Sakelar pendeteksi kecil memiliki banyak kegunaan di IoT
Sakelar pendeteksi ditemukan di aplikasi perangkat pintar, berkat faktor bentuk miniatur, daya tahan dan fleksibilitas desain.
Electronic Products meluncurkan seri komponen elektronik back-to-basics, dalam kemitraan dengan EDN, dengan pengenalan sakelar elektromekanis. Jangan lewatkan diskusi kami dengan Roger Bohannan, pemimpin segmen global untuk portofolio produk segmen medis C&K.
Sejak tahun 2014, implementasi teknologi Internet of Things (IoT) telah memungkinkan perangkat terhubung pintar untuk mendapatkan daya tarik di berbagai pasar. Banyak teknologi rumah pintar bertransisi dari perangkat pasif yang tidak terhubung ke perangkat aktif yang terhubung. Baik di rumah atau di jalan, perangkat rumah pintar memungkinkan kontrol lanjutan atas perangkat yang terhubung untuk menyederhanakan hidup kita dan menawarkan lebih banyak fungsi. Banyak dari perangkat ini biasanya didukung oleh kontrol atau sakelar elektromekanis yang inovatif. Karena jejak di dalam perangkat IoT semakin kecil, demikian juga komponen yang mengaktifkannya.
Menurut Markets and Markets, segmen IoT diproyeksikan mencapai $1.463,2 miliar pada tahun 2027, naik dari $250,7 miliar pada 2019, tumbuh pada tingkat pertumbuhan tahunan gabungan (CAGR) sebesar 24,9% selama periode perkiraan. Lebih khusus lagi, ukuran pasar rumah pintar global diperkirakan akan tumbuh dari $78,3 miliar pada tahun 2020 menjadi $135,3 miliar pada tahun 2025, dengan CAGR sebesar 11,6% selama periode perkiraan. Pertumbuhan tersebut didorong oleh berbagai faktor, seperti meningkatnya jumlah pengguna Internet, penerapan pemantauan rumah di lokasi terpencil, meningkatnya permintaan penghematan energi, perluasan gadget rumah pintar, dan meningkatnya kekhawatiran tentang keselamatan, keamanan, dan kenyamanan. di antara populasi umum.
Tren dan tantangan pasar
Potensi aplikasi IoT tidak terbatas. IoT memungkinkan pemantauan jarak jauh serta pengumpulan data analitik. Data ini dapat ditafsirkan dan digunakan untuk mendapatkan tampilan aset 360 derajat, yang memungkinkan OEM mengembangkan produk yang lebih memenuhi kebutuhan masyarakat. Permintaan umum untuk perangkat IoT telah menurun selama pandemi Covid-19; namun, perangkat IoT baru akan muncul, banyak yang terkait dengan peningkatan kesehatan dan kualitas hidup.
Tren miniaturisasi perangkat IoT bukanlah hal baru. Keterbatasan ruang PCB memerlukan sakelar pendeteksi kecil untuk menggantikan sakelar jepret yang umum digunakan. Sakelar jepret secara tradisional jauh lebih besar dan tidak cocok untuk dimasukkan ke dalam perangkat seukuran telapak tangan. Akibatnya, sekitar 80% aplikasi IoT rumah pintar yang disebutkan di atas menggunakan sakelar pendeteksi sebagai komponen inti yang penting.
Selain itu, produsen perangkat IoT ingin memasukkan sebanyak mungkin fungsionalitas dan pengumpulan data dalam mengurangi jejak produk. Hal ini sering menyebabkan kebutuhan akan lebih banyak barang elektronik dalam kemasan kecil, yang membutuhkan miniaturisasi lebih lanjut dan fleksibilitas desain.
Apa itu sakelar pendeteksi?
Sakelar pendeteksi, juga dikenal sebagai sakelar 'detektor', adalah sakelar elektromekanis mikro-miniatur yang mendeteksi (atau merasakan) setiap gerakan atau aktivasi pada aktuatornya yang dibuat oleh suatu objek. Di bawah sakelar pendeteksi, terdapat pemutusan kontak dimana jika ada sinyal listrik yang terhubung ke terminal sakelar pendeteksi, sinyal listrik yang cenderung dalam miliamp hingga mikroampere, akan mengalir melaluinya ketika sakelar dihidupkan. Aliran melalui sinyal ini dapat dihubungkan ke perangkat IoT lain untuk memicu urutan instruksi tambahan yang melakukan tugas tertentu pada perangkat.
Gambar 1 Tampilan struktur sakelar pendeteksi menunjukkan bagian-bagian utamanya. Sumber:C&K
Sakelar pendeteksi memberikan solusi fleksibel bagi para insinyur untuk merancang aplikasi di mana deteksi 'menit' diperlukan melalui perangkat kontak bergerak. Sakelar ini juga sangat kuat, di mana mereka dapat beroperasi dalam ribuan siklus hidup berulang kali tanpa kerusakan. Mereka menawarkan berbagai deteksi jarak perjalanan dalam ukuran paket kecil dan memenuhi persyaratan desain tapak kecil pada PCB.
Gambar 2 Saklar pendeteksi pemasangan permukaan mikro-miniatur terlihat terpasang pada PCB. Sumber:C&K
Konsep sakelar pendeteksi diturunkan dari sakelar jepret tradisional, sebagai alternatif yang lebih kecil untuk sakelar tindakan jepret yang lebih besar yang mendistribusikan arus lebih tinggi dalam kisaran miliampere hingga ampli. Batasan utama dari snap switch adalah ukurannya, terutama untuk perangkat IoT dan perangkat genggam lainnya, karena perangkat ini semakin kecil dan ringan. Sakelar pendeteksi miniatur menawarkan penghematan ruang hingga 50% dibandingkan sakelar snap-action yang sebanding, menjadikannya ideal untuk aplikasi IoT.
Gambar 3 Skema menunjukkan blok bangunan utama dari sakelar pendeteksi HDT0001. Sumber:C&K
Deteksi sakelar juga menggunakan arus level sinyal (tegangan DC) untuk perangkat IoT dan perangkat elektronik rumah tangga. Sakelar pendeteksi arus rendah mengkonsumsi sedikit atau tanpa energi listrik, menjadikannya solusi ideal untuk aplikasi jenis baterai. Tidak diperlukan sertifikasi UL/ENEC untuk mendeteksi sakelar.
Menggabungkan tapak miniaturnya dengan fleksibilitas pemasangan memungkinkan desainer menempatkan sakelar pendeteksi di hampir semua posisi, termasuk datar, vertikal, dan terbalik. Akibatnya, sakelar pendeteksi plug-and-play tidak membatasi desainer dalam merancang produk dan solusi.
Selain ukurannya yang ringkas, sakelar pendeteksi menawarkan banyak keuntungan. Hal ini memungkinkan lini produksi untuk menggunakan mesin robot untuk memilih dan menempatkan dengan cepat dan menyolder sakelar pada PCB. Lebih dari 90% sakelar pendeteksi menggunakan pemutusan SMD, yang berarti sakelar tersebut dirancang secara inheren untuk peralatan pick-and-place. Tanpa campur tangan manusia dalam proses pembuatannya, ini dapat memastikan sakelar mempertahankan kualitasnya, menghilangkan polusi dan kotoran yang dihasilkan dari penanganan sakelar melalui jari manusia.
Cara menentukan sakelar pendeteksi
Memilih sakelar pendeteksi yang benar tergantung pada persyaratan aplikasi. Berbagai macam sakelar pendeteksi tersedia untuk memenuhi hampir semua permintaan aplikasi. Opsi untuk dipertimbangkan termasuk:
Ukuran :Deteksi sakelar berkisar dari desain standar (~13 mm) hingga profil rendah dan mikro kompak (~6 mm) hingga ultra-miniatur (~2 mm).
Kehidupan operasi :100.000 hingga 1 juta siklus
Kondisi lingkungan :Mulai dari versi standar hingga versi berperingkat IPxx yang disegel untuk lingkungan yang keras.
Kekuatan operasi :35 gram hingga 50 gram
Jenis aktuasi :Dorong sirip, dorong horizontal, dorong vertikal, dan dorong tuas-sudut
Panjang aktuator :1,4 mm hingga 2,67 mm
Arah aktuasi :Ini termasuk vertikal atau horizontal, atas atau samping, dan sudut kanan atau kiri.
Jangkauan perjalanan :1,05 mm hingga 3,14 mm
Gaya penghentian :Ini mencakup versi SMT, lubang tembus, panel dan snap-in/chassis dan sekrup untuk persyaratan pemasangan dan pemasangan yang berbeda.
Kisaran suhu pengoperasian :Kisaran -40 °C hingga 85 °C memungkinkan pengoperasian di beberapa lingkungan yang keras.
Biasanya, sakelar pendeteksi adalah kutub tunggal dan seringkali hanya biasanya terbuka atau biasanya tertutup. Selanjutnya, ketika sakelar pendeteksi tidak disegel proses, ada risiko penetrasi fluks selama penyolderan. Ini biasanya harus dipertimbangkan selama proses pembuatan penyolderan detektor ke PCB.
Aplikasi utama
Sakelar pendeteksi biasanya digunakan dalam aplikasi rumah pintar berikut:
Robot pembersih:Digunakan untuk mendeteksi keberadaan kotak debu serta posisi arah roda robot.
Kunci pintu dan jendela pintar:Deteksi kunci dalam posisi aktif paksa dari dalam. Pintu tidak dapat dibuka secara manual dari luar.
Earbud:Mengaktifkan pengisian daya saat earbud dipasang ke dok dan mendeteksi apakah dok pengisi daya dalam posisi terbuka atau tertutup.
Kamera keamanan:Deteksi posisi batas rotasi lensa
Gerbang keamanan:Gerbang terbuka atau tertutup
Detektor asap:Deteksi untuk anti-gangguan detektor asap dan panel alarm
Sakelar pendeteksi juga dapat digunakan dalam berbagai aplikasi pintar lainnya, mulai dari kamera digital untuk mendeteksi pembukaan/penutupan penutup, fungsi zoom in/zoom out, dan pemasangan dan pelepasan lensa hingga pengukur utilitas untuk anti-gangguan oleh mendeteksi pelepasan penutup meteran.
Melayani semua desain elektronik
Untuk mengatasi tantangan yang diuraikan di sini dan memenuhi persyaratan industri, produsen sakelar seperti C&K menawarkan berbagai pilihan sakelar pendeteksi. Sakelar pendeteksi kecil dan andal adalah solusi ideal untuk semua desain elektronik di mana ukuran tapak menjadi perhatian. Sakelar pendeteksi menawarkan fleksibilitas dan fungsionalitas desain dengan berbagai opsi yang memungkinkan perangkat IoT yang inovatif dan imajinatif.
—Edward Mork adalah manajer lini produk di C&K.
>> Artikel ini awalnya diterbitkan di situs saudara kami, EDN.
