisch unzerstörbar, robust, abgedichtet, manipulations- und vandalismussicher und verfügt über ein Metallgehäuse sowie Halbleiterelektronik, die sich durch beispiellose Langlebigkeit und Zuverlässigkeit auszeichnet.
Anwendungsbereiche der LANGIR-Piezo-Technologie
Wir fertigen über 4.000 maßgeschneiderte Produkte für ein breites Anwendungsspektrum: Lebensmittelverarbeitung • Kraftstoffabgabe • Reinraum-Schnittstellen • Internet-Kioske • Zugangskontrolle • Flüssigkeitsabgabe • Bergbaumaschinen • Notrufsysteme • Milchverarbeitungsanlagen • Hochwertige Haushaltsgeräte • Ozeanografische Instrumente • Aufzüge • Förderbänder • Autowaschanlagen • Wägegeräte • Militärische Anwendungen und vieles mehr.
Technische Merkmale:
Elektrische Daten
- Spannung:
Standard: 200 mA, 24 V AC/DC – optional: 1 A, 24 V AC/DC
NC-Funktionen, max. 600 mA, 24 V AC/DC - LED-Spannung: 5 V DC, 12 V DC und 24 V – Standard oder nach Kundenspezifikation
- Kontaktwiderstand: kein
- Kontaktfehler: Keine
- EMI/RFI: Keine Auswirkung
Funktionale Betriebsspezifikationen
- Momentan / Verriegelt
- Normalerweise offen / Normalerweise geschlossen
- Stoßbelastung: 1 kg Stoßtest
- Ein-/Ausschalten über einen Transistor
Technische Daten
- Wasserdichtigkeit: Bis IP68
- Anschluss: PVC-Anschlusskabel, 30 cm, 24 AWG
- Materialien: Aluminium und Edelstahl
- Mindestbetätigungskraft: 5 – 15 N+ (typisch)
- Mechanismus: 100% – Halbleiterbauweise, keine beweglichen Teile
- Lebensdauer: +20 mm Zyklus, -40 °C bis 70 °C (typisch)
