انواع کلیدو سوئیچ های الکتریکی کدام اند؟

یکی از ساده ترین و اساسی ترین اجزای مدار کلید است. برای محاسبه کلید هیچ معادله ای لازم نیست. همه به راحتی نوع مدار باز و اتصال کوتاه را انتخاب می کنند. اما چگونه می توانیم بدون دکمه و کلید زندگی کنیم؟ ما در مدارها و دستگاه های خود از کلید استفاده می کنیم و باید انواع آنها را بدانیم تا بهترین انتخاب را داشته باشیم.

کلید چیست؟

کلید یک جزء است که باز و بسته شدن مدار الکتریکی را کنترل می کند. آنها اجازه می دهند جریان در یک مدار جریان یابد. کلیدها اجزای حیاتی هر مداری است که نیاز به تعامل و کنترل کاربر دارد.

کلید فقط در یکی از دو حالت وجود دارد: باز (روشن) یا بسته (خاموش). وقتی بسته است ، مانند یک ظرف در مدار کلید به نظر می رسد. در واقع شبیه یک مدار باز است که مانع از جاری شدن جریان می شود. هنگامی که باز است ، کلید مانند یک سیم کاملا رسانا (اتصال کوتاه) است. مدار را می بندد ، سیستم را روشن می کند و اجازه می دهد جریان از طریق بقیه سیستم عبور کند.به مدار زیر توجه کنید.معنی جملات بالا را می فهمید.

چندین نوع کلید وجود دارد: تاگل، چرخشی، DIP، دکمه فشاری، راکر، غشایی و… انواع هر نوع کلید دارای مجموعه ای منحصر به فرد از ویژگی ها است که با بقیه متفاوت است. ویژگی هایی مانند نحوه تغییر وضعیت کلید یا نحوه کنترل چندین مدار توسط کلید. در اینجا برخی از ویژگی های کلیدی کلیدها آمده است.

کلید چگونه کار می کند؟

برای حرکت از یک حالت کلید به حالت دیگر ، باید برخی اقدامات فیزیکی برای تغییر حالت کلید انجام شود. نحوه عملکرد کلید یکی از ویژگیهای تعیین کننده آن است. عملکرد کلید می تواند فشار دادن، جابجا کردن کشویی، تکان دادن، چرخاندن، پرتاب، کشیدن، چرخش کلید، گرما، مغناطیسی کردن، ضربه زدن، زبان زدن (licking) و انجام هرگونه اقدام فیزیکی در کلید که باعث اتصال یا قطع اتصال مکانیکی می شود را انجام دهد.

لحظه‌ای در برابر دائمی

همه کلید در یکی از دو دسته قرار می گیرند: لحظه ای و دائمی

کلید های دائمی:

مانند کلیدهای روشنایی روی دیوار - در یک حالت می‌مانند تا حالت جدیدی پیدا کنند و در حالت جدید می‌مانند تا در حالت دیگر باشند. این کلیدها ، کلید تاگل یا روشن/خاموش نیز می تواند ضبط شود.

کلیدهای لحظه ای :

به زبان ساده ، آنها باعث می شوند که جریان جاری می شود یا با فشار دادن چراغ روشن شود ، و هنگامی که بقیه را برمی دارند ، خاموش می شود. به بوق ماشین مانند کلید فکر کنید. آنها فقط وقتی فعال هستند (به عنوان مثال ، هنگامی که تحت فشار هستند) از نظر علمی رفتار می کنند. اگر آنها فعال نباشند ، سکوت می کنند. صفحه کلید یا کی بود کامپیوتر !

هشدار مفهومی! اکثر دکمه های کلید که به عنوان دکمه نام می‌بریم،  در دسته لحظه ای قرار دارند. فعال کردن دکمه معمولاً به معنای فشردن دکمه در مکانی است که به نظر می رسد یک کنترل لحظه ای است (یک اقدام لحظه ای مانند بوق ماشین). در این مقاله ، وقتی در مورد دکمه ها صحبت می کنیم ، منظور ما میکروسوئیچ فشاری لحظه ای است.

نحوه نصب در مدار

مانند بسیاری از اجزا ، پایه‌های کلید به صورت نصب سطحی  (SMD) یا حالت پایه دار است. معمولاً کلیدهای پایه‌دار بزرگتر هستند. برخی از آنها را می توان طوری طراحی کرد که بر روی تخته قرار گیرد تا نمونه سازی آسان باشد. دکمه های لمسی اولیه به خوبی روی صفحه قرار می گیرند و برای نمونه سازی عالی هستند.

کلیدهای SMD  کوچکتر از PTH ها هستند و در PCB ها یافت می شوند. SMA کلید به طور کلی برای مقاومت در برابر نیروی اعمال شده بر کلید های پایه طراحی نشده است. با این گونه کلید ها آرام برخورد کنید. Arduino Pro دارای دو SMD از نوع کلید است: یک کلید شناور برای کنترل قدرت و یک دکمه برای کنترل تنظیم مجدد.

کلیدهای نصب روی قاب (Panel mount switches) برای نصب در خارج از محفظه طراحی شده اند. یکی دیگر از ویژگیهای مهم مورد نیاز کلید برای اشغال صفحه ، مدارهای داخلی کلید است.

پل‌ها و حالت‌ها، باز و بسته

کلید باید حداقل دو پایانه داشته باشد ، یکی برای ورودی (به طور بالقوه) و دیگری برای خروجی (به طور بالقوه). این ساده ترین نسخه کلید را تعریف می کند. اغلب اوقات ، کلید بیش از دو پایه دارد. این امر برای آگاهی از تعداد پل ها و نحوه عملکرد آنها ضروری است. تعیین تعداد مراحل در  کلید می تواند چندین مدار مجزا را کنترل کند. بنابراین کلید تک پل تنها یک مدار را کنترل می کند. یک کلید 4 پل می تواند 4 مدار مختلف را به طور جداگانه کنترل کند.

تعداد حالات نشان می دهد که کلید می تواند چندین حالت داشته باشد. برای مثال کلید را در نظر بگیرید برخی از سشوارها دارای سه حالت خاموش ، سرعت کم و سرعت بسیار بالا هستند.
با آگاهی از تعداد پل ها و اتصالات هر کلید ، می توان طبقه بندی خاصی انجام داد. کلید ها عموماً یا به صورت تک پل، تک حالت” یا “تک پل، دوحالت” و یا “دو پل، دو حالت” هستند که به اختصار به ترتیب SPST، DPST و DPDT هستند.

کلید تک پل SPST

یک کلید تک پل تک حالت (SPST) ساده ترین حالت کلید است. ورودی و خروجی دارد. SPST ها بهترین انتخاب برای کلید های خاموش هستند. همچنین یک فرم بسیار رایج کلید دائمی است. کلیدهای SPST تنها نیاز به دو پایانه دارند. توجه: کلید SPST مخفف single pole single throw است.

کلید SPDT

یکی دیگر از انواع رایج کلید نوع کلید SPDT است. SPDT دارای سه پایانه است. پایه مشترک و دو پایه مشترک برای اتصال به پایه. SPDT ها برای انتخاب بین دو منبع تغذیه و در صورت لزوم ، از یک ورودی  با دو  انتخاب مناسب هستند. ساده ترین اسلایدرهای کلید از نوع SPDT هستند. کلید SPDT معمولاً باید سه پایه باشد. توجه داشته باشید. بسته به موقعیت ، SPDT همچنین می تواند با فعال کردن حالت کلید به عنوان SPST عمل کند.

کلید DPDT

با افزودن یک پل به SPDT ، کلید دو پل دو حالته (DPDT) می سازد. به طور معمول ، دو کلید SPDT می توانند دو مدار جداگانه را هدایت کنند. DPDT باید دارای 6 پایانه باشد.

کلید XPYT

کلید روی دو پل و دو حالت چندان رایج نیست ، اما وجود دارد. (همه آنها دارای اشکال عجیب با اتصالات پیچیده هستند.) در موارد قبلی ، هنگامی که ما یک یا دو پل / حالت داشتیم ، در ابتدا شماره را به طور مختصر می گفتیم. در اینجا یک نمونه کلید 4PDT آمده است. کلید 4PDT می تواند 4 مدار مجزا را هدایت کند. برای هر مدار دو موقعیت.

نرمال باز/بسته

وقتی کلید به طور معمول باعث جریان الکتریکی می شود ، به آن حالت نرمال بسته ، یا معمولاً بسته ، یا NC یا به طور معمول باز گفته می شود.

کلید لحظه‌ای

کلیدهای لحظه ای کلیدهایی هستند که در حین کار فعال هستند (فشرده شدن، نگه داشته شده، مغناطیسی شده و غیره). کلید فوری بهترین انتخاب برای ورودی کاربر است. کلید های صفحه کلید رایانه ممکن است بهترین مثال باشد.

نمونه‌هایی از کلید های لحظه‌ای:

دکمه فشاری

کلید های دکمه فشاری، کلید های لحظه‌ای کلاسیک هستند. همه مدلها در دسترس هستند: بزرگ ، کوچک ، رنگارنگ ، روشن (وقتی LED داخل دکمه روشن است). آنها را می توان بر روی پایه ، روی سطح یا حتی بر روی قاب نصب کرد.

صفحه کلید ماتریسی

آرایه بزرگی از دکمه های لحظه ای ، مانند صفحه کلید شما ، یا گروه های کوچکی مانند صفحه کلید ، معمولاً همه کلید در یک ماتریس بزرگ قرار دارند. هر دکمه روی پانل دارای یک ردیف و یک ستون است. این امر هنگام فشار دادن دکمه ها نیاز به پردازش زیادی در میکروکنترلر دارد ، اما اکثر پین های ورودی / خروجی را آزاد می کند.

کلید لحظه‌ای جویستیک

کلیدهای لحظه‌ای نباید همیشه با فشرده شدن به سمت پایین فعال شوند. آن‌ها می‌توانند از پهلو فشرده شوند، مانند حرکت در بعضی جویستیک‌ ها. یک جوی استیک دایره ای از میکروسوئیچ برای تشخیص حرکات بالا ، پایین ، چپ و راست استفاده می کند. سوار سطحی بسیار کوچک کلید 5 جهته (بالا ، پایین ، چپ ، راست ، پایین).

کلید های مغناطیسی

کلید های مغناطیسی هنگامی که در معرض میدان مغناطیسی قرار می گیرد باز و بسته می شود.

کلیدهای دائمی

کلیدهای دائمی در حالت خود باقی می‌مانند تا در حالت دیگری قرار گیرند. فقط با نگاه به نزدیکترین دیوار می توانید کلید دائمی را ببینید. آنها چراغ های شما را کنترل می کنند. کلید پایدار برای تنظیم و نگهداری حالت هایی مانند روشن / خاموش شدن برق مناسب است.

مثال کلید دائمی

اگر شما نیاز به یک کلید ساده روشن / خاموش بدون هیچ مشکلی دارید ، یا اگر به دنبال یک انتخاب کننده کلید هستید ، ممکن است ایده خوبی باشد که کلید را بکشید. این کلید دارای برجستگی های کوچکی است که از کلید بیرون زده و در امتداد بدنه کلید می لغزد و می تواند بیش از یک موقعیت داشته باشد. به طور معمول ، اسلایدر کلید را در حالت SPDT با DPDT مشاهده خواهید کرد. دستگاه مشترک معمولاً در مرکز قرار دارد و می تواند دو موقعیت داشته باشد.

کشویی کلید مثال: کلید کوچک کشویی ، کلید SMD کشویی ، کشویی کلیدPDT

کلید تاگل

کلیدهای تاگل دارای یک اهرم متحرک بلند است. هنگامی که به موقعیت جدیدی منتقل می شوید ، وضعیت تاگل کلید تغییر می کند.

کلیدDIP یا دیپ سوئیچ

کلیدهای DIP، کلیدهای پایه‌دار هستند که با الگوی مشابه تراشه DIP پایه طراحی شده است و می تواند بر روی برد در مرکز برد قرار گیرد.این کلیدها معمولا آرایه‌ای هشت تایی یا بیشتر از کلیدهای SPST، با اهرم های کشویی کوچک هستند. در قدیم از آنها در محاسبات زیادی استفاده می شد. با این حال ، می توان از آن برای پیکربندی دستگاه از طریق سخت افزار استفاده کرد.

شستی های فشاری وضعیت (Latch)

تمام دکمه‌های فشاری لحظه‌ای نیستند. برخی از دکمه های فشار تا زمانی که دوباره آنها را فشار ندهید موقعیت خود را حفظ می کنند. به عنوان مثال ، این دکمه ها در موتور کلید STOP / START در کارخانه های بزرگ قرار دارند.

سایر کلید

این شامل تعداد زیادی از انواع کلیدهای مداوم است. وقتی نمی خواهید کسی ربات قاتل را روشن کند ، از آن برای سوئیچ مانند کلید استفاده کنید. در پشت گوشی قدیمی این نوع کلید وجود دارد. مانند کلید مولتی متر ، کلید چرخان ورودی مخصوص دستگاه را فراهم می کند ، به ویژه هنگامی که تعداد زیادی حالت نیاز باشد. رله-کلید الکترونیکی راه دیگر مناسب برای روشن و خاموش کردن مدارهای قدرت بالا است.

برای روشن/خاموش کردن از کلید استفاده کنید

بارزترین کاربرد کلید روشن و خاموش کردن کلید است. وقتی وارد یک اتاق تاریک می شوید ، آن را روشن و خاموش کنید. روشن/خاموش کلید را می توان به راحتی با استفاده از سری SPST با خط برق اداره کرد. کلید روشن/خاموش ، مانند کلید تاگل یا کشویی ، معمولاً دائمی است. اما کلید های لحظه ای روشن/خاموش می توانند برای اهداف خاصی باشند.در منبع تغذیه برد ، کلید SPDT دوم برای روشن و خاموش کردن مدار استفاده می شود - کلید SPDT دوم برای تغییر خروجی تنظیم کننده ولتاژ قابل تنظیم استفاده می شود.

هنگام استفاده از این کلید ، به خاطر داشته باشید که تمام مصرف برق پروژه شما از طریق آن کلید می گذرد. یک کلید ایده آل یک هادی کامل است ، اما حقیقت این است که مقاومت کمی بین این دو هادی وجود دارد. به دلیل این مقاومت ، همه کلید ها به عنوان حداکثر جریانی که می توانند تحمل کنند ، درجه بندی می شوند ، اگر از حداکثر جریان کلید فراتر رود ، انتظار می رود که پلاستیک ذوب شده و دود کند.

برای دریافت ورودی کاربر از کلید استفاده کنید

ورودی کاربر یکی از برنامه های محبوب کلید است. به عنوان مثال ، اگر می خواهید کلید را به ورودی میکروکنترلر وصل کنید ، به یک مدار ساده مانند مدار زیر نیاز دارید. هنگامی که کلید باز است ، پین MCU به یک مقاومت 5 ولت متصل می شود. وقتی کلید بسته است ، مستقیماً به زمین متصل می شود.

کلیدهای مغناطیسی محافظ موتور

کلید مغناطیسی برای محافظت در برابر جریان بیش از حد در تجهیزات الکتریکی مانند موتورهای الکتریکی ، موتورهای ناهمزمان و موتورهای القایی استفاده می شود. آسیب مدارهای الکتریکی به هر دلیلی (اتصال کوتاه فاز ، اتصال سیم پیچ ، مصرف کننده تک فاز و غیره) جریان مصرف کننده ، باعث قطع مدار می شود.

به طور کلی ، دستگاه های محافظ موتور همه انواع مصرف کنندگان را از شبکه جدا می کنند. البته این وسایل حفاظتی باید به گونه ای انتخاب شوند که جریان راه اندازی (که چند برابر جریان نامی موتور است) باعث قطع مدار هنگام راه اندازی موتورها شود. حرارتی کلید اشنایدر دارای یک دو فلز داخلی است که وقتی جریان از حد مجاز فراتر می رود ، گرم می شود و مدار را می شکند. دو فلزی سریع عمل نمی کند و زمان زیادی طول می کشد تا عمل کند.

کلیدهای امنیتی

میکروسوئیچ های ایمنی سوئیچ هایی هستند که در یک قاب جداگانه قرار می گیرند. این باعث افزایش درجه ایمنی پرسنل در صورت برخورد تصادفی با اتصالات الکتریکی زنده و محافظت از سوئیچ در برابر آلودگی و عوامل جوی می شود ، که میزان حفاظت از آنها بستگی به میزان حفاظت دارد. . فریم داده شده اختصاص داده شد کلیدها به طور کلی برای دو منظور استفاده می شوند:

1. قطع کننده برق ورودی
2. قطع كننده و حفاظت كننده

برخی از سوئیچ های ایمنی دارای فیوز هستند ، اما برخی دیگر فاقد آن هستند و فقط شامل یک سوئیچ و اتصالات آن و یک حالت قفل داخلی قفل داخلی است. علاوه بر این ، خانواده سوئیچ های ایمنی برای استفاده معمولی و سنگین ساخته شده است. سوئیچ های ایمنی قابلیت قطع و وصل مجدد بار از منبع تغذیه الکتریکی را دارند.طبق استاندارد NEC ، هنگام راه اندازی موتور ، مانند ماشین تراش چوب ، یک سوئیچ ایمنی مورد نیاز است.

بر اساس این استاندارد ، بریکرها باید نزدیک موتور و خودرو ، یعنی در جلوی چشم کاربر و بیش از 50 پله نباشند. لازم به ذکر است که جریان نامی این کلیدها از 16 تا 4000 آمپر است. هنگامی که سوئیچ قطع می شود ، برق ورودی قطع می شود و اپراتور می تواند با اطمینان به آن سرویس دهد.

محافظ جان

کلید محافظ جان  که بر اساس آلرژیک (تک فاز) و صنعتی (سه فاز) به دو نوع تقسیم می شوند ، علاوه بر محافظت از افراد در برابر تماس مستقیم و غیر مستقیم الکتریکی ، جلوگیری از نشت جریان و محافظت از دستگاه ها و تجهیزات صنعتی که آن را اجرا می کند . کلید محافظ جان یکی از مهمترین تجهیزات الکتریکی است که ایمنی افراد را به ویژه در برابر خطرات ناشی از برق گرفتگی به دلیل نشت جریان تأمین می کند.

کلام آخر

دنیای الکترونیک این روزها تأثیر زیادی در زمینه های مختلف زندگی ما دارد و این تأثیر روز به روز در حال افزایش است. مدارهای الکترونیکی با استفاده از عناصر مختلف می توانند امکانات زیادی را در اختیار ما قرار دهند. یکی از مهمترین این عناصر کلید است که در ساده ترین شکل خود وظیفه قطع یا اتصال جریان در مدارهای الکتریکی را بر عهده دارد. دانستن انواع کلید مورد استفاده در دنیای الکترونیک به ما امکان می دهد از آنها عاقلانه تر استفاده کنیم.