Funkschalter

<H2>Übersicht Funkschalter</H2>
 

Funkschalter stammen aus der Telekommunikationsindustrie und verwenden einen Transceiver, um Radiosignale zu senden und zu empfangen.

 

Diese Technologie findet hauptsächlich in der Industrie Anwendung, wie z.B. in neuartigen Begrenzungsschaltern an Maschinen. Entwicklungsingenieure haben schnell das Potenzial von Funktastern erkannt. Designer sind seither in der Lage Schalter an Stellen anzubringen, die mit herkömmlichen kabelverdrahteten Schaltern nicht nutzbar gewesen wären, weil Hindernisse zwischen dem jeweiligen Gerät und der Kontrollkonsole die ideale Ausrichtung der Kabel verhindert hätten. Funkschalter haben sich als besonders flexibel in Bezug auf die Installation erwiesen, da sie sich leicht andernorts anbringen lassen.  

 

Heutzutage lassen sich kabelverdrahtete Bauteile schnell und kostengünstig durch Funkschalter austauschen.

 

Das IEEE 802.15.4-Protokoll, das zusammen mit der kabellosen Technologie aufkam, schränkt das drahtlose Personal Area Network (PAN) ein, das kleine Bandbreiten und Signale mit geringer Energie erkennt, die von zahlreichen Schaltern, die in der Industrie Kontrollzwecken dienen, ausgesendet werden. IEEE 802.15.4-Transceiver sind in den vergangenen Jahren zunehmend in Funkschaltern eingebaut worden, um Informationen von einem entfernt gelegenen Schalter an einen Empfänger zu übermitteln. Der Empfänger wandelt anschließend die Signale um, sodass sie mit Standardreglern kompatibel sind.

 

 

<H2>Geschichte der kabellosen Technologie</H2>
 

Nach etlichen Rückschlägen hat die Funktechnologie über die letzten zehn Jahre enorme Fortschritte in der Telekommunikationsindustrie gemacht. Als man die anfänglichen technischen Schwierigkeiten überwunden hatte, machten sich die Entwickler daran, diese Technologie auch für andere Geräte zugänglich zu machen, die nicht unbedingt in der Telekommunikationsbranche angesiedelt waren.

 

Drahtgebundene Begrenzungsschalter z.B. werden bereits seit Jahrzehnten verwendet, um Informationen über Maschinen aus der Schwerindustrie zu liefern. Sie werden in einer Vielzahl von Geräten eingesetzt, wie z.B. Speichertanks, automatisch gesteuerte Tore, Aufzüge oder Derrick-Kräne. Dabei liefern sie dem Bediener wichtige Informationen über die Position, das Vorhandensein oder die Abwesenheit von sich bewegenden Objekten.

 

Seit einiger Zeit werden drahtgebundene Begrenzungsschalter zunehmend durch Funkschalter ersetzt. Beim Austausch verdrahteter Schalter durch drahtlose Schalter verringern sich die Kosten aufgrund des Wegfalls der Kabelkomponenten. Außerdem lassen sich die Funkschalter an jedem beliebigen Ort anbringen, da Kabel kein Hindernis mehr darstellen. Der Funkschalter ist zudem sicherer, weil er keine Stolperfalle darstellt.  

 

<H2>Technische Aspekte</H2>
 

Mechanische Begrenzungsschalter können mit passenden drahtlosen Transceivern integriert werden, sodass sie zu Funkschaltern umgebaut werden können, die Bewegungsänderungen an einen Steuerungsempfänger übermitteln. Dieser sammelt Signale von unterschiedlichen Schaltern, die in einer sternförmigen Konstellation zusammengestellt sind. Dadurch kann jeder am Netzwerk angeschlossene Schalter mit einem einzelnen Empfänger kommunizieren. Dieses System funktioniert mit jedem beliebigen Schalter, der eine Netzwerk-Identifikationsnummer besitzt und dessen Netzwerk die gleiche Nummer vorweist. Dadurch werden Überschneidungen und Interferenzen mit anderen Netzwerken und Schaltern verhindert und es wird dafür gesorgt, dass Signale und Informationen nicht ungewollt an andere Stelle übermittelt werden. Da im sternförmigen Aufbau die Schalter unabhängig und direkt mit dem Empfänger verbunden sind, findet keine Signalübertragung zwischen den Schaltern statt. Dadurch wird gewährleistet, dass sich die Schalter gegenseitig nicht stören.

 

Damit sie optimale Leistung erbringen, sollten Transceiver an Orten aufgestellt werden, wo der Platz zwischen Monitor und Schalter frei von Behinderungen ist. Unbebaute Außenflächen oder unmöblierte Zimmer sind daher ideal. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass keine nennenswerte Ausfälle durch kleine Hindernisse, Regen oder Schnee zu befürchten sind, da sie dank der 35dB Schalldruckgrenze keine Interferenzen verursachen. Das Signal kann je nach Bauweise auch Zwischenwände durchdringen.

 

Ein weiterer Hauptaspekt des 802.15.4 ist die Größe des Einsatzbereiches. Dieser ist mit ab 300 Metern Entfernung sehr groß. Ingenieure sollten allerdings beachten, dass Witterungsverhältnisse den Effizienzradius des Gerätes beeinträchtigen können. Unwetter, wie starker Regen oder Schnee können bei einer Außenanbringung das 802.15.4-Signal unter 23 Meter abfallen lassen. In Innenräumen mit einem Überzug der Raumtemperatur können sich ähnlich auswirken.  

 

In den meisten Fällen verbrauchen Funkschalter derart wenig Energie, dass mit Standardbatterien betrieben werden können. Ihre Funktionsweise ist nicht abhängig von teurer, umgebungsabhängiger Energiezufuhr. Außerdem können sie beliebig oft erweitert werden. Hochwertige Funkschalter benötigen über Jahre kein Aufladen oder Austauschen der Batterien.

 

Der andere Teil eines Funkschalter-Systems ist natürlich der Empfänger/Monitor. Er kann sehr vielseitig sein und einen Einzelschalter oder mehrere Schalter unterstützen (manche Modelle unterstützen bis zu 14 verschiedene Funkschalter). Das Kontrollsystem zeigt den Aktivierungsstatus jedes einzelnen am Netzwerk angeschlossenen Schalter sowie weitere Informationen, wie Batterie- Ladezustand oder Signalstärke.

 

<H2>Verwendung von Funkschaltern in der Produktion</H2>
 

Wie bereits erwähnt, lassen sich Funkschalter in zahlreichen Industriesektoren einsetzen. Der Bausektor z.B. nutzt die Funktechnologie intensiv. Kräne, an denen der Funkschalter meist am Ausleger angebracht ist, sind seit Einsatz der Funktechnologie weitaus sicherer geworden, weil sie zuverlässig Informationen über die jeweilige Positionierung übermitteln (z.B. ob das Kranseil am oberen Ende des Auslegers angelangt ist), sodass Arbeiter nun wissen, bis zu welchem Punkt sie das Kabel spulen können, ohne das es ein Unfallrisiko darstellt.

 

Da die komplizierte Verlegung von Kabeln entfällt, lassen sich Funkschalter als Begrenzungsschalter in Räumen einsetzen, in denen die Anbringung einer verdrahteten Lösung nicht möglich gewesen wäre. Sie können überall dort angebracht werden, wo verdrahtete Begrenzungsschalter bisher eingesetzt wurden, wie z.B. an Toren oder Kanalschleusen. In diesem Fall wird die Positionierung des Tores präzise und zuverlässig an das Steuersystem übermittelt.

 

Wie ihre drahtgebundenen Vorgänger unterstützen Funkschalter eine ganze Reihe von Knopf- und Hebelvarianten, so dass sie variabel einsetzbar sind. Sie können mit Kolben, Rollen ausgerüstet und in automatische Garagentore eingebaut werden, die den Motor abschalten, wenn sich das Garagentor vollständig geschlossen hat oder den Motor einschalten, wenn das Garagentor vollständig geöffnet ist. Auch Drehmaschinen und Speichertanks weisen diese Technologie auf.

 

<H2>Unterscheidungsmerkmale des Funkschalters</H2>
 

Beim Umbau verdrahteter Begrenzungsschalter in Funkschalter sind deren Einsatzmöglichkeiten keine Grenzen gesetzt. Teure und umständlich verlegte Kabel, die zudem noch ein Unfallrisiko darstellen, sind überflüssig. Anders als ihre verdrahteten Vorgänger, bieten Funkschalter besonders beim Einsatz in Geräten im Transportwesen und in der Industrie unschätzbare Vorteile.