Sterowniki dotykowe LED - dodatkowe informacje

Dostępny w naszej ofercie ściemniacz dotykowy LED EC-11DT oraz przełącznik dotykowy EC-11T umożliwiają sterowanie oświetleniem (jak również innymi urządzeniami) za pomocą dotyku. Jest to czasami bardzo wygodne oraz atrakcyjne rozwiązanie, które jednak posiada kilka specyficznych wymagań i w pewnych sytuacjach może się nie sprawdzić. Ponieważ otrzymujemy do Państwa sporo pytań dotyczących podłączania oraz używania sterowników dotykowych to postanowiliśmy opisać najczęstsze zagadnienia w tym artykule.

Jak działa sterowanie dotykowe?

Wbrew pozorom od technicznej strony wcale nie jest łatwo wykryć fakt dotknięcia jakiegoś przedmiotu przez człowieka. Zwłaszcza jeśli ma to być prawie dowolny przedmiot metalowy, a nie specjalnie przygotowany czujnik. Przełącznik po prostu zwiera lub rozwiera styki, pilot nadaje konkretny sygnał z konkretną informacją, natomiast dotyk to zjawisko posiadające bardzo wiele zmiennych. Jak więc wykrywać dotyk? Oczywiście pośrednio, poprzez pomiar różnych wielkości fizycznych. Można mierzyć nacisk ale wtedy potrzebny jest specjalny czujnik więc możliwości zastosowań są mocno ograniczone. Można również mierzyć rezystancję między czujnikiem a uziemieniem. To dosyć prosta metoda ale niestety mało skuteczna ponieważ tak rezystancja człowieka jak i powietrza zmienia się silnie w zależności od warunków atmosferycznych, wilgotności i wielu innych czynników. Wykrywanie dotyku za pomocą pomiaru rezystancji jest więc zazwyczaj mało precyzyjne i podatne na zakłócenia. Stosuje się również metodę polegającą na wykrywaniu poziomu zakłóceń. To coś na zasadzie wzmacniacza o dużym wzmocnieniu, którego wejście jest czujnikiem. Człowiek dotykając to wejście staje się w pewnym sensie anteną i zbiera zakłócenia z otaczających go przewodów i urządzeń. Znamy to zjawisko w postaci brumu, który powiększa się po dotknięciu palcem wtyczki od głośników aktywnych lub wejścia wzmacniacza. Odpowiedni układ elektroniczny analizuje ten brum i po przekroczeniu pewnego poziomu załącza przekaźnik. To jednak również mało dokładna metoda i bardzo podatna na zakłócenia. Najlepiej sprawdza się metoda pomiaru pojemności, która wprawdzie jest najtrudniejsza do realizacji od strony elektronicznej ale za to dobrze wykonana pozwala na największą precyzję i stabilność działania.

I właśnie w przeciwieństwie do wielu „marketowych” włączników dotykowych nasze urządzenia nie mierzą rezystancji człowieka lub ilości „zbieranych” zakłóceń ale mierzą pojemność. Taka metoda wykrywania dotyku jest znacznie doskonalsza i umożliwia dużo stabilniejsze działanie urządzenia, ponieważ pojemność człowieka nie zmienia się tak bardzo jak rezystancja i można ją zmierzyć z dużo większą odpornością na zakłócenia. Jeśli jednak dotyk ma być wykrywany na prawie dowolnym metalowym przedmiocie, a nie na specjalnych sensorach to sprawa staje się znacznie trudniejsza i poza zaawansowaną elektroniką należy spełniać kilka dodatkowych wymagań, które opisane są w instrukcji urządzenia ale przypomnimy je również tutaj:

• metalowe przedmioty służące za czujniki dotyku nie mogą być uziemione ani podłączone do żadnych innych obiektów metalowych. Nie powinny one znajdować się również w bliskiej odległości od dużych metalowych powierzchni oraz innych urządzeń czy przewodów mogących generować zakłócenia.
• maksymalna powierzchnia metalowego obiektu podłączanego jako czujnik dotyku nie powinna przekraczać 1 dm² (czyli odpowiednik kwadratu 10 x 10 cm).
• czujniki dotyku należy podłączać do wejść EC-11DT lub EC-11T za pomocą pojedynczych, jak najkrótszych i najcieńszych przewodów o jak najgrubszej izolacji. Chodzi o to aby pojemność przewodu była jak najmniejsza.
• masa (minus) urządzenia dotykowego musi być podłączona do uziemienia. Zazwyczaj jest to realizowane przez zasilacz posiadający złącze uziemienia. W przypadku braku takiego zasilacza masę sterownika należy dodatkowo podłączyć do uziemienia.
• przewody od czujników dotykowych nie powinny być prowadzone wraz z innymi przewodami

Skoro już znamy zasady obowiązujące dla urządzeń dotykowych to sprawdźmy jak można je zastosować praktycznie w nietypowych sytuacjach.

Aluminiowy profil z taśmą LED jak czujnik dotyku

Najczęściej powtarzającym się pytaniem jest to o możliwość wykorzystania typowego, aluminiowego profilu LED z wklejoną taśmą LED jako czujnika dotyku, co umożliwiałoby sterowanie światłem z tego profilu poprzez dotknięcie go w dowolnym punkcie. Wcale nas to zresztą nie dziwi ponieważ takie rozwiązanie byłoby bardzo praktyczne i efektowne… niestety nie takie proste z technicznego punktu widzenia.

Wszystko dlatego, że wejścia dotykowe ściemniacza mierzą pojemność, która w przypadku człowieka nie jest duża. Nie dość więc, że pomiar musi być bardzo precyzyjny to jeszcze duży wpływ mają wszystkie okoliczne przedmioty posiadające pojemność, czyli wszystko co metalowe. A duże metalowe przedmioty mają pojemność znacznie przekraczającą tę, którą posiada człowiek.

Teoretycznie więc gdyby trzymać się zaleceń z instrukcji obsługi EC-11DT to niestety omawiane rozwiązanie nie byłoby możliwe z dwóch powodów: dużej powierzchni całkowitej profilu aluminiowego oraz bezpośredniej bliskości innych urządzeń elektrycznych i przewodów (czyli taśmy LED wklejonej w profil).

Praktycznie jednak da się uzyskać poprawnie działający system oświetlenia LED załączany, wyłączany i ściemniany dotknięciem profilu, w którym świecą taśmy diodowe. Należy jednak ściśle zastosować się do poniższych wskazówek:

1. Przede wszystkim rozwiązanie to zadziała głównie z profilami nie dłuższymi niż 1-2 m. Znamy kilka instalacji, gdzie sterowanie dotykiem działa poprawnie z profilem dłuższym niż 2 m ale znamy również takie, gdzie nie działa zbyt dobrze lub wcale. Więc lepiej nie ryzykować. Dobrze też wybrać profil najlżejszy (najmniejszy gabarytowo) bo to pociąga za sobą mniejszą pojemność elektryczną.
2. Po drugie sam ściemniacz EC-11DT (lub przełącznik EC-11T) musimy zamontować jak najbliżej miejsca podłączenia się z przewodem dotykowym do profilu aluminiowego. Sam przewód bowiem również posiada pojemność, więc im jest krótszy i cieńszy tym lepiej (idealny przekrój to 0.5 lub mniej). Dobrze też aby miał jak najgrubszą izolację bo dzięki niej nawet położony blisko innego przewodu lub metalu nie zacznie działać jak kondensator.
3. Po trzecie zadbajmy o dobre uziemienie zasilacza lub jeśli zasilacz nie posiada połączenia z uziemieniem (nie zalecane) to bezwzględnie podłączmy uziemienie do minusa zasilania po stronie niskiego napięcia! Co więcej musi to być prawdziwe uziemienie, a nie zerowanie. Więc w starych instalacjach elektrycznych nie spełniających aktualnych wymagań raczej marne szanse aby to rozwiązanie zadziałało.
4. I na koniec chyba najważniejsza rzecz. Taśmy LED nie mogą być przyklejone bezpośrednio do profilu ponieważ fabryczna taśma klejąca jest na tyle cienka, że tworzy się wtedy między profilem a ścieżkami taśmy duża pojemność. Taśmy muszą być zamocowane w profilu w taki sposób aby odstęp między taśmą a profilem miał co najmniej 1 mm lub więcej. Dobrym rozwiązaniem jest użycie dwóch warstw grubej (piankowej) dwustronnej taśmy samoprzylepnej.

Przewód doprowadzający sygnał do wejść dotykowych ściemniacza EC-11 należy podłączyć do profilu również z zachowaniem odstępów od taśmy LED. Najlepiej zrobić to na samym początku/końcu profilu aluminiowego, a taśmę wkleić nieco dalej. Samo podłączenie do profilu musi być solidne więc najlepiej zrobić to malutką śrubką (jak na przykładzie poniżej). Można również użyć specjalnego kleju przewodzącego ale należy pamiętać aby najpierw przeszlifować aluminium w miejscu klejenia aby poprawić kontakt (lub go w ogóle umożliwić w przypadku profili anodowanych lub lakierowanych).

W przypadku kiedy chcemy podłączyć dłuższy odcinek profilu aluminiowego niż zalecane 1-2 m możemy wykorzystać oba wejścia dotykowe i jedną połowę podłączyć według powyższych wskazówek do wejścia A, natomiast drugą połowę do wejścia B. Warto wtedy ściemniacz lub przełącznik dotykowy umieścić na środku aby oba połączenia były jak najkrótsze. Trzeba również zadbać o odpowiednią izolacją galwaniczną między profilami aby te podłączone do wejścia A nie stykały się z tymi podłączonymi do wejścia B.

Po wykonaniu całej instalacji warto również wejść w tryb programowania urządzeń i poeksperymentować z ustawieniami czułości reakcji na dotyk. Czasami obniżenie lub podwyższenie czułości pozwala na uniknięcie wszelkich niestabilnych zachowań. Ponadto należy pamiętać, że jeśli przypadkiem dotkniemy profilu dużym, metalowym przedmiotem to ściemniacz LED lub przełącznik dotykowy mogą się rozkalibrować i zaczną działać niepoprawnie. W takiej sytuacji aby zresetować urządzenie należy na krótko odłączyć napięcie zasilania lub wejść na chwilę w tryb programowania. Wyjście z tego trybu zawsze resetuje urządzenie.

Dla dociekliwych:

Aby wyeliminować wpływ zmian pojemności powietrza w zależności od temperatury lub wilgotności, urządzenia dotykowe Enterius kilka razy na sekundę mierzą pojemność między wejściem A lub B a uziemieniem (czyli masą urządzenia). Wszelkie wolne zmiany pojemności są przez urządzenie kompensowane tak, aby nie miały one wpływu na czułość urządzenia oraz nie generowały fałszywych sygnałów. Jedynie szybkie zmiany pojemności o odpowiednio dużym skoku są uznawane jako dotknięcie czujnika. Ponieważ jednak dokładność pomiarów pojemności jest uzależniona od wewnętrznego napięcia odniesienia mikroprocesora, które z kolei zależy nieco od stabilności napięcia zasilającego to warto w przypadku urządzeń dotykowych zwracać szczególną uwagę na zasilacze dobrej jakości o wysokiej dokładności stabilizacji napięcia wyjściowego.