广告

面向智能应用的长寿命体积小检测开关

时间:2022-01-05 09:17:01 作者:EDWARD MORK 阅读:
自2014年以来,物联网(IoT)技术的实施使智能联网设备在广阔的市场中吸引了众多的关注。许多智能家居技术正在驱动被动、未联网的设备向主动的联网设备过渡。无论是在家中还是在路途中,智能家居设备都可以为联网设备提供高级控制,从而简化人们的生活并提供更丰富的功能。
广告

自2014年以来,物联网(IoT)技术的实施使智能联网设备在广阔的市场中吸引了众多的关注。许多智能家居技术正在驱动被动、未联网的设备向主动的联网设备过渡。无论是在家中还是在路途中,智能家居设备都可以为联网设备提供高级控制,从而简化人们的生活并提供更丰富的功能。这类设备通常都有创新的机电控制或开关来支持。随着物联网设备内部空间的不断压缩,其内部组件也必须越来越小。

根据Markets and Markets的数据,物联网细分市场的市值到2027年预计将达到14632亿美元,而2019年时还仅仅是2507亿美元,预测期内的复合年增长率(CAGR)为24.9%。更具体地说,全球智能家居的市场规模预计将从2020年的783亿美元增长到2025年的1353亿美元,预测期内的复合年增长率为11.6%。这种增长受多种因素的驱动,例如互联网用户数量的增加、偏远地区家庭监控的实现、节能需求的增长、智能家居产品线的扩张,以及普通人群对安全性和便利性的日益关注等。

市场趋势与挑战

物联网应用的潜力是无穷的。它可以实现远程监控,同时收集数据用于分析。这些数据可以被解释并用来生成房屋中360度全面视图,从而使OEM能够开发出更好的产品以满足人们的需求。在新冠疫情大流行期间,尽管对物联网设备的总体需求有所下降,但新的物联网设备又会兴起,而其中许多设备都与改善健康和生活质量相关。

物联网设备的小型化趋势已不是什么新鲜事。传统的速动开关体积较大,不能放入手掌大小的物联网设备中,PCB有限的空间要求用更小巧的检测开关来代替常用的速动开关。现在,智能家居物联网应用中约有80%的设备都将检测开关作为必不可少的核心组件。

此外,物联网设备制造商希望在不断缩小的产品中集成尽可能多的功能,并收集尽可能多的数据。这通常要求在小小的封装中挤进更多的电子器件,而这对器件的小型化与设计灵活性又提出了更进一步的要求。

什么是检测开关?

检测开关,也称为“检测器”开关,它是一种微机电开关,可检测(或感应)物体在其执行器上造成的任何移动或激活动作。检测开关的下方都有一个接触端子,如果开关已经打开,当有电信号连接到该端子时,将会有几毫安或几微安的电信号流过它。该信号流可以连接到其他物联网设备,以触发其他设备上执行特定任务的一系列指令。

图1:检测开关的主要部件结构图。(本文图片来源:C&K)

检测开关为工程师提供了灵活的解决方案,可以用来设计要求通过移动触点器件实现“微动”检测的应用。这些开关非常坚固,在数千次反复开关中不会有任何损坏。它们均采用小尺寸封装,并提供各种位移距离检测,同时还能满足PCB上的小占位面积的设计要求。

图2:安装在PCB上的微动表面贴装检测开关。

检测开关的概念源自传统的速动开关,作为体积较大的速动开关的更小替代品,可以分发更大的电流(从几毫安到几安培)。速动开关最大的缺点是尺寸过大,对于已经越来越小的物联网设备和其他手持设备而言,这个缺点尤为突出。与同类的速动开关相比,微动检测开关最多可节省50%的空间,因此是物联网应用的理想选择。

图3:HDT0001检测开关的主要构建块原理图。

检测开关还为物联网设备和家用电子设备提供信号电平电流(直流电压)。低电流检测开关消耗很少甚至不消耗电能,这使它成为电池类应用的理想解决方案。而且,检测开关也不需要通过UL/ENEC认证。

凭借微型的尺寸以及灵活的安装方式,检测开关几乎可以放置在PCB的任何位置,包括平面位置、垂直位置,甚至倒置。在设计产品和解决方案时,采用即插即用的检测开关,设计人员不会有任何掣肘之处。

除了紧凑的尺寸之外,检测开关还有很多优点。它允许生产线使用机器人在PCB上快速取放和焊接。超过90%的检测开关采用表面贴装(SMD)接线端子,这意味着它们本来就是为贴片机设备而设计的。其制造过程无需任何人工干预,因此可以确保开关的质量,避免因人手处理开关带来污染和污物。

如何选择检测开关

根据应用需求来选择正确的检测开关。业内有多种检测开关,可以满足几乎所有的应用需求。具体需考虑的选项包括:

  • 尺寸:分为标准型(约13mm)、小尺寸紧凑型(约6mm)和超微型(约2mm)。
  • 寿命:10万至100万次
  • 环境条件:从常态的普通环境到严苛的各级IPxx环境均能适用。
  • 操作力:35g至50g
  • 执行方式:推鳍、水平推、垂直推和角度推杆
  • 执行器长度:1.4mm至2.67mm
  • 执行方向:包括垂直或水平、顶部或侧面、右旋或左旋。
  • 行程:1.05mm至3.14mm
  • 端接方式:包括表面贴装(SMT)、通孔固定、面板内嵌/底盘螺钉固定等安装方式,适用于不同的安装与固定需求。
  • 工作温度范围:-40°C至85°C,可在严苛的环境中工作。

检测开关都是单极的,而且通常为常开或常闭。此外,当检测开关未密封时,焊接过程中将存在助焊剂渗透的风险。故在将检测开关焊接到PCB的制造过程中,需要注意这一点。

关键应用

检测开关常用于以下智能家居应用:

  • 清洁机器人:检测尘盒是否安装以及机器人轮子方向的位置。
  • 智能门窗锁:从内部检测位于强制开启位置的锁。该锁不能从外部手动开启。
  • 耳塞:当耳塞放入充电座时开始充电,并检测充电座是处于打开还是关闭位置。
  • 安全摄像头:检测镜头旋转的极限位置
  • 安全门:检测门是打开还是关闭
  • 烟雾探测器:为烟雾探测器和报警面板的防篡改功能提供检测

检测开关还可用于各种其他智能应用,从检测数字摄像头盖子的打开/关闭、放大/缩小功能或者镜头的连接或拆卸,到检测公用事业仪表盖是否移除从而防止被篡改。

用于所有类型的电子设计

为了应对上文提到的挑战并满足行业要求,C&K等开关制造商提供了丰富的检测开关产品。对于有空间限制的电子设计而言,小巧而可靠的检测开关是理想的解决方案;而且,它通过提供多样的选择实现了设计灵活性与功能性,赋能物联网设备不断创新并发挥想象力。

(参考原文:Detect switchesdeliver small size, long life for smart applications

本文为《电子工程专辑》2021年12月刊杂志文章,版权所有,禁止转载。点击申请免费杂志订阅 

责编:Amy Wu

本文为EET电子工程专辑 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 4G仍是当前主流网络,但5G私有网络悄然兴起 随着独立5G以及CBRS频谱共享广获采用,全球5G私有网络市场也加速发展。预期2022年将会有更多大企业部署这项技术,展开更多的测试。
  • “零信任”大势下,谈谈云权限管理(CPM)基础知识 "永远不要相信任何人和任何事。"是一句我们常在电影里听到的名言,其实这句话也同样适用于云端安全管理。疫情之后,随着云计算在世界上的进一步普及,保护云端环境下企业资产安全的需求日益增加,人们对预防性方法越来越感兴趣。先验的云安全立场背后的理念称为“零信任”……
  • 证监会辟谣:未对小米产业链相关企业出台IPO限制性政策, 近日,市场有传言称监管层对“当前科创板、创业板在审涉及小米产业链的项目做了排查,包括是否有小米投资以及是否存在投资后拉动业务和扩大销售等行为;且涉小米产业链的公司,IPO将受限”。3月29日,证监会官方网站发布消息,以答问形式回应称……
  • 条形码运作原理和主要类型:常见编码系统技术概述 首个条形码是20世纪70年代在一包口香糖上被扫描的,后来它成为了一种提供机器可读UPC(通用产品代码)的强大方法,在工业中被广泛应用。如今我们的生活中处处离不开扫码,读码器制造商也在不断寻求突破创新……
  • 4G + Harmony > 5G ? 华为2022新品发布会,带来P50E 4G手机,让大家哗然,但是华为有决心能够在鸿蒙加持下获得非凡用户体验。
  • 物联网创新应用展望:成熟的工业和商业市场推动物联网的 物联网将在2022年广泛应用在各个新行业。Silicon Labs副总裁兼工业及商业物联网产品部总经理Ross Sabolcik分享了他对未来的看法。在本文中,您将了解到: • 为什么物联网已准备好进行市场扩张 • 商业、工业和医疗市场将如何应用物联网解决方案
  • 新款iPad Pro 2021成最受欢迎的 由于采用性能相对强大的M1处理器和mini-LED屏幕以及更多的创新,新款iPad Pro 2021已经成为消费者心目中最受欢迎。然而,iPad 2却已经在全球范围内被列入“复古和过时”的名单中。
  • 三星折叠屏手机Galaxy Z Fold 3 目前来看,折叠屏新机作为一种新的生产力工具,逐渐成为高端/平板的一种趋势,有报料称三星的Galaxy Z Fold 3发布时间或为7月,并且会引入新手势操控。
  • 类脑芯片与智能座舱深度融合,时识科 类脑智能与应用解决方案提供商SynSense时识科技宣布与宝马展开技术探索,推进类脑芯片与智能座舱应用场景的深度融合。双方将主要围绕SynSense时识科技基于类脑技术的“感算一体”动态视觉智能SoC——Speck,探索汽车内外相关车载智能应用创新。
  • 美光:智能边缘应用的供应链和汽车架 随着数十亿台设备产生的数据和洞察力不断激增,智能边缘也随之崛起
广告
热门推荐
广告
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了