Jste zde

DYNAFORCE = citlivá ovládací tlačítka i pod kovovým krytem

Antonín Vojáček, 12. Červenec 2018 - 0:01

Mezi nové možnosti realizace velmi odolných ovládacích tlačítek patří novinka společnosti ALGRA s označením DYNAFORCE. Jak tato technologie funguje a k čemu je dobrá?

Ovládací tlačítka nebo klávesnice lze realizovat různými způsoby. Dnes nejběžněji mechanickým kontaktem, rezistivní dotykovou plochou nebo kapacitní dotykovou plochou. Žádnou z nich však nelze realizovat velmi odolná tlačítka skrytá i pod kovovým plechem, aniž by jej bylo nutné nějak mechanicky přizpůsobovat.

To naopak dokáže novinka švýcarské firmy ALGRA v podobě technologie nazvané DYNAFORCE.

Jak lze obecně realizovat ovládací tlačítka či plochy?

V případě mechanických tlačítek je buď možné využít odolná průmyslová mechanická tlačítka, pro které je však nutné vrtat otvory do krytu či panelu stroje nebo jeho ovládací skříňky nebo využít nalepovací, ale velmi málo mechanicky a chemicky odolné membránové klávesnice. Ty však v oblasti průmyslu velmi trpí a často "odchází" buď z důvodu necitlivého zacházení obsluhy nebo působení vodných nebo plynných chemikálií, které dříve nebo později poškodí kontakty tlačítek nebo spojů, které je propojují. Výhodou je však možné ovládání rukou holou i v rukavici, případ nějakým tupým nástrojem.

U rezistivních klávesnic / dotykových ploch je opět nutné použít měkkou pružnou dotykovou rezistivní fólii aplikovanou / instalována opět na povrchu zařízení, tedy na vnější straně jeho krytu a je tedy opět vydána "na pospas" okolním vlivům prostředí, tedy možného poškození jak mechanického rázu, tak působením chemických látek. Výhodou je však opět možnost ovládání rukou holou i v rukavici, případně nějakým tupým nástrojem.

Kapacitní tlačítka, klávesnice či dotykové plochy mají tu výhodu, že je lze skrýt i pod pevný plastový či plexi kryt tloušťky i několik milimetrů. Nicméně nelze tuto technologicky z logických důvodů použít pod kovovými kryty a navíc je nutné pro ovládání využít holou ruku či případně elektricky vodivý nástroj. Ovládání v rukavicích je tedy velmi problematické.

A pak je tu nově i technologie DYNAFORCE, která umožňuje realizovat tlačítka či jednoduchou klávesnici zcela skrytou i pod až 1 mm silným celistvým plechem ovládací skříně nebo panelu (plech bez jakýkoliv otvorů). Taktéž lze však jako krycí plochu využít plast či sklo. Další výhodou je možné ovládání rukou holou i v rukavici nebo i libovolným dostatečně pevným nástrojem.

Jak funguje technologie DYNAFORCE?

Jak je možné, že systém DYNAFORCE společnosti ALGRA funguje i pod až 1 mm tlustý nerezovým či hliníkovým plechem? Je totiž založen na principu měření síly vyvinuté dotykem pomocí miniaturních velmi citlivých tenzometrů.

Systém DYNAFORCE tvoří destička plošných spojů s integrovanámi tenzometrickýmu můstky v místě tlačítka, která se přilepí na zadní stranu krytu či ovládacího panelu.

Jednoduše napsáno, společnost ALGRA vyrábí standardní nebo na přání různě tvarově konfigurované samolepící destičky plošných spojů obsahující na pozicích tlačítek (dotykových plošek) miniaturní integrované tenzometrické můstky, tedy sestavu 4 minitenzometrů zapojených do Wheatstonova můstku. Tato destička se nalepí na zadní strany panelu nebo vnitřní stěnu ovládací skříně. V místě, kde se pak nacházejí snímací tenzometrické můstky, tak na vnější straně panelu či skříně vznikají dotykový místa. Ty tedy stačí libovolně označit (zakreslit, označit samolepkou či vyfrézováním apod.) a tím vzniká velmi mechanicky i chemicky odolná ovládací plocha s krytím stejné kvality, jako je samotné krytí použité skříně či panelu. Jak patrné, použitím systému DYNAFORCE totiž se nijak mechanicky nezasahuje do struktury skříně či panelu, nevrtají se ani neproráží žádné otvory a přitom snímací prvky i elektronika dotykových ploch je skrytá pod krytem.

Instalace lepením je jednoduchá a lze na čelní straně panelu lze vytvářet libovolné designové kreace provedení tlačítek.

Při vyvinutí i jen mírného tlaku na vnější stranu panelu či skříně v místě dotykové plochy dochází k jeho prohnutí (byť jen velmi malého), které z vnitřní strany zaznamená zmíněný nalepený tenzometrický můstek. Ten je v režimu bez stlačení vyvážený, zatímco při i jen mírném několik mikrometrů prohnutí se můstek rozváží a generuje na svém výstupu kladné napětí. Úroveň napětí pak vyhodnocuje řídící elektronika, která pak na svém výstupu již generuje standardní dvoustavový signál na vývodu odpovídající stisku příslušné dotykové plošky = tlačítka.

Slabý analogový napěťová signál z tenzometrického můstku putuje do vyhodnocovací elektroniky, kde je na základě nastavené citlivosti vyhodnoceno, zda došlo či nedošlo ke stisku některého z tlačítek.

Možnosti realizace tlačítek / klávesnic DYNAFORCE

Společnost ALGRA standardně vyrábí a dodává ovládací blok (destičky) v konfiguraci 5 tlačítek v řadě nebo matice 4x4, které mohou být buď prosvětlená (při použití pod plexi či sklem) nebo neprosvětlená (pro neprůhledné kryty - kov, plast). Tyto standardní konfigurace lze koupit již od 1 kusu. Dále však ALGRA nabízí i možnost zakázkové výroby v libovolné navržené konfiguraci u odběrů od 500 ks výše.

Integrovaná vyhodnocovací elektronika tlačítkové samolepící destičky umožňuje i nastavení citlivosti v rozsahu 100 g až 1000 g, tedy obecně napsáno, je možné si podle tloušťky a tvrdosti krycího panelu či stěny skříňky nastavit vhodnou ovládací sílu. Protože se v tenzometrickém snímacím systému nic nespíná a "jen" měří prohnutí, lze dosáhnout vysoké životnosti a velmi spolehlivé funkce. Odolnost proti mechanickému poškození či okolním povětrnostním či chemickým podmínkám je čistě dáno jen odolností zvoleného krytu (krycího panelu či stěny skříně) a tedy lze prakticky realizovat i maximální ochranu proti prachu i vodě, tedy krytí IP69k pro mytí tlakovou vodou, nebo vhodné hygienické prostředí (například pro stroje v potravinářství, farmacii či chemickém průmyslu). Protože je ovládací systém stále založen na stisku (stlačení) je zcela funkčně imunní proti libovolnému vnějšímu prachu či vodě, a lze jej tedy při vhodné zapouzdření používat i třeba pod vodou (trvale ponořený ovládací panel).

Závěr

Technologie DYNAFORCE je zajímavé a přitom poměrně systémově jednoduché řešení, jak vytvořit jednoduchý odolný ovládací terminál dle konkrétního požadavku a potřeby uživatele. Samozřejmě není vhodné pro všechny aplikace, ale u systémů vyžadující vysokou chemickou nebo mechanickou odolnost, to může být zajímavé řešení. V ČR prodává ALGRA DYNAFORCE moduly společnost OEM Automatic s.r.o.