Piëzo-schakelaars

A piëzo-schakelaar is een elektrisch schakelaar op basis van de piëzo-elektrisch effect.

A piëzo-schakelaar(ook wel ‘Touch metal piezo-schakelaar’ genoemd) is een elektrische schakelaar die werkt op basis van het piëzo-elektrisch effect, ontworpen voor installatie op locaties (of in apparaten) en in toepassingen waar deze blootgesteld kunnen worden aan vandalisme of sabotage, zoals bij schakelaars voor voetgangersoversteekplaatsen, of aan frauduleus of ongeoorloofd gebruik, zoals bij schakelaars voor verkoopautomaten. Vandalismebestendige schakelaars die zich op voor het publiek toegankelijke apparaten bevinden of die buiten zijn geplaatst, moeten bovendien bestand zijn tegen stof, regen, sneeuw en veelvuldig gebruik.

De lading die door het piëzo-elektrische element in de schakelaar wordt opgewekt, wordt doorgaans gebruikt om een geïntegreerd halfgeleiderelement, zoals een veldeffecttransistor (FET), in te schakelen, waardoor de uitgang van de schakelaaractief wordt, oftewel “aan” staat. Wanneer de FET is ingeschakeld, kan er stroom doorheen vloeien, net als bij een conventionele schakelaar met metalen contacten. Nadat de spanningspuls in de gate-weerstand is afgevoerd, schakelt de FET weer “uit” en keert hij terug naar zijn normale toestand met hoge impedantie. Het piëzo-elektrisch effect is het opwekken van elektrische lading wanneer bepaalde materialen onder spanning staan. In het geval van piëzo-schakelaars, kan die kracht een drukkracht zijn die ervoor zorgt dat het (meestal schijfvormige) piëzo-element heel licht buigt, net als een trommelvlies.

Dus piëzo-schakelaar een enkele, korte “aan”-puls genereren. Deze puls kan variëren naargelang de uitgeoefende druk, aangezien hogere drukken hogere spanningen opwekken die meer tijd nodig hebben om weg te vallen. Een condensator kan worden gebruikt om de lading op te slaan, waardoor de tijdconstante van het poortcircuit en daarmee de pulsbreedte worden verlengd. Met aanvullende schakelingen kan deze puls verder worden verlengd of worden gebruikt om de toestand van een uitgang te veranderen van continu “uit” naar continu “aan” door een flip-flop om te schakelen.

Voordelen

Piëzo-schakelaar hebben een aantal interessante voordelen ten opzichte van hun conventionele mechanische tegenhangers. Een daarvan is dat er geen bewegende onderdelen zijn, alleen de kleine vervorming van de voorplaat en het piëzo-element (meestal enkele micrometers). Dit betekent dat de levensduur van een dergelijke schakelaar gegarandeerd tientallen miljoenen bedieningen bedraagt, aangezien er geen slijtage optreedt. Een ander voordeel is dat ze gemakkelijk volledig kunnen worden afgeschermd van de omgeving en daardoor weerbestendig kunnen worden gemaakt. Ze worden vaak vervaardigd met roestvrijstalen behuizingen, zodat ze bestand zijn tegen beschadiging door vandalen of intensief gebruik.

Traditionele elektromechanische schakelaars hebben bewegende onderdelen die onvermijdelijk slijten
De betrouwbaarheid van de elektromechanische schakelaars kan worden aangetast door verontreinigingen zoals vocht en stof, die de contactpunten kunnen vervuilen
De oplossing is een piëzo-schakelaar zonder bewegende onderdelen

Hoe werkt een piëzo-schakelaar?

• Er wordt met de vinger druk uitgeoefend op het oppervlak van de schakelaarbehuizing, waardoor deze ongeveer 2 micron doorbuigt.
• Deze druk activeert het piëzo-kristal, dat deze druk omzet in een elektrisch signaal dat wordt versterkt door de elektronica die in de behuizing is ingebouwd.

LANGIR Piëzo-technologie

De LANGIR®-technologie is gebaseerd op één enkele VPM (Versatile Piezo Module) die mechanisch is gemonteerd zonder gebruik te maken van lijm of soldeer. De VPM is ingekapseld in een metalen behuizing uit één stuk, die op maat is ontworpen of voldoet aan de industrienorm, waardoor de meest betrouwbare en duurzame schakelaar en toetsenbord ontstaat.
Het LANGIR®-productassortiment reikt van enkele schakelaars via diverse toetsenborden en bedieningspanelen tot toetsenborden van volledige grootte. Het LANGIR-productassortiment is vrijwel onverwoestbaar, robuust, afgedicht, fraudebestendig en vandalismebestendig, met een metalen behuizing en halfgeleiderelektronica die een ongekende duurzaamheid en betrouwbaarheid bieden.

Toepassingen van LANGIR-piëzo-technologie

Wij produceren meer dan 4000 op maat gemaakte producten voor een breed scala aan toepassingen: voedselverwerking • brandstofverdeling • cleanroom-interfaces • internetkiosken • toegangscontrole • vloeistofverdeling • mijnbouwapparatuur • noodoproepsystemen • Zuivelapparatuur • Hoogwaardige witgoedapparaten • Oceanografische instrumenten • Liften • Transportbanden • Autowasstraten • Weegapparatuur • Militaire toepassingen en nog veel meer.

Technische kenmerken:

Elektrische specificaties

• Spanning:
  Standaard 200 mA 24 V AC/DC – optie 1 A 24 V AC/DC
  NC-functies max. 600 mA 24 V AC/DC
• Spanning van de leds: 5 V DC, 12 V DC en 24 V, standaard of volgens de specificaties van de klant
• Contactweerstand: Geen
• Contactbounce: Geen
• EMI/RFI: Geen effect

Specificaties voor de functionele werking

• Tijdelijk / Vergrendelend
• Normaal open / Normaal gesloten
• Impact: schoktest met 1 kg
• Inschakelen / uitschakelen via een transistor

Mechanische specificaties

• Waterdichtheid: tot en met IP68
• Aansluiting: Wireleads PVC-draden 30 cm 24 AWG
• Materialen: aluminium en roestvrij staal
• Minimale bedieningskracht: 5 – 15 N+ (typisch)
• Werkingsprincipe: 100% halfgeleider, geen bewegende onderdelen
• Levensduur: +20 mm per cyclus, -40 °C tot 70 °C (typisch)