차세대 IoT 디바이스를 구동하는 초소형 감지 스위치

초소형 감지 스위치는 스마트 디바이스의 필수 구성 요소가 되고 있으며, 콤팩트한 크기, 견고한 성능, 다양한 설계 옵션을 제공합니다.

Electronic Products는 EDN과 제휴하여 기초 전자 부품 시리즈인 전자기계식 스위치를 선보입니다. C&K의 의료 포트폴리오 글로벌 세그먼트 리더인 Roger Bohannan과의 인터뷰는 필독입니다.

2014년부터 IoT 기술이 스마트 디바이스를 일상생활로 이끌어 수동적 가젯을 인터랙티브한 연결 솔루션으로 변화시켰습니다. 집이나 이동 중에도 이 디바이스는 고급 제어를 제공하여 우리 삶을 단순화하면서 기능을 추가합니다. 이들은 혁신적인 전자기계 제어에 의존하며, 디바이스 풋프린트가 줄어듦에 따라 이를 가능하게 하는 구성 요소도 작아져야 합니다.

Markets and Markets에 따르면 IoT 부문은 2019년 2,507억 달러에서 2027년 1조 4,632억 달러로 연평균 성장률(CAGR) 24.9%로 성장할 것으로 예상됩니다. 글로벌 스마트 홈 시장은 같은 기간 동안 2020년 783억 달러에서 2025년 1,353억 달러로 CAGR 11.6%로 성장할 것으로 예상됩니다. 동인에는 인터넷 보급률 증가, 원격 홈 모니터링, 에너지 절약 수요, 스마트 홈 가젯 확장, 안전·보안·편의에 대한 우려 증가가 포함됩니다.

시장 트렌드와 과제

IoT 애플리케이션의 잠재력은 무한합니다. 원격 모니터링과 데이터 분석은 OEM에 자산의 360° 뷰를 제공하여 소비자 니즈를 더 잘 충족하는 제품을 가능하게 합니다. 전반적인 IoT 디바이스 수요는 COVID-19 팬데믹 동안 감소했지만, 건강과 삶의 질을 개선하는 새로운 카테고리는 계속 등장하고 있습니다.

소형화는 핵심 트렌드로 남아 있습니다. PCB 공간 제약으로 기존 스냅 스위치를 대체할 소형 감지 스위치가 필요합니다. 스냅 스위치는 손바닥 크기 디바이스에 너무 크기 때문입니다. 결과적으로 스마트 홈 IoT 애플리케이션의 약 80%가 핵심 구성 요소로 감지 스위치에 의존합니다.

제조업체들은 또한 줄어드는 풋프린트 내에서 더 높은 기능성과 데이터 수집을 추진하여 추가적인 소형화와 설계 유연성을 이끌고 있습니다.

감지 스위치란?

감지 스위치(디텍터 스위치)는 액추에이터의 움직임이나 작동을 감지하는 마이크로 미니어처 전자기계 디바이스입니다. 전원이 공급되면 낮은 전류 신호(밀리암페어에서 마이크로암페어)가 접점을 통해 흐르며, 다른 IoT 디바이스가 추가 동작을 트리거할 수 있게 합니다.

그림 1: 감지 스위치 구조도. 출처: C&K

감지 스위치는 움직이는 접점 디바이스로 미세한 감지가 필요한 엔지니어에게 유연한 솔루션을 제공합니다. 수천 사이클 작동해도 손상 없이 높은 내구성을 가지며, 타이트한 PCB 풋프린트 요건을 충족하는 작은 패키지에서 다양한 이동 거리를 제공합니다.

그림 2: PCB에 장착된 마이크로 미니어처 표면 실장 감지 스위치. 출처: C&K

전통적인 스냅 스위치에서 유래한 감지 스위치는 밀리암페어에서 암페어 전류를 처리하는 더 큰 스냅 액션 스위치의 더 작은 대안을 제공합니다. 스냅 스위치는 크기 제한으로 휴대용 및 IoT 디바이스에 한계가 있습니다. 초소형 감지 스위치는 비교 가능한 스냅 액션 스위치 대비 최대 50% 공간을 절약하여 IoT 애플리케이션에 이상적입니다.

그림 3: HDT0001 감지 스위치 회로도. 출처: C&K

감지 스위치는 낮은 전류 신호 레벨(DC 전압)에서 작동하여 최소한의 전기 에너지를 소비합니다. 배터리 구동 디바이스에 완벽합니다. UL/ENEC 인증이 필요하지 않습니다.

초소형 풋프린트와 유연한 설치는 설계자가 감지 스위치를 거의 모든 방향(평평하게, 수직, 거꾸로)에 배치할 수 있게 하여 진정한 플러그 앤 플레이를 만듭니다.

높은 비율의 감지 스위치가 표면 실장 종단을 사용하여 로봇 픽 앤 플레이스와 솔더링을 활용하여 빠르고 깨끗한 조립이 가능하며, 수동 처리에서 오는 오염을 줄입니다.

감지 스위치 사양 방법

올바른 감지 스위치 선택은 애플리케이션 니즈에 따라 다릅니다. 주요 사양에는 다음이 포함됩니다:

• 크기: 표준(~13mm)부터 로우 프로파일(~6mm), 초미니어처(~2mm) 모델까지.
• 작동 수명: 100,000 ~ 100만 사이클.
• 환경 조건: 표준부터 열악한 환경을 위한 IP 밀봉 버전까지.
• 작동 힘: 35g ~ 50g.
• 작동 유형: 푸시-핀, 푸시-수평, 푸시-수직, 푸시-레버-각도.
• 액추에이터 길이: 1.4mm ~ 2.67mm.
• 작동 방향: 수직 또는 수평, 상단 또는 측면, 직각 또는 왼쪽.
• 이동 범위: 1.05mm ~ 3.14mm.
• 종단 스타일: SMT, 스루홀, 패널, 스냅인/섀시, 나사 마운트 옵션.
• 동작 온도 범위: –40°C ~ 85°C.

감지 스위치는 일반적으로 단극, 상시 개방 또는 상시 폐쇄입니다. 프로세스 실링이 되지 않은 경우 솔더링 중 플럭스 침투를 고려해야 합니다.

주요 애플리케이션

감지 스위치는 다음과 같은 스마트 홈 디바이스에 널리 사용됩니다:

• 청소 로봇: 먼지통 존재 및 휠 방향 감지.
• 스마트 도어 및 윈도우 잠금: 내부에서 강제 온 위치 감지.
• 이어버드: 도킹 시 충전 활성화 및 도크 위치 감지.
• 보안 카메라: 렌즈 회전 한계 감지.
• 보안 게이트: 열림 또는 닫힘 상태 표시.
• 연기 감지기: 패널 변조 방지 감지.

디지털 카메라(커버 개폐, 줌, 렌즈 부착), 커버 제거 감지로 변조 방지하는 유틸리티 미터에도 사용됩니다.

모든 전자 설계 지원

이러한 업계 과제를 해결하기 위해 C&K 같은 제조업체는 다양한 감지 스위치를 제공합니다. 작고 신뢰할 수 있는 폼팩터와 광범위한 옵션으로 설계자가 어떤 풋프린트에도 맞는 혁신적인 IoT 디바이스를 만들 수 있게 합니다.

—Edward Mork, 제품 라인 매니저, C&K.

>> 이 기사는 원래 자매 사이트인 EDN에 게시되었습니다.