Technologie bezdotykowych przycisków

Pandemia COVID 19 dała impuls do rozwoju technologii, która była wcześniej znana tylko wtajemniczonym w wyspecjalizowanych zastosowaniach: przełącznikom bezdotykowym. Na początku brzmi to dezorientująco, jesteśmy bowiem przyzwyczajeni do naciskania przycisków. Zwykle słyszymy lub czujemy wówczas solidne kliknięcie i od razu wiemy, że nastąpiło przełączenie. W przypadku przycisków nazywamy to sprzężeniem zwrotnym dotykowym.

Nietradycyjne technologie przełączników, takie jak systemy pojemnościowe lub piezoelektryczne, zwykle zapewniają jedynie optyczne sprzężenie zwrotne (np. poprzez oświetlenie punktowe lub pierścieniowe). Oczywiście możliwe jest również dodanie akustycznego sprzężenia zwrotnego do przełączników. Przełączniki bezdotykowe robią dokładnie to samo: informacja zwrotna jest przekazywana poprzez zmianę oświetlenia.

Problem

Higiena, higiena i jeszcze raz higiena: to było najpopularniejsze credo podczas kryzysu COVID 19. Patogeny mogą się łatwo i szybko rozprzestrzeniać, zwłaszcza w miejscach o dużej gęstości odwiedzających. Dotykanie powierzchni stykowych (np. klamki) może przenosić bakterie i wirusy poprzez infekcję wymazową. W sektorze opieki zdrowotnej, ale także w budynkach użyteczności publicznej, gastronomii lub zakładach przetwórstwa żywności, ryzyko rozprzestrzeniania się jest szczególnie wysokie.

Jak to działa?

Istnieją różne technologie, które można wykorzystać do przełączania bezdotykowego (patrz tabela porównawcza poniżej). Powszechne jest stosowanie optycznych czujników podczerwieni i czujników mikrofalowych, jednak te dwie koncepcje reprezentują również dwa bieguny cen. Szczegółowy opis wszystkich możliwych technologii wykraczałoby poza zakres tego artykułu, jednak podstawowa zasada wszystkich tych systemów jest podobna do zasady sonaru. Zamiast sygnału akustycznego emitowany jest sygnał optyczny, który uderza w obiekt, jest odbijany, a następnie wykrywany. Przyjrzyjmy się jednak bliżej jednej z możliwych koncepcji, która może być wciąż nie jest powszechnie znana.

© Schurter

Time of Flight

Technologia, która działa bardzo precyzyjnie i szybko, nazywa się ToF. Time of Flight został wprowadzony na rynek w latach 80-tych a jej podstawowa zasada opiera się na pomiarze czasu lotu światła. Światło jest emitowane przez nadajnik i odbijane przez jeden lub więcej obiektów, a odbite wiązki światła są wykrywane przez odbiornik i na tej podstawie określana jest odległość. Ta technologia umożliwia bardzo precyzyjne ustawienia.

Niezawodny i bezpieczny

W zależności od aplikacji, fałszywe wyzwalanie przełączenia może stać się prawdziwym problemem. I nie chodzi o przełączenie podczas czyszczenia powierzchni – choć przecież nawet wówczas przełącznik nie powinien oczywiście zadziałać - ale na przykład w szpitalu, podczas  użytkowania automatycznych drzwi, przez które przechodzą osoby słabe lub poważnie ranne. ToF jest tutaj bardzo niezawodny.

Kolejną zaletą ToF jest niewrażliwość na kolory. Nie ma znaczenia, czy do czujnika zbliżamy się w białych, czerwonych czy czarnych rękawiczkach. Nie ma to wpływu na wykrywanie: sygnał jest zawsze konwertowany z tą samą szybkością i precyzją. Inne technologie czujników optycznych często mają trudności z rozróżnieniem jasnych i

ciemnych przedmiotów, co skutkuje różnymi czasami reakcji, co może prowadzić do zakłóceń pracy przełącznika.

Obszary zastosowań

Wyłączniki bezdotykowe znajdują zastosowanie wszędzie tam, gdzie wymagane są podwyższone wymagania higieniczne dotyczące np. otwierania drzwi. Należą do nich szpitale, gdzie stosuje się je w drzwiach sal operacyjnych, laboratoriów i pokojów pacjentów. Innym przykładem mogą być publiczne toalety, od otwierania drzwi do spłukiwania toalety i kranu do mycia rąk, wszystko można uruchomić bezdotykowo. W placówkach opiekuńczych, zwłaszcza przeznaczonych dla osób o ograniczonej sprawności ruchowej, przełączniki bezdotykowe znacznie ułatwiają życie.

Ciekawym zastosowaniem jest również otwieranie drzwi dla personelu w branży gastronomicznej między kuchnią a strefą gości, gdzie często nie ma wolnej ręki. To samo dotyczy szpitali, kiedy pacjenci są przenoszeni.

Dalsze zalety

Przełączniki bezdotykowe oferują bardzo wysoką niezawodność ze względu na całkowity brak jakichkolwiek ruchomych części. Ze względu na zamkniętą konstrukcję i wynikającą z tego wysoką ochronę IP można je bez problemu stosować na zewnątrz. Pożyteczną cechą, o której rzadko myśli się na początku, jest możliwość użycia takiego przycisku jako bariery świetlnej. Wystarczy zmienić odległość wykrywania i automatycznie otworzyć niezliczone nowe aplikacje.

Potencjalne wady

Jednak w zależności od zastosowanej technologii przełączniki te mogą również mieć problemy z fałszywym wyzwalaniem. Przykładem niech będzie pszczoła, lecąca bezpośrednio wzdłuż czujnika i wyzwalająca impuls. Podczas użytkowania na zewnątrz do czujnika mogą dostać się krople deszczu lub płatki śniegu, co również może prowadzić do niepożądanego wyzwalania.

Oprócz fałszywego wyzwalania jest jeszcze jedna kwestia: osoby niedowidzące nie są w stanie rozpoznać odległości do przełącznika ani tego, czy został uruchomiony, jeśli oprócz sprzężenia optycznego nie włączono powiadamiania  akustycznego.

Wnioski

Przełączniki bezdotykowe tworzą nowy ‘gatunek’, który w swoich specyficznych obszarach zastosowania posiada właściwości trudne do przecenienia i w przyszłości będziemy o nich słyszeć znacznie więcej.

Artykuł opublikowano dzięki uprzejmości firmy © Schurter