Στις βιομηχανικές εφαρμογές, τα μηχανικά κουμπιά σε κόμβους αισθητήρων, βιομηχανικά όργανα και πίνακες ελέγχου είναι επιρρεπείς σε σκόνη και όσο περισσότερο συσσωρεύεται σκόνη, τόσο περισσότερο οδηγεί τελικά σε αποτυχία του εξοπλισμού. Τα συστήματα διεπαφής ανθρώπινης μηχανής (HMI) που αντικαθιστούν τα μηχανικά κουμπιά με χωρητικούς μηχανισμούς αφής σε βιομηχανικά περιβάλλοντα προσφέρουν πλεονεκτήματα όπως ο κομψός σχεδιασμός, η ευκολία καθαρισμού και η λιγότερη ευαισθησία στη μηχανική ανεπάρκεια. Η τελευταία χωρητική τεχνολογία αφής είναι ένα βήμα προς τα εμπρός για την επίλυση ορισμένων από τις πιο δύσκολες προκλήσεις στο βιομηχανικό HMIS.
Ασυλίες προκλήσεις
Οι κινητήρες, οι επαναλήψεις και οι διακόπτες που λειτουργούν σε βιομηχανικά περιβάλλοντα μπορούν να εισάγουν σημαντικό θόρυβο σε γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτές οι πηγές θορύβου μπορούν να ενεργοποιήσουν ψευδώς μια συσκευή όταν μια διακύμανση στο σήμα μέτρησης τέμνει το όριο ανίχνευσης. Η παρακάτω εικόνα δείχνει πώς επηρεάζονται οι μετρήσεις χωρητικότητας όταν υπάρχει θόρυβος.
Με τη βοήθεια της σάρωσης και της επεξεργασίας πολλαπλών συχνοτήτων, τη διαμόρφωση του φάσματος και την ανίχνευση μηδενικής διασταύρωσης ενσωματωμένη στο υλικό, τα κουμπιά που υποστηρίζουν τις χωρητικές τεχνικές θα ξεπεράσουν τις επιδράσεις του θορύβου στο σύστημα. Η παρακάτω εικόνα δείχνει το σήμα παρεμβολής που επεξεργάζεται με τις προαναφερθείσες τεχνικές.
Παχιά προστατευτικά καλύμματα και προβλήματα γάντι
Για την προστασία των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων από επικίνδυνα και ακάθαρτα περιβάλλοντα, τα βιομηχανικά πάνελ διαθέτουν συχνά ένα παχύ γυαλί ή πλαστικό προστατευτικό κάλυμμα. Χωρίς οπές γεώτρησης στο προστατευτικό κάλυμμα, είναι συχνά αδύνατο να τοποθετηθούν μηχανικά κουμπιά όπου χρειάζονται, και αυτό καθιστά τον πίνακα επιρρεπείς σε αποτυχία. Τα βιομηχανικά περιβάλλοντα απαιτούν επίσης συχνά να φορεθούν γάντια για τη λειτουργία της μηχανής. Ενώ αυτό δεν αποτελεί σημαντικό ζήτημα για τα μηχανικά κουμπιά, μπορεί να έχει τεράστιο αντίκτυπο στις χωρητικές λύσεις αφής.
Τα χωρητικά κουμπιά μπορούν να λειτουργούν με γυαλί πάχους 60 mm και πλαστικές ασπίδες πάχους 25 mm, γεγονός που τους επιτρέπει να χρησιμοποιούνται σε αποστειρωμένα και επικίνδυνα περιβάλλοντα διατηρώντας παράλληλα το υλικό ασπίδας άθικτο.
Τα κουμπιά χωρητικότητας βασίζονται σε μια αλλαγή στην τιμή χωρητικότητας για να κατανοήσουν μια εντολή και η ανίχνευση ενεργοποιείται όταν ένα γειωμένο αντικείμενο - ένα ανθρώπινο χέρι - μπαίνει στο ηλεκτρικό πεδίο του αισθητήρα αφής. Η φθορά των βιομηχανικών γάντια προσθέτει ένα στρώμα μονωτικού υλικού (διηλεκτρικού) μεταξύ του χεριού και του ηλεκτροδίου, με αποτέλεσμα την αναξιόπιστη ανίχνευση.
Χρησιμοποιώντας ένα μεταλλικό προστατευτικό κάλυμμα, είναι δυνατόν να λειτουργήσετε την χωρητική οθόνη αφής ενώ φοράτε γάντια. Αντί να μετρήσει τη μεταβολή της χωρητικότητας που προκαλείται από το χέρι που εισέρχεται στο ηλεκτρικό πεδίο, μετράει την μεταβολή της χωρητικότητας που προκαλείται από την παραμόρφωση και την κάμψη της γειωμένης μεταλλικής ασπίδας. Αυτό καθιστά αυτή την τεχνολογική υποστήριξη φιλική προς το γάντι σχεδιασμό.
Προκλήσεις λειτουργίας χαμηλής ισχύος
Αρκετοί εκπομποί πεδίων στα βιομηχανικά συστήματα τροφοδοτούνται από έναν τρέχοντα βρόχο, ο οποίος παρέχει έναν πολύ περιορισμένο προϋπολογισμό ισχύος. Διατηρώντας την ικανότητα ανίχνευσης έως και τεσσάρων κουμπιών με λιγότερο από 4UA κατανάλωσης ενέργειας, η τεχνολογία που βασίζεται στον πυκνωτή παρέχει στους βιομηχανικούς χρήστες τη δυνατότητα να ορίζουν και να παρακολουθούν συσκευές πεδίου με πολύ χαμηλή ισχύ.
Η λύση
Η ανάπτυξη με την τεχνολογία Microcontroller MSP430 ™ (MCU) Captivate ™ βοήθησε στην αποφυγή πολλών από τις προκλήσεις. Το Cativate Touch MCU όχι μόνο παρέχει μια συμπαγή και εύκολη λύση για την αντικατάσταση των μηχανικών κουμπιών σε βιομηχανικά συστήματα HMI, αλλά επιλύει πολλά από τα προβλήματα με τις υπάρχουσες χωρητικές λύσεις αφής, όπως η ευρωστία και η ανθεκτικότητα σε θορυβώδη περιβάλλοντα. Η πιστοποιημένη λύση IEC το καθιστά υποστηριζόμενο για φορητές συσκευές. Η πιστοποιημένη λύση το καθιστά φιλικό προς το γάντι και χαμηλή ισχύ.