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Die übergreifende Kategorie des heutigen Artikels, ohne die wir nicht weiterkommen, sind elektrische Tasten. Sie sind häufig verwendete Komponenten in der Elektronik, deren Aufgabe es ist, elektrische Schaltungen zu steuern. Sie werden verwendet, um Stromkreise zu öffnen oder zu schließen, wodurch wiederum verschiedene elektrische Geräte in Betrieb genommen oder abgeschaltet werden können. Dazu gehören zum Beispiel Impulstasten, die nur aktiviert werden, wenn sie gedrückt werden, und die Sie vielleicht gerade bedienen, während Sie den Botland Blog auf dem Bildschirm Ihres Telefons durchstöbern, oder Sperrtasten, die in ihrem letzten Zustand bleiben, auch nachdem Sie diese loslassen und bis sie erneut gedrückt werden. Heute werden wir uns mit monostabilen Tasten befassen und was sie von bistabilen Tasten unterscheidet.
Wie funktionieren monostabile Tasten?
Eine monostabile Taste oder ein monostabiler Schalter ist ein elektrischer Taster, der seinen Zustand nur dann von AUS auf EIN umschalten kann, wenn er gedrückt wird, und dann in den AUS-Zustand zurückkehrt, sobald der Druck nachlässt. Das bedeutet, dass die monostabile Taste nur für kurze Zeit aktiviert wird, wenn sie gedrückt wird, und danach wieder in ihren ursprünglichen Zustand zurückkehrt.
Sie hat Metallkontakte, die getrennt werden, wenn die Taste nicht gedrückt wird. Wenn sie dagegen gedrückt wird, berühren sich die Kontakte und schließen den Stromkreis. Im Inneren der Taste befindet sich eine Feder, die die Taste beim Drücken nach außen drückt. Wenn der Druck nachlässt, bringt die Feder die Taste in seine ursprüngliche Position zurück. Ein weiteres Element ist das Gehäuse, das Stabilität und Schutz für die internen Komponenten bietet. Ein monostabiler Taster ist in der Regel in einem Kunststoff- oder Metallgehäuse untergebracht, um ihn vor mechanischen Schäden und Staub zu schützen.
Kurz gesagt: Wenn die Taste gedrückt wird, wird die Feder zusammengedrückt, wodurch die Kontakte gegeneinander gedrückt werden. Dieser Momentan-Kontakt oder Schaltkreisschluss ermöglicht die Übertragung eines elektrischen Signals an ein angeschlossenes Gerät oder einen Schaltkreis und aktiviert die entsprechende Funktion. Wenn der Knopf losgelassen wird, drückt die Feder den Knopf weg und die Kontakte trennen sich, wodurch der Stromkreis wieder geöffnet und die Taste deaktiviert wird. Dank dieser Konstruktion ist die monostabile Taste in der Lage, bei jedem Druck ein kurzes elektrisches Signal zu erzeugen. Eine monostabile Taste hingegen unterscheidet sich von einer bistabilen Taste dadurch, dass er auch nach dem Nachlassen des Drucks in der EIN- oder AUS-Stellung bleibt, bis die Taste erneut gedrückt wird.
Verwendung von monostabilen Tasten
Monostabile Tasten werden häufig verwendet, um Geräte wie Lampen, Ventilatoren oder andere elektrische Haushaltsgeräte ein- und auszuschalten. Wir haben uns daran gewöhnt, dass die Eingabe von Ziffern beim Wählen von Nummern auf Mobiltelefonen und Festnetztelefonen auf die gleiche Weise erfolgt. Andere naheliegende Beispiele sind Taschenrechner und TV-Fernbedienungen, bei denen eine bistabile Taste gelinde gesagt ein Ärgernis darstellen würde. Monostabile Tasten sind ebenso häufig für die Auslösung von Alarmen oder Signalen in Warn- und Türzugangskontrollsystemen verantwortlich. Der moderne Arcade-Aspekt des Spielens ist ohne den Aufruf von Sonderfunktionen in Computern und Spielkonsolen, bei denen monostabile Tasten als Tastenkombinationen oder Aktionen in Spielen zugewiesen werden, kaum vorstellbar.
Andere, viel kreativere Ideen für die Verwendung von monostabilen Tasten werden zunehmend in DIY-Maker-Projekten mit Plattformen wie Raspberry Pi und Arduino eingesetzt. Wenn Sie eine Taste in Kombination mit einer dieser Plattformen drücken, um die Musik- und Medienwiedergabe zu steuern, können Sie z.B. den Titel wechseln, eine Pause einlegen oder die Wiedergabe fortsetzen. Ein einfaches Alarmsystem, das eine monostabile Taste und einen Arduino kombiniert, kann ein akustisches Signal auslösen oder eine Benachrichtigung senden, dank der umfangreichen Kommunikationsmöglichkeiten der Plattform, über die wir bereits viel geschrieben haben.
Andere nicht so offensichtliche, aber einfache Ideen sind die Platzierung eines Sensors unter dem Sitz oder an der Tür als Anwesenheitssensor, um ein Benachrichtigungssystem einzurichten, das Hinzufügen einer Stoppuhr oder eines Timers mit einem Arduino-Zeitmesssystem, die Steuerung von RPI und Smart Home-Beleuchtung und die Integration einer monostabilen Taste mit Google Assistant oder Amazon Alexa, um bestimmte Sprachbefehle aufzurufen. DIY Elektronik wird hauptsächlich durch die Vorstellungskraft begrenzt.
Monostabile Tasten - häufige Probleme
Was relativ einfach zu bauen ist, ist in der Regel auch zuverlässig. Die Sache ist die, dass es relativ ist. Es ist leicht, auf einige potenzielle Nachteile von monostabilen Tasten hinzuweisen, aber es gibt auch Möglichkeiten, dem entgegenzuwirken. Das vielleicht häufigste Problem ist die Abnutzung durch häufigen Gebrauch. Es ist eine gute Idee, Tasten aus verschleißfesten Materialien zu verwenden und die Kontakte regelmäßig zu reinigen, um eine reibungslose Funktion zu gewährleisten. Wenn die Taste gedrückt wird, kann es zu einem “debouncing effekt” kommen, d. h. zu schnellen Änderungen des Status der Taste, die als mehrfaches Drücken interpretiert werden können. Dem kann man per Software entgegenwirken, indem man z. B. eine Zeitverzögerung hinzufügt oder Debouncing-Kondensatoren in der Schaltung verwendet. Monostabile Tasten sind manchmal sehr empfindlich gegenüber mechanischen Vibrationen, die beim Drücken der Taste entstehen können, und diese Vibrationen können zu falschen Impulsen führen. Hier sind mechanische Vibrationsfilter wie Kondensatoren oder Widerstände gut geeignet. Natürlich haben alle Tasten eine begrenzte Lebensdauer, die manchmal nicht einmal annähernd angegeben werden kann, und sind anfällig für Schäden durch Feuchtigkeit oder Flüssigkeiten. Wenn Sie also Anwendungen unter – im Allgemeinen – ungewöhnlichen Bedingungen planen, ist es ratsam, sich zunächst mit den Spezifikationen vertraut zu machen und zu prüfen, ob die gewählte Taste eine Schutzklasse bietet.
