Jste zde

TEST - Kapacitní (bez)dotykové spínače Dinel CTS-41

Antonín Vojáček, 31. Březen 2014 - 20:19

Dostal jsem možnost vyzkoušet zajímavou a zatím ne moc obvyklou novinku - (bez)dotykové spínače Dinel CTS-41, umožňující zapínat a vypínat zařízení prostřednictvím kapacitní vazby mezi čelem snímače a prsty obsluhy. Princip je tedy podobný jako u již často používaných kapacitních dotykových ploch chytrých telefonů a tabletů, ale zde je možné si s jejich pomocí vytvořit vlastní kapacitní ovládaní nejen osvětlení, ale s využitím dalších komponent i libovolného zařízení. Prostě je možné je použít jako zcela ekvivalentní náhradu 24 V přepínače.

Základní funkce

Kapacitní dotykové spínače Dinel CTS-41, či raději z pohledu jejich funkce bych spíše měl uvést "přepínače", představují poměrně placaté (tloušťka je 9 mm) ploché čtverhranné komponenty (40 x 40 mm), jejichž zcela hladké plastové čelo se pomocí lepidla, oboustranné lepicí pásky či dvěma šrouby připevňují na zadní stranu elektricky nevodivého krytu, stěny či podložky. Ta může být až 30 mm silná (tlustá) či v některých případech dokonce i více. To v omezené míře závisí na materiálu, ze kterého je vyrobena. Na jejích plošných rozměrech pak nezáleží.

Kapacitní snímač / spínač Dinel CTS-41 je malý plastový "čtvereček" o rozměrech cca 40x40x9 mm, který se svojí čelní hladkou plochou prostě buď přilepí (či pomocí dvou upevňovacích otvorů přišroubuje) na zadní stranu stěny, krytu, víka, či podložky.

Opakovaným přibližováním jednoho či více prstů či jiné elektricky vodivé části lidského těla pak při zapnutém napájení 24 VDC spínače CTS-41 dochází střídavě k zapínání a vypínání výstupu - tedy jde o funkci přepínače (nikoliv o funkci spínače, který je sepnutý jen po dobu stisku).. Přesněji řečeno dochází ke spínání a rozpínání napájecího napětí spínače přivedeného na šroubovací svorky , tedy ve většině případů 24 VDC (výrobce ale uvádí rozsah 10 až 30 VDC). Nejde tedy jako u klasických tlačítek či přepínačů o beznapěťový kontakt, ale o napěťový výstup vyvedený na šroubovací svorky L+ a L-, na který lze hned připojit řídicí vstupy ovládaného zařízení nebo i napájecí vstupy 24 V spotřebičů. Těmi mohou například být různá LED osvětlení, čidla, stejnosměrné motory a pohony, elektromagnetické ventily a další i poměrně výkonově dost dimenzované zátěže. Proudové zatížení spínače totiž může být až 10A, což nám dává zátěž až 240W (samozřejmě napájecí zdroj spínače musí být na tuto zátěž dimenzován).

Stačí přiblížit jen jeden či více prstů a snímač Dinel CTS-41 i přes stěnu z plexiskla okamžitě zareaguje a přepne svůj stav výstupu na opačný. Pracuje tak ve funkci přepínače.

Schopnost "vidět přes různé materiály"

Prakticky jsem při testování zkoušel hlavně schopnost "vidět přes různé materiály" a přes jaké jejich tloušťky ještě spínače bude reagovat na přiblížení dvou prstů mé ruky. Hlavně mě zajímal výrobcem uváděný limit 30 mm, a jeho platnost pro různé materiály. Pro tyto účely jsem si připravil většinu běžně používaných elektricky nevodivých materiálů, tedy plast (ABS i PVC), plexisklo, dřevo, papír, guma, v tloušťkách cca 5 mm, které jsem následně postupně vrstvil na sebe a testoval, zda snímač ještě bude reagovat na střídavé přibližování mého prstu a rozsvítí / zhasne na výstup připojené LED světlo.

Praktickými zkouškami jsem zjistil, že všechny výše uvedené materiály plast (ABS a PVC), plexisklo, dřevo, papír a guma byla elektronika snímače schopna vždy bez větších problémů vykompenzovat do celkové tloušťky cca 25 mm. Výrobcem udávaná hranice 30 mm, kterou však negarantuje pro všechny materiály, jsem pak dosáhl pro dřevo, plexisklo a plast, ale funkce je již docela na hraně a je nutné počítat s pomalejší reakcí, tedy přiložením prstu na delší dobu (až několik sekund). Pro gumu a papír (svazek papírů v podobě knihy) byla tloušťka 30 mm již příliš, ale v praxi to bude v této oblasti asi již dost záviset na konkrétním složení a struktuře materiálu.

Jedna či dvě desky tloušťky 1 cm nejsou pro funkci žádným problémem (viz první dva obrázky zleva). Papírová kniha tloušťky 3 cm již je přesně na hraně schopností snímače ji prosvítit (viz obrázek vpravo). Přepínač zde sice ještě pracuje, ale je nutné počítat s trošku pomalejší reakcí přepnutí (prsty je nutné déle držet opřené o vnější plochu v místě středu snímací plochy).

Zde je však nutné také zmínit, že montáž (upevňování) snímací části na podložku je vhodné provádět při vypnutém napájení a to následně zapnout až po umístění nejen snímače, ale i daného krytu či podložky do provozní pozice. Nejde o nějakou hrozbu poškození a pod., ale o prostý fakt, že při zapnutí se snímací část dotykového spínače krátce nakalibruje na danou podložku i okolní provozní podmínky a "odstíní" jejich vliv. Pokud není síla stěny podložky příliš vysoká či okolní podmínky provozně nevhodné, pak již spolehlivě reaguje na přiblížení prstu a spíná svůj výstup. V opačném případě se obvykle jeho funkce zasekne na trvale sepnuté či trvale vypnuté pozici a stejně je nutné jej restartovat vypnutím a zapnutím jeho napájení. Pokud je však síla stěny příliš velká, snímač již vliv stěny nemusí být schopen vykompenzovat ani při restartu a prostě nebude na přiblížení prstů reagovat vůbec nebo jen někdy a tedy nespolehlivě.

Možná využití

Na základě mého praktického testování a i při následném různém hraní, jsem mimo výrobcem prosazovaném použití jako ovladače osvětlení pod sádrokartony, otestoval bezproblémové použití pro průmyslové aplikaci, například pro účely skrytých tlačítek či náhradu mechanických spínačů / přepínačů pro ovládání strojů. Snímače CTS-41 lze například velmi snadno, rychle a efektivně upevnit kvalitní oboustrannou lepicí páskou na vnitřní strany krytů plastového rozvaděče či skříně, na který se z vrchní strany jen umístí nějaká forma obrázků symbolů (například samolepky symbolů tlačítek) a vytvoří se tak z pohledu stupně krytí IPxx i odolnosti na mechanické poškození velmi odolné ovládání stroje.

Dále se mi prakticky také líbila spolehlivá reakce na přiblížení nohy, což spínače CTS-41 velmi dobře předurčuje k využití pro realizaci různých nožních pedálů a spínačů bez nutnosti využívat náročných mechanických pohyblivých komponent. Také by je bylo možné uložit pod dřevěné i plastové plovoucí podlahy, PVC rohože a podobné krycí materiály a efektně využít pro automatické zapínání osvětlení, spotřebičů či řízení reakce zařízení na průchod či přiblížení osob. Malá zástavbová výška spínače (cca 5 mm) by to umožňovala. Snímání ze spodu nahoru vylučuje možnost zmatení senzoru postavením nějaké překážky mezi něj a osobu.

Takovéto plochy z různých plastů, plexiskel, dřeva či různých lisovaných dřevopapírových materiálů jsou pro funkci snímačů / přepínačů Dinel CTS-41 zcela ideální.

Základní parametry (dle údajů výrobce):

Napájecí napětí: 10 ... 28 V DC
Proudový odběr (klidový stav): max. 10 mA
Spínaný proud: max. 10 A (trvale)
Rozměry: 41 x 43 x 10 mm
Maximální tloušťka krycí stěny: 30 mm (materiál dřevo)
Citlivost: na dotyk ruky
Pracovní teplota: -10 ... +50 °C
Hmotnost: cca. 60 g

Závěr

Výsledky testu kapacitních snímačů / spínačů CTS-41 mě celkově více než uspokojily a je možné konstatovat, že výrobcem udávané informace jsou pravdivé. Cena jednoho je snímače 450,- Kč bez DPH.