Мікроперемикачі та мікрокнопки
Пристрої для ручного «керування електрикою» — замикання та розмикання електричного ланцюга, або для перемикання між ланцюгами, представлені кнопками, клавішами, тумблерами, клавіатурами, мембранами, замками. Ці електромеханічні засоби можуть бути лише в одному з двох положень — розімкнутому («вимкнено») або замкнутому («ввімкнуто»). При розімкнутому положенні електричний ланцюг розімкнений і по ньому не проходить струм. У замкнутому положенні провідники на вході та виході перемикаючого пристрою з'єднуються рухомими контактами.
Активація перемикання здійснюється за допомогою різної дії, яка притаманна певному типу перемикача. Комутація проводиться дотиком, натисканням, коченням, обертанням, витягуванням, зсувом, нахилом елемента управління. Найчастіше для цього використовується рука або пальці, хоча є перемикачі, які активізуються натисканням ногою. Крім того, існують безконтактні перемикачі, які функціонують не від фізичної дії людини, а від механічного тиску предметів або електромагнітного поля.
Електромеханічні перемикачі класифікуються за способом впливу на механізм комутації, за розміром, а також конструкцією. Тому розрізняють такі типи перемикачів: тумблери, кнопки, клавішні перемикачі, галетні, повзункові, мікрокнопки, герметичні мікроперемикачі, кінцеві вимикачі, вимикачі для світильників, сенсорні, ємнісні, замки, тощо.
Що таке мікроперемикачі?
Мікровимикач — це електричний вимикач, який приводиться в дію дуже малим фізичним зусиллям за рахунок використання механізму точки перекидання та/або мініатюрних розмірів. Ця категорія включає мініатюрні та надмініатюрні пристрої: мікрокнопки, мікроперемикачі (мікровимикачі), повзункові та галетні перемикачі. На відміну від «повнорозмірних» малих, середніх та великих перемикачів, у мікроперемикачів, як правило, відсутнє підсвічування та світлодіодний індикатор.
Мікровимикачі (мікроперемикачі)
Під назвою мікровимикачі або мікровимикачі мають на увазі мініатюрні кінцеві вимикачі. Ще одна альтернативна назва — мікроперемикачі миттєвої дії. Іноді цю групу перемикачів поділяють на герметичні мікровимикачі та кінцеві.
Мінімальний діапазон ходу кнопки передбачає невелике переміщення контактів. У поєднанні із простим механізмом та герметичним корпусом це підвищує міцність та термін експлуатації (деякі моделі можуть витримувати до 50-80 тис. циклів). При цьому забезпечується висока швидкість замикання та розмикання.
Конструкція складається із мініатюрного приводу; вигнутої пружини; притискної пружини у вигляді пластини, що замикає контакти; вигнутих контактних пластин. При натисканні на привід згинається пласка пружина. При достатньому згинанні вона стискає вигнуту пластину, яка переміщує контакти.
Привід виконаний у вигляді маленької кнопки, зверху над якою може розташовуватись коромисло («лапка») або коромисло з роликом («лапка з роликом»). Також є моделі з кнопкою, що має хід. А ще бувають перемикачі з лапкою чи лапкою з роликом, але без кнопки. Такі конструкції спрацьовують за малого зусилля. Роликові підходять для швидко рухомих механізмів, а лапка без ролика — для механізмів, що повільно рухаються.
За невеликих габаритів деякі виробники класифікують свої мікроперемикачі за розміром на надмініатюрні, мініатюрні та середні.
Залежно від розташування контактів поділяються на прямі та кутові.
Мікроперемикачі використовуються у випадках, коли необхідно спрацьовування від низького зусилля, а також підвищена надійність та довговічність. Такі пристрої перемикання застосовуються у торгових та ігрових автоматах, ліфтах, засувках систем пожежогасіння, насосах, термостатических контролерах, верстатах. Крім того, вони можуть бути складовою інших механізмів, таких як різні реле. Зазвичай, вплив проводиться тиском предметів, а не пальцями. Наприклад, кнопка може натискатися під час закриття дверей.
Повзункові перемикачі
Комутаційні пристрої, які перемикають контакти за допомогою переміщення повзунка, називають повзунковими або движковими перемикачами. Як правило, це 2-х чи 3-х позиційні моделі. Відмінною особливістю повзункових перемикачів є те, що всі положення повзунка фіксовані. Друга особливість полягає в тому, що вони дозволяють контролювати пропускання струму в ланцюзі без необхідності розрізати вручну або зрощувати провід.
Повзунок перемикає контакти шляхом його зсуву до сусіднього або крайнього положення. Переміщення здійснюється по напрямних та з зусиллям, оскільки зсув можливий лише у певних позиціях. При переміщенні повзунка металеві ковзні контакти переміщуються від одного набору металевих контактів до іншого.
Залежно від типу приводу ручка може бути врівень або піднята. Напрямні бувають пластикові та металеві. Крім того, існують відмінності у розташуванні контактів: вони можуть бути прямими та бічними.
Повзункові перемикачі традиційно використовувалися для керування гучністю аудіо- та відеотехніки та пристроїв, оскільки більшість із них забезпечують рівень потужності, який може повільно збільшувати або зменшувати гучність, швидкість, температуру та інші характеристики. Також можуть використовуватись у тестовому або медичному обладнанні.
Галетні перемикачі
Незвичайним типом перемикачів є галетні. Особливість таких пристроїв — поворотне перемикання контактів. При цьому вони дають змогу включати відразу кілька ланцюгів, пов'язаних між собою. Комутація ланцюгів здійснюється за допомогою обертання рукоятки.
Свою назву галетні перемикачі отримали через те, що контакти розташовуються на галетах — круглих платах. Причому плат може бути від однієї до дванадцяти. Кожна галета, у свою чергу, може складатися з 12 контактів. У центрі плати розташовується вісь, зверху над якою — циліндрична ручка або поворотна ручка. Таким чином, при повороті осі на 330° перемикач з однією галетою одночасно задіює 11 ланцюгів. Кількість можливих напрямів коливається від одного до 16-ти. Втім, є моделі, що мають 20 напрямків.
Для встановлення поворотного перемикача у правильне положення використовується фіксуючий механізм. Цей механізм змушує перемикач «клацнути» в потрібному положенні та залишатися на місці доти, доки не буде докладено достатньої зусилля, запобігаючи вільному обертанню перемикача та випадковому встановленню неправильного налаштування. У стопорі використовується колесо з прорізаними в ньому виїмками або канавками та прикріплене до ротора. Коли вісь досягає правильного положення, пружний шарикопідшипник або шматок пружинної сталі, що притискається до осі, вдавлюється в канавку, утримуючи її на місці.
Перемикачі зазвичай мають від одного до чотирьох полюсів. Найбільш поширені однополюсний, двополюсний або триполюсний перемикач.
Для поворотних перемикачів доступні дві різні рами: відкрита та закрита. Перемикачі з відкритою рамою мають видимі рухомі частини, які дозволяють використовувати контактні системи, що самоочищаються, забезпечуючи надійну роботу. У них доступно більше конфігурацій контактів, що настроюються, і секції можуть продаватися окремо. Закриті галетні перемикачі хоч і приховують контакти, але вони забезпечують найкращий захист від пилу та забруднень.
Мікрокнопки
Перемикачі миттєвої дії випускаються у вигляді кнопок. Від звичайних вони відрізняються розмірами, великим терміном служби (становить від 100 до 500 тисяч циклів, чи навіть до 10 мільонів спрацьовувань) та місцем встановлення. Ці перемикачі невеликого розміру розміщуються на друкованих платах і використовуються для замикання електричного ланцюга при натисканні кнопки людиною. Такі перемикачі зазвичай використовують у багатьох побутових електронних пристроях.
Розрізняються розташуванням контактів. За даним параметром вони поділяються на прямі та бічні.
Габарити мікрокнопок складають від 6 до 12-18 мм для квадратних та круглих основ. Однак є кнопки на прямокутній основі.
Натискна кришка може бути круглої, квадратної або прямокутної форми. При цьому кнопки можуть оснащуватися LED підсвічуванням.
Характеристики мікроперемикачів
Перелік характеристики мікроперемикачів здебільшого ідентичні характеритстикам для середніх та великих кнопок та перемикачів. До них відносяться: кількість положень, тип перемикання, кількість полюсів, схему перемикання, номінальна напруга та струм, опір контактів, спосіб монтажу, ступінь захисту, розрахункова кількість циклів спрацьовування.
Кількість положень вказує на кількість контактів, до яких може бути підключений кожен полюс перемикача. Мінімальна можлива кількість положень — 2 (позиції "увімкнено" і "вимкнено"). Такі пристрої називають вимикачами. Більшість мікроперемикачів якраз двопозиційні. Втім, у галетних може бути до 12 положень.
Тип перемикання показує позиції та послідовність перемикання. Наприклад, ON-OFF, ON-ON, ON-OFF-ON. Цей параметр може вказувати на наявність або відсутність фіксації положення. Якщо після натискання кнопка, клавіша або важіль повертається у вихідне положення, це значить, що позиція без фіксації. Нефіксована позиція вказується у дужках. Наприклад, ON-(ON), OFF-(ON).
Кількість окремих електричних ланцюгів, якими можна керувати, називаються полюсами або контактними групами. Тому однополюсний перемикач передбачає управління одним ланцюгом, а двополюсний — двома.
Схема перемикання відображає конфігурацію замикання або розмикання контактів. Її можна скласти, знаючи скільки полюсів та скільки контактів. Найбільш поширеними схемами є SPST, SPDT, DTDT.
SPST є схемою комутації з одним полюсом та одним контуром. Такий перемикач забезпечений одним входом та одним виходом. У нього контакти можуть бути або замкнені, або розімкнуті.
SPDT містить три контакти. Один загальний та два окремі. В даній конфігурації один полюс, але при цьому має два ланцюги. Це може бути використане для перемикання різних джерел живлення. Така схема зустрічається у повзункових мікроперемикачів.
Двополюсний DTDT схожий на схему із двох SPDT. Такий тип має шість контактів, два ланцюги (по три контакти у кожній групі), механічно пов'язані разом. Ця конфігурація дозволяє одночасно керувати двома ланцюгами.
Багатополюсні перемикачі менш поширені, однак вони можуть мати різні схеми комутації. Наприклад, 4PDT — чотириполюсний двопозиційний, а 4P4T — 4-х полюсний і має 4 положення. При цьому існують однополюсні 12-ти позиційні перемикачі.
Оскільки існують електричні мережі з різною напругою, цей параметр важливий при виборі перемикача, так як під цю величину розраховуються контакти та діелектрична стійкість ізоляції. Промисловістю випускаються мініатюрні перемикачі під 250 або 125В змінної напруги. Також існують низьковольтні під 12 або 24В постійної напруги.
Номінальна сила струму вказує на допустиму величину постійного або змінного струму, яку здатний пропускати через замкнуті контакти мікроперемикач.
Опір контактів визначає максимальний опір, який буде під час пропускання струму.
Монтаж може здійснюватися у різний спосіб. На механізм закріплення контактів впливає місце встановлення. Тому виділяють дві великі групи – для встановлення на друковану плату та панель. Монтаж буває поверхневим та наскрізним.
Ступінь захисту також застосовна до мікроперемикачів. Це пов'язано з наявністю герметичних моделей. Позначення складаються з індексу IP та числового значення, що складається з двох цифр. Перша цифра означає рівень пилозахисту. Чим більша цифра, тим менше часток може проникнути всередину корпусу. Друга цифра вказує рівень захисту від води та вологи. Герметичні вважаються моделі, що відповідають класам захисту IP65, IP66, IP67, IP68.
Кожен перемикач розрахований на певну кількість циклів спрацьовування. Зношування електричних механізмів більш інтенсивне, тому під терміном служби часто мається на увазі живучість контактних частин. При цьому корпуси більш зносостійкі.
Більшість мініатюрних перемикачів витримують до 10 тисяч циклів перемикання. Хоча серед мікроперемикачів є моделі з ресурсом 50 чи навіть 80 тисяч циклів.