på 2024-06-06 669

Fundamentals of Switches

Kontakter er enkle enheder, der lader os tænde og slukke elektricitet i elektriske systemer.De bruges overalt, fra lysafbrydere i vores hjem til de komplekse kredsløb inde i moderne gadgets.Kontakter er nået langt, fra grundlæggende mekaniske til avancerede elektroniske, der får dagens teknologi til at køre jævnt.Denne artikel vil se på forskellige slags switches, såsom mekanisk og elektronisk, og forklare, hvad der gør hver type speciel.Vi vil også tale om almindelige opsætninger som SPST, SPDT og DPDT og fremhæve ting, man skal overveje, når du vælger den rigtige switch til et job.Uanset om du er ingeniør, en hobbyist eller bare nysgerrig efter, hvordan ting fungerer, vil forståelseskontakter hjælpe dig med at styre elektriske kredsløb bedre.

Katalog

Typer af switches

Mekaniske switches

Mekaniske switches fungerer ved at bruge bevægelige dele til at oprette eller bryde en elektrisk forbindelse.De er enkle enheder, som mange mennesker synes er lette at bruge og forstå.Når du vender en lysafbryder derhjemme, bruger du en mekanisk switch.Disse kontakter er bygget til at vare og kan fungere godt i vanskelige miljøer, hvor elektroniske dele kan mislykkes, såsom på meget varme eller kolde steder, eller hvor der er en masse vibrationer.

Elektroniske afbrydere

Elektroniske afbrydere styrer strømmen af ​​elektricitet uden bevægelige dele.De bruger specielle materialer kaldet halvledere til at arbejde hurtigt og glat.Nogle almindelige typer elektroniske afbrydere er BJT'er (bipolære forbindelsestransistorer), MOSFET'er (metaloxid-halvlederfelt-effekttransistorer) og IGBT'er (isolerede gate bipolære transistorer).Disse kontakter er meget nyttige i enheder, der skal tændes og slukkes hurtigt, som computere og andre moderne gadgets.

Bipolære Junction -transistorer (BJTS) styresignaler ved hjælp af elektrisk strøm.De har tre lag af materiale, der administrerer elektricitet, forstærker små elektriske signaler eller tænder dem og slukker dem.Dette gør dem nyttige i mange elektroniske enheder.

Metaloxid-halvlederfelt-effekttransistorer (MOSFETs) kontrollerer elektricitet ved hjælp af elektrisk spænding.De forbruger lidt strøm og tænder for elektricitet meget hurtigt.Dette gør dem ideelle til digitale enheder som computere og analoge enheder som radioer.De bruger et elektrisk felt til at kontrollere strømmen af ​​elektricitet gennem en kanal.

Isolerede gate-bipolære transistorer (IGBTS) kombinerer funktioner af BJT'er og MOSFET'er, hvilket gør dem velegnede til applikationer med høj effekt som elektriske motordrev og strømkonvertere.De håndterer store mængder elektricitet og bruges ofte i industrielle omgivelser.

SPST, SPDT, DPDT og mere

• poler og kast

I elektriske switches er "poler" og "kast" enkle ideer, der hjælper os med at forstå, hvordan switches fungerer."Polakker" fortæller os, hvor mange separate kredsløb en switch kan kontrollere.For eksempel styrer en enkeltpolekontakt et kredsløb, mens en dobbeltpolekontakt kan kontrollere to kredsløb på samme tid.

"Kast" viser, hvor mange forskellige stier en switch kan oprette forbindelse.En enkeltkastskontakt opretter forbindelse til kun en sti i hver position, mens en dobbeltkastkontakt kan oprette forbindelse til to forskellige stier, så den kan dirigere elektricitet til en af ​​to ruter.

Almindelige typer switches

Enkelt stang enkelt kast (SPST):

Dette er den enkleste type switch.Det styrer et kredsløb og forbinder til en sti, som en grundlæggende lysafbryder.

Enkelt pol dobbelt kast (SPDT):

Denne switch styrer et kredsløb, men kan skifte mellem to forskellige stier, hvilket er nyttigt til at vælge mellem to strømkilder.

Double Pole Single Throw (DPST):

DPST -skifter kontrollerer to kredsløb med en switch, så du kan administrere flere kredsløb på samme tid, men med kun en sti pr. Pol.

Dobbelt pol dobbelt kast (DPDT):

DPDT skifter kontrol to kredsløb og kan skifte mellem to stier for hvert kredsløb.De bruges ofte i situationer, hvor du har brug for at vende strømretningen, som i motorisk kontrol.

Fælles konfigurationer

Elektriske switches findes i forskellige designs, der hver især er lavet til at kontrollere elektriske kredsløb på specifikke måder.At forstå disse designs kan hjælpe dig med at vælge den rigtige switch til dine behov.Her vil vi forklare tre almindelige typer switchdesign: SPST, SPDT og DPDT, på enkle termer, der viser, hvordan de fungerer, og hvor du muligvis bruger dem.

SPST (enkeltstang enkeltkast):

SPST -kontakten er den enkleste slags switch.Det har et inputpunkt (pol) og et udgangspunkt (kast).Denne switch bruges til at slå et kredsløb til eller fra.Når kontakten er tændt "tændt", lukker den kredsløbet, hvilket tillader elektricitet at strømme igennem.Når kontakten er "slukket", åbner den kredsløbet og stopper elektriciteten.SPST -switches bruges ofte på steder, hvor du bare har brug for en enkel on/off -funktion, som lysafbrydere eller strømknapper på elektroniske enheder.

SPDT (enkelt pol dobbelt kast):

En SPDT -switch er lidt mere kompleks end en SPST -switch.Det har et inputpunkt og to outputpoint.Dette design giver kontakten mulighed for at sende elektrisk strøm til en af ​​to forskellige stier.Når du vender kontakten, forbinder den input til en af ​​de to output.Dette gør SPDT -switches nyttige i situationer, hvor du har brug for at skifte strøm af elektricitet mellem to forskellige muligheder, som at vælge mellem to strømkilder eller ændre retning af en motor.For eksempel kan en SPDT -switch tænde for et rødt lys i en position og et grønt lys i en anden position.

Dpdt (dobbelt pol dobbelt kast):

DPDT -kontakten kombinerer to SPDT -switches til en.Det kan kontrollere to separate kredsløb på samme tid.Denne switch har to inputpunkter og fire outputpoint.Hvert input kan oprette forbindelse til en af ​​to output, hvilket giver dig to separate stier til den elektricitet, der skal følges.Denne funktion giver en DPDT -switch til at kontrollere to forskellige enheder eller kredsløb med en switch.DPDT -switches bruges ofte i situationer, hvor du har brug for at vende retningen af ​​en motor ved at ændre strømmen af ​​elektricitet.De kan også bruges i lyd- eller datasystemer til at skifte mellem to kilder og to output.

Andre konfigurationer

Kontakter kan have mere end to poler og kast, og de er ofte mærket med koder, der inkluderer tal.For eksempel har en switch mærket 3P6T tre poler og seks kast.Dette betyder, at kontakten kan forbinde tre forskellige kredsløb, hvor hvert kredsløb har seks forskellige udgangsstier, den kan oprette forbindelse til.

I en 3P6T -switch betyder "tre poler", at der er tre separate input.Hvert input kan tilsluttes en af ​​seks mulige output, som vist ved "seks kast."Denne opsætning er nyttig i komplekse elektriske systemer, hvor mange stier skal styres med en enkelt switch.

For at forstå, hvordan en switch fungerer, skal du vide, hvor mange separate kredsløb det kan kontrollere (poler), og hvor mange forskellige udgangsstier hvert kredsløb kan oprette forbindelse til (kast).En switch med flere poler og kast kan bruges i mere komplekse systemer, fordi det kan styre flere stier.

For eksempel kan en 3P6T -switch have tre forskellige inputkilder, og hver kilde kan oprette forbindelse til en hvilken som helst af seks forskellige outputdestinationer.Denne form for opsætning er nyttig i enheder som lyd- og videoudstyr, hvor du har brug for at håndtere mange input- og outputindstillinger glat.

Funktioner at overveje, når du vælger en switch

Når du vælger en switch, skal du tænke på følgende funktioner for at sikre, at det fungerer godt og varer lang tid:

Størrelse

Vælg en switchstørrelse, der passer til dens formål.Store afbrydere håndterer høj effekt på steder som fabrikker, mens små kontakter passer ind i trange rum på enheder som telefoner.Sørg for, at størrelsen understøtter den krævede elektriske belastning og er let at bruge.Overvej også eksponering for støv og fugt, hvilket kan påvirke, hvor længe kontakten varer.

Standardtilstand

Kontakter kan have forskellige hviletilstander.De fleste kontakter forbliver, hvor du forlader dem, men øjeblikkelige kontakter vender tilbage til deres oprindelige position, når de frigives.Normalt åbne (NO) switches er "slukket", når de ikke bruges, og tændes, når den trykkes, som en dørklokke.Normalt lukkede (NC) switches er "på", når de ikke bruges, og sluk, når den trykkes, som en køleskabslysafbryder.

Positioner

Antallet af positioner, en switch har, henviser til dens indstillinger eller stater.Flere positioner giver mulighed for ekstra indstillinger inden for en enkelt switch, hvilket giver dig større kontrol i komplekse kredsløb.

Monteringsmuligheder

Gennemhul montering: Dette involverer at sætte komponentledninger gennem huller på et kredsløb og lodning af dem.Det giver stærk støtte og er godt for dele, der står over for fysisk stress, men det kræver mere plads.Denne type montering bruges ofte steder med en masse ryster, som i biler og fly.

Surface Mount Technology (SMT): Dette involverer placering af komponenter direkte på overfladen af ​​et kredsløbskort.Det er godt til mindre design og er almindelig inden for hverdagens elektronik, men det er ikke så stærkt som gennemgående hulmontering.

Panelmontering: Dette involverer vedhæftning af switches til frontpanelet i en kasse eller indkapsling.Det bruges til switches, der skal fås direkte og ofte håndterer hyppig brug.Disse kontakter findes i industrielle kontrolpaneler og bildashboards.

Aktiveringsmuligheder: Nogle switches er designet til at blive brugt med handsker, der har større knapper til let brug på steder som fabrikker.Andre switches har brug for specielle værktøjer til at tænde eller slukke dem og tilføje sikkerhed og kontrol i sikre områder.

Nuværende og spændingsvurdering

Sørg for, at kontakten kan håndtere den krævede strøm og spænding sikkert.Vælg en switch med ratings, der matcher effektniveauerne i dit projekt.AC- og DC -ratings er forskellige, så sørg for, at kontakten fungerer med din type kredsløb for at undgå overophedning eller fiasko.

Miljøfaktorer

Overvej, hvor godt kontakten kan holde støv og vand, som vist ved dens IP -vurdering.Kontakter skal være i stand til at håndtere vibrationer og påvirkninger, især i industrielle omgivelser.I offentlige områder skal du bruge vandalresistente switches med stærke kabinetter og design, der forhindrer manipulation for at undgå skader.

Fælles mekaniske switches

Mekaniske kontakter er basale dele i elektroniske enheder, der lader folk kontrollere strømmen af ​​elektricitet ved at tænde eller slukke den.Forskellige typer switches bruges afhængigt af hvad de skal gøre, hvad enten det er i husholdningsgadgets, industrielle maskiner eller videnskabeligt udstyr.Lad os se på nogle af de mest almindelige typer mekaniske switches og forklare, hvad de er, hvordan de fungerer, og hvor du måske finder dem.

Dyp switches

DIP (dobbelt in-line-pakke) switches er små switches, der kommer i grupper inde i en enkelt pakke.Hver switch i gruppen er som en lille håndtag, der kan tændes eller slukkes, ligesom en lysafbryder, og kaldes et enkelt stangt enkelt kast (SPST) switch.Disse kontakter bruges til indstillinger, der ikke behøver at ændre sig ofte og er ideelle til elektronik med lav effekt.De er især nyttige i indstillinger, hvor små dele, som jumperblokke, let kunne gå tabt.Du kan ofte finde DIP -switches i computere og andre enheder, hvor de hjælper med at oprette forskellige konfigurationer eller indstillinger.

Roterende dyppekontakter

Rotary Dip -switches ligner regelmæssige DIP -switches, men de bruger en roterende mekanisme til at vælge mellem flere indstillinger i stedet for at vende en tændt eller slukket.Denne rotation kan udføres for hånd eller med et lille værktøj som en skruetrækker.De er gode til enheder, der har brug for flere indstillinger eller tilstande, såsom valg af frekvenser i radioer eller indstilling af kanaler i kommunikationsenheder.Deres design giver dem mulighed for at arbejde pålideligt selv under hårde forhold.

Slideafbrydere

Slideafbrydere har en lille håndtag, som du bevæger dig frem og tilbage for at åbne eller lukke et kredsløb.Denne enkle bevægelse gør dem lette at bruge og forstå.De bruges ofte i enheder, der har brug for at håndtere mere strøm, end DIP -switches kan, såsom i lydudstyr, strømstrimler og forskellige elektronik.Fordi de kan håndtere højere spændinger og strømme, er glideafbrydere meget alsidige og bruges ofte i mange hverdagslige enheder.

Taktile switches

Taktile switches er små knapper, der giver et mærkbart klik, når de trykkes på, hvilket giver feedback til brugeren, at kontakten er blevet aktiveret.Disse kontakter er designet til at være holdbare og er beregnet til enheder, der kræver hyppig brug.Du finder taktile switches i ting som tastaturer, regnemaskiner og kontrolpaneler.De er typisk øjeblikkelige switches, hvilket betyder, at de kun forbliver på, så længe du trykker på dem, hvilket gør dem perfekte til applikationer, hvor der er behov for hurtige, gentagne handlinger.

Rocker switches

Rocker skifter arbejde ved at rocke frem og tilbage mellem to positioner, typisk brugt til at tænde eller slukke enheder.De er ofte monteret på et panel og kan have lys indbygget for at gøre dem lette at se og bruge, selv i mørke.Rocker -switches bruges ofte i apparater, biler og industrimaskiner, fordi de kan håndtere en masse strøm og er lette at betjene, hvilket reducerer risikoen for fejl.

Tryk på knapperne

Trykknappekontakter er switches, som du trykker på for at åbne eller lukke et kredsløb.De kan være enten midlertidig (øjeblikkelig), hvilket betyder, at de kun fungerer, mens de bliver presset, eller de kan forblive på plads (låse), indtil de presses igen.Disse knapper findes i mange former og størrelser og kan også have ført lys til at indikere, om de er tændt eller slukket.Skubknappekontakter er meget almindelige og findes i kontrolpaneler, fjernbetjeninger og mange andre enheder, hvilket giver en let og ligetil måde for folk at interagere med maskiner.

Skift switches

Skiftafbrydere har en håndtag, der let kan vendes for at slå noget til eller fra, hvilket gør dem gode til situationer, hvor der er behov for præcis kontrol.De er kendt for at være robuste og pålidelige, ofte brugt i udfordrende miljøer som fabrikker og laboratorier.Skiftafbrydere er i stand til at håndtere tunge elektriske belastninger, hvilket gør dem ideelle til tunge applikationer.Deres klare on/off -positioner giver en enkel måde at vide, om en enhed er aktiveret eller ej.

Sammenligning af switchindstillinger

Her er et resumé, der sammenligner forskellige typer switches baseret på flere hovedfunktioner:

Type	Poler/kast	Koste	Levetid	Aktuelle/spændingsvurderinger	Monteringsmuligheder
DUKKERT	Flere	Lav	Lav	Lav	PCB
Roterende	Flere	Lav	Lav	Lav	PCB
Glide	Enkelt	Medium	Medium	Medium	PCB/panel
Taktil	Enkelt	Lav	Høj	Lav	PCB
Rocker	Enkelt	Medium	Medium	Medium	PCB/panel
Skubbe Knap	Enkelt	Høj	Medium	Medium	PCB/panel
Skift	Enkelt	Høj	Medium	Medium	Panel

Konklusion

For at pakke sammen hjælper skiftet os med at kontrollere elektriske kredsløb og komme i forskellige typer til forskellige opgaver.Mekaniske switches som DIP og skift er kendt for at være enkle og pålidelige, mens elektroniske kontakter som BJT'er og MOSFET'er er hurtige og effektive.At vide om poler, kast, opsætninger og funktioner som monteringsmuligheder og aktuelle ratings hjælper dig med at vælge den rigtige switch til dine behov.At tænke på, hvor og hvordan switches bruges, sørger for, at de fungerer godt, hvad enten det er i fabrikker eller hjemmeenheder.Ved at lære om switches kan du designe og løse elektriske systemer effektivt.Efterhånden som teknologien vokser, vil disse små, men kraftfulde enheder fortsat være en stor del af vores hverdag.

Ofte stillede spørgsmål [FAQ]

1. Hvad er det grundlæggende princip for en switch?

En switch styrer strømmen af ​​elektricitet i et kredsløb ved at åbne eller lukke den.Når kontakten er lukket, kan elektricitet flyde gennem og strømenheder.Når kontakten er åben, stoppes elektricitet, og enheden slukker.

2. Hvad er det grundlæggende i elektriske switches?

Elektriske afbrydere kontrollerer strømmen af ​​elektricitet ved at forbinde eller afbryde den sti, den tager.De har mindst to metaldele kaldet kontakter, der enten berører for at lade elektricitet flyde eller adskille for at stoppe det.Kontakter kan være mekaniske, som en lysafbryder, du vipper eller elektronisk, som dem i computere.

3. Hvad er den grundlæggende funktion af switches?

Den grundlæggende funktion af switches er at tænde eller slukke for elektriske enheder.De gør dette ved at lade elektricitet flyde til enheden, når de er tændt og stoppe den, når den slukkes.Dette giver dig mulighed for let at kontrollere enheder.

4. Hvad er de 3 grundlæggende komponenter i en switch?

En switch har tre hoveddele: aktuatoren, som er den del, du skubber eller vender for at bruge kontakten;Kontakterne, som er metaldelene inde i det berøring eller adskilt for at starte eller stoppe elektricitet;og terminalerne, hvor ledningerne opretter forbindelse til kontakten.

5. Hvad er den grundlæggende drift af en switch?

En switch fungerer ved at flytte aktuatoren, der forbinder eller kobler kontakterne indeni.Når kontakterne berører, er kredsløbet komplet, og elektricitet strømmer til enheden og tænder den.Når kontakterne er fra hinanden, er kredsløbet brudt, og elektriciteten stopper og slukker for enheden.