میکروسوئیچ مورد استفاده در تردمیل

میکروسوئیچ ازجمله قطعاتی می باشد که در تابلو های کنترل مخصوصا مدار فرمان مورد استفاده قرار می گیرد. لازم است که بگوییم میکروسوئیچ در حقیقت کلیدی است که با حرکت و یا فشار و ضربه تحریک شده و قطع و وصل جریان مدار الکتریکی را بر عهده دارد. از جمله کاربرد های میکروسوئیچ ها می توان به کنترل ایمنی آسانسورها ، شمارش قطعات عبوری، دستگاه های سکه ای و ماشین های برش ، بالابر ها ، کنترل نوار نقاله در کارخانه ها و … اشاره کرد.

در واقع میکروسوئیچ گونه‌ای از کلید است. سوییچی برقی که توسط نیروی فیزیکی بسیار کمی تحریک می شود. میکروسوئیچ یک نوع از ابزارهای کلیدزنی در صنعت برق به حساب می آید و کاربردهای بسیار متنوعی در این صنعت دارد به طوری که ما همه روزه از قطعاتی استفاده می کنیم که میکروسوئیچ در آنها به کار گرفته شده است. میکروسوئیچ ها در واقع همان لیمیت سوئیچ ها در ابعاد کوچک تر  هستند که با کوچک ترین فشار تحریک شده و عمل می کنند. از میکرو سوئیچ برای قطع و یا وصل کردن جریان برق در مدارهای الکتریکی استفاده می شود.

میکرو سوییچ ها در دو مدل مختلف صنعتی و خانگی طراحی و تولید شده و به بازار عرضه می شوند. از نظر کارکرد تفاوتی بین این دو مدل وجود ندارد ولی میکروسوییچ های صنعتی عمر مفید بیشتری نسبت به میکروسوییچ های خانگی دارند و استاندارد های فنی بیشتری برای ساخت آنها باید رعایت شود. از ویژگی های مشخص میکرو سوئیچ این است که یک حرکت تقریبا کوچک در دکمه محرک، یک حرکت نسبتا بزرگ در اتصال های الکتریکی ایجاد می کند که این امر با سرعت بالا (بدون در نظر گرفتن سرعت تحریک) رخ می دهد. میکروسوئیچ از جمله قطعاتی است که در تابلوهای کنترل به ویژه مدار فرمان کاربرد دارد.

نخستین میکروسوئیچ توسط فردی به نام پیتر مک‌گل در سال ۱۹۳۲ میلادی در فریپورت، ایلینویز ابداع شد. مک‌گل در آن زمان یکی از کارمندان شرکت باتری‌سازی برگس بود. او در سال ۱۹۳۷ یک شرکت با عنوان میکروسوئیچ بنیان نهاد. از آن زمان تا کنون نام تجاری میکروسوییچ برای اشاره به این نوع از سوئیچ‌ها رایج شده‌است و شرکت‌های زیاد دیگری هم به تولید آن می‌پردازند

نحوه کار میکروسوئیچ

یک میکرو سوئیچ که گاهی اوقات "کلید مینیاتور سریع (فنری)" هم نامیده میشود، یک نوع کلید با اتصال آنی و لحظه ای است که بطور گسترده در ابزار خودرو، صنعت و پزشکی بعنوان سنسور استفاده می شود.
این سوئیچ به دلیل نام کمپانی Micro ، اولین شرکت سازنده این نوع کلید بصورت تجاری ؛ "میکرو" نام گرفت. محرک این سوئیچ ها اغلب دارای یک چرخ محوری در بالای یک دکمه ی فشاری است. این سوئیچ بطور گسترده ای در برنامه های سیستم کنترل از قبیل اتصالات سوئیچ های ایمنی در آسانسورها، دستگاه های فروش و غیره استفاده می شود.

ساختار داخلی و نحوه عملکرد میکروسوئیچ

ساختار داخلی میکروسوئیچ ها دقیقاً مثل یک پوش باتن دوبل است ومعمولاً یک کنتاکت NO (در حالت عادی باز) و یک کنتاکت NC (در حالت عادی بسته) دارند.میکروسوئیچ ها تماسی هستند اما قطعات مشابه، مانند سنسورهای مجاورتی القایی یا خازنی یا سنسورهای فوتو الکتریک بدون نیاز به تماس با جسم می توانند عملکردی مشابه میکروسوئیچ ها داشته باشند.البته میکروسوئیچ ها نسبت به سنسورهای مجاورتی قادر به تحمل جریان های بالاتر و فعالیت های مکانیکی سنگین تر هستند.

به طور کلی میکروسوئیچ متشکل از چهار جزء اصلی زیر است:

1-    اهرمی که هدف با آن برخورد می کند. هر میکروسوئیچ یک شاسی دارد کهبا برخورد جسم یا به عبارتی هدف با این شاسی، کنتاکت ها تغییر وضعیت خواهند داد.
2-    عملگر بخشی است که به اهرم متصل است و حرکت خطی، عمودی و یا دورانی اهرم را به تغییر وضعیت در کنتاکت ها تبدیل می کند.
3-    بدنه سوئیچ که شامل کنتاکت هاست و حالت آن توسط عملگر کنترل می شود.
4-    پایانه های الکتریکی که به کنتاکت های سوئیچ متصل شده و سیم ها را از طریق پیچ های پایانه به سوئیچ متصل می کنند.انتخاب یک میکروسوئیچ مناسب، مستلزم توجه به مشخصات مکانیکی و پارامترهای عملکردی ماشین های مختلف و عواملی مانند اندازه، نیروی عملیاتی، روش نصب، دقت و سرعت مورد نیاز است.

علاوه بر این، درجه بندی الکتریکی یک میکروسوئیچ باید با سیستمی که قرار است کنترل کند مطابقت داشته باشد تا از خرابی ابزار جلوگیری شود.میکروسوئیچ ها معمولاً بخشی از مدار فرمان هستند و با یک ضربه کوچک می توانند کنتاکتور مربوط به ادوات بزرگ تر را فعال یا غیرفعال کنند.البته بعضی میکروسوئیچ ها قادر به کنترل مستقیم لامپ یا الکتروموتورهای کوچک نیز هستند.

کلید یا سوئیچ های آنالوگ

اساس هر کلید مکانیکی را دو قطعه رسانا  (فلزی)  تشکیل می‌دهد که با اتصال آن دو مدار وصل و با جداشدن آنها مدار قطع می‌شود. به این دو قطعه، کنتاکت گفته می‌شود. این قطعات باید در برابر خوردگی مقاوم باشند. چرا که اغلب فلزات به سادگی دچار اکسایش و کاهش شده و این موضوع عملکرد صحیح کلید را متوقف می‌کند. کنتاکت، نه تنها باید رسانا بوده و در برابر خوردگی مقاوم باشد، بلکه باید دارای سختی مناسب برای پیشگیری از سایش و مقاومت مکانیکی کافی باشد.

در کلیدها معمولا علاوه بر کنتاکت‌ها، بخشی وجود دارد که در دسترس کاربر بوده و کنتاکت را به حرکت در می‌آورد. وجود این بخش باعث می‌شود تا کاربر مستقیماً با کنتاکت تماس نداشته باشد. این بخش می‌تواند بسته به کاربرد کلید، شکل‌های گوناگون داشته باشد. اگر توان الکتریکی و یا پتانسیل الکتریکی جریان عبوری از کلید، از حد معینی بیشتر باشد، در هنگام قطع و وصل جریان، میان دو کنتاکت قوس الکتریکی برقرار می‌شود. این قوس الکتریکی باعث ایجاد حرارت بسیار زیادی در محل اتصال کنتاکت‌ها شده و باعث ذوب جزئی (خال زدن) آنها می‌شود. اثر مخرب ولتاژ بالا در ایجاد قوس الکتریکی، از اثر توان الکتریکی نیز بیشتر است.البته در زمان اتصال کوتاه نیز دقیقا چنین اتفاقی روی می دهد.

کاربردهای میکرو سوئیچ

میکروسوئیچ ها در موارد زیر به عنوان حسگر کاربرد دارند:

•    کنترل ایمنی آسانسورها
•    شمارش قطعات عبوری
•    دستگاه های سکه ای
•    بالابرها
•    تشخیص انسداد در خط تولید
•    کنترل نوار نقاله در کارخانه ها
•    ماشین های برش

معمولاً وقتی یک ماشین یا به عبارتی بخش متحرک ماشین، با اهرم عملیاتی فعال کننده سوئیچ برخورد می کند؛ میکروسوئیچ شروع به کار کرده و مدار الکتریکی کنترل کننده ماشین را فعال می کند.
میکروسوئیچ ها می توانند به عنوان دستگاه های پایلوت برای مدارهای کنترل استارت مغناطیسی استفاده شوند و به آن ها امکان می دهد شروع، توقف، کاهش سرعت یا افزایش شتاب موتور را کنترل کنند.

مزایا و معایب میکرو سوئیچ ها

میکروسوئیچ ها دارای چندین مزیت برای طراحی هستند که از جمله آن ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1.    از نظر طراحی مدار معمولاً ساده و سر راست هستند.
2.    تقریباً در هر محیط صنعتی به خوبی کار می کنند.
3.    دقت و تکرارپذیری بالایی دارند.
4.    این قطعات مصرف برق کمی دارند و به اصطلاح کم مصرف هستند.
5.    قابلیت سوئیچینگ بارهای القایی زیاد (High-Inductance Load) را دارند.
6.    می توان از آن ها برای سوئیچینگ چندین بار استفاده کرد.
7.    نصب آن ها ساده است.
8.    مقاومت فیزیکی خوبی دارند و بنابراین در مکان های پرخطر قابل اعتماد هستند.
9.    معمولاً کنتاکت های الکتریکی قدرتمندی دارند، بدین معنی کهمی توان از آن ها برای تغییر مستقیم جریان بالاتر بدون نیاز به استفاده از رله کنترل ثانویه استفاده کرد.
10.    افت ولتاژ کمی دارند و در برابر نویز الکتریکی نیز مقاوم هستند.میکروسوئیچ ها معایبی نیز دارند؛ بنابراین ممکن است برای هر کاربردی مناسب نباشند ومحدودیت هایی ایجاد کنند.

سه مورد از معایب این قطعه پرکاربرد عبارت اند از:

1.    از آن جا که میکروسوئیچ ها به عملکرد مکانیکی متکی هستند، معمولاً در تجهیزاتی که با سرعت نسبتاً کم کار می کنند، استفاده می شوند.
2.    این قطعات حسگرهای تماسی هستند، به این معنی که برای فعال شدن نیاز به تماس فیزیکی با هدف دارند.
3.    ماهیت طراحی مکانیکی آن ها بدین صورت است که دستگاه ها به مرور زمان دچار سایش یا فرسودگی مکانیکی می شوند و در نهایت نیاز به تعویض خواهند داشت.

انواع میکروسوئیچ

بدیهی است، انتخاب میکروسوئیچ از نظر نوع عملکرد متناسب با کاربرد موردنظر خواهد بود.عملکرد سوئیچ ها بر اساس بخشی که با هدف برخورد می کند، به دو دسته کلی زیر تقسیم می شود:

1- اهرمی
2- پیستونی
در ادامه هر یک از این دو نوع میکروسوئیچ مورد بررسی قرار خواهند گرفت.

لیمیت سوئیچ اهرمی

میکروسوئیچ های اهرمی به صورت شعاعی فعال می شوند، یعنی حول یک محور می چرخند.بنابراین با حرکت این اهرم به چپ و راست یا بالا و پایین سوئیچ عمل می کند.اهرم در این میکروسوئیچ ها می تواند متفاوت باشد.

لیمیت سوئیچ پیستونی

در این نوع میکروسوئیچ با فشردن یا کشیدن پیستون متصل به عملگر، سوئیچ عمل خواهد کرد.متناسب با نوع کاربرد می تواند شامل یک غلتک یا فنر نیز باشد.

ویژگی های میکرو سوییچ خوب چیست؟

عمر مفید هر میکرو سوییچ در نوع کم کارکرد 1 میلیون بار و در مدل های صنعتی پر کاربرد به بیش از 10 میلیون بار چرخه کارکرد می رسد. میکرو سوئیچ ها کلید های بسیار حساسی هستند که با کوچک ترین فشار عمل می کنند و در طیف وسیعی از وسایل مانند لوازم الکترونیکی، عملگرها و …. استفاده می شوند.

عمر مفید بالای این قطعات و دیر خراب شدن میکروسوئیچ ها باعث پیشرفت زیاد استفاده از آنها در صنعت الکترونیک شده است و به سرعت حتی در لوازم خانگی نیز مورد استفاده قرار گرفته اند.یکی از تفاوت های اصلی میکرو سوئیچ با دیگر کلید ها، کوچک بودن و امکان جابجایی در دستگاه های متحرک به دلیل قرارگیری دکمه بر روی خود میکرو سوئیچ است. همین دلیل باعث می شود که بتوانید آن را در انواع دستگاه ها نصب کنید.

یکی دیگر از تفاوت های میکرو سوییچ ها واکنش سریع آنهاست که به محض احساس فشار عملیات قطع یا وصل برق را انجام می دهد . در تمام حالت ها و برای انجام تمام پروژه ها می توان از میکرو سوییچ استفاده کرد.در میکروسوئیچ ها تفاوت میزان جابه جایی کوچک محرک که باعث تغییر وضعیت میکرو سوئیچ می شود به نسبت میزان جابه جایی کنتاکت های الکتریکی میکروسوییچ که سرعت زیادی دارد بسیار مشهود است.

میکروسوئیچ صنعتی

میکروسوئیچ صنعتی از نظر کارکرد، مشابه سایر میکرو سوئیچ ها عمل می کند. منتها ممکن است برخی قطعات این دستگاه برای استفاده های صنعتی دارای طول عمر بیشتری به نسبت سایر مدل های خود باشند.

انواع مختلفی از میکروسوئیچ صنعتی وجود دارد مثل: فشاری، غلطکی، سوزنی.از میکرو سوئیچ صنعتی در کارخانه ها و صنایع مختلفی برای کنترل حد، نمایش وضعیت، شمارش قطعات و … استفاده می کنند. میکروسوئیچ های صنعتی مانند سایر قطعات مزایا و معایبی دارند که عبارتند از:

1.    استفاده و عملکرد راحت و آسان برای همه  
2.    پوشش بادوام و مقاوم در محیط های صنعتی مختلف
3.    عمر با دوام و طولانی
4.    استفاده برای جریان های بالا و مقاومت خوب به نسبت سایر سنسورها
5.    مقاومت خوب در مقابل نویزها و اعوجاج الکتریکی و تداخل رادیویی
6.    نداشتن جریان نشتی و کارکرد آسان تیغه های NO و NC

از معایب میکروسوئیچ صنعتی هم می توان به مواردی مثل:

1.    عمر کمتر کنتاکتورها به نسبت سنسورهای غیر تماسی
2.    اصطکاک و فرسودگی قطعات متحرک
3.    قابلیت استفاده از این قطعات در تمام محیط های صنعتی وجود ندارد.

تاریخچه استفاده از نوار نقاله

تقریبا تمام انسان ها در طول عمر خود برای یکبار هم که شده تسمه نقله یا همان نوار نقاله را از نزدیک دیده اند. هنگامی که در فروشگاه می خواهید اقلام خریداری شده را نزد صندوق دار ببرید یا زمانی که در فرودگاه منتظر چمدان های خود هستید.

این دو مورد دو کاربرد عادی برای استفاده از نوار نقاله هستند، اما این وسیله کاربردهای فراوانی در صنایع گوناگون دارد. به طوری که می توان گفت امروزه اگر تسمه نقاله در برخی کارخانه ها وجود نداشته باشد، بسیاری از کارها عقب می افتند.

این وسیله اولین بار در سال 1892 توسط فردی به نام توماس رابینز برای جابه جایی زغال سنگ، سنگ معدن و … اختراع شد. بعد از این اختراع در سال 1901 ساندویک تسمه نقاله فولادی یا استیل را اختراع کرد. در سال 1913 هنری فورد نوار نقاله مخصوص برای مونتاژ قطعات کمپانی ماشین های فورد را راه اندازی کرد.

حدود 60 سال بعد یعنی در سال 1972 طولانی ترین سیستم نوار نقاله دنیا تا به آن روز در کشور فرانسه ساخته شد.طول این تسمه نقاله 13.8 کیلومتر بود! جالب است بدانید در حال حاضر طولانی ترین سیستم انتقال به وسیله تسمه نقاله دنیا در جنوب کشور مراکش در صحرای غربی وجود دارد. از این نوار نقاله که طول آن 98 کیلومتر است برای انتقال مواد معدنی فسفات استفاده می کنند!

نوار نقاله در صنعت

نوار نقاله که به آن تسمه کانوایر (Conveyor Belt) هم می گویند دارای یک یا چند لایه مختلف است. این لایه ها عبارتند از پوشش لاستیکی بالا، منجید و پوشش لاستیکی پایین. منجید در واقع لایه نازک بافته شده از رشته های فولادی، پلی استر، نایلون، کتان یا آرامید است که برای افزایش مقاومت طولی و عرضی در تسمه نقاله قرار می گیرد.

هر کدام از مواد منجید ذکر شده برای میزان استقامت خاصی کاربرد دارد که در ادامه به بررسی آنها خواهیم پرداخت. یکی از کاربردهای تسمه کانوایر برای جابه جایی افقی لوازم و مواد مختلف است. دستگاه های بالابر هم در خانواده تسمه های نقاله قرار می گیرند که از آن برای انتقال نیرو و حرکت استفاده می کنند.

بنابراین می توان گفت در بخش های مختلفی از صنایع که نرخ تولید و جابه جایی زیاد است استفاده از تسمه کانوایر باعث سرعت بخشیدن به انجام امور می شود. آنچه که در این میان اهمیت دارد کنترل اتوماتیک نوار نقاله برای زمان انجام کارهاست.

یعنی باید از وسیله ای برای کنترل حرکت تسمه نقاله برای انجام درست کارها و جابه جایی ها استفاده کرد تا اشکالی در روند کار پیش نیاید. به این منظور است که استفاده از میکروسوئیچ ها در نوار نقاله رواج یافت.

با استفاده از میکروسوئیچ های نوار نقاله می توان به راحتی سرعت و حجم تولید و جابه جایی محصولات را کنترل کرد. همانطور که می دانید میکروسوئیچ ها اجسامی هستند که یا برای استفاده در یک عملیات مشخص کلید زنی با نیروی کم استفاده می شوند یا برای انجام کارهایی که در طولانی مدت و با قابلیت اطمینان بالا مد نظرمان هستند.از آنجا که در نوار نقاله های صنعتی، هم اطمینان بالا مد نظر است و هم استفاده طولانی مدت، باید از میکرو سوئیچ به همین منظور استفاده کرد.

نحوه کار نوار نقاله

به صورت کلی تسمه نقاله، نوار مدار بسته یا close loop است که با دریافت نیروی مشخص از موتور گیربکس و فرمان حرکت از میکروسوییچ به وسیله دو غلتک ابتدایی و انتهایی به حرکت در آمده و تا زمانی که میکروسوئیچ نوار نقاله فرمان حرکت داشته باشد، تسمه نیز می چرخد.

از تسمه کانوایر برای حمل و جابه جایی مواد مختلفی در صنعت استفاده می شود. از جمله کاربردهای این وسیله می توان به: صنایع معدنی، سیمان، کاشی، سنگ، صنایع غذایی، دارویی، شستشوی مواد بهداشتی و غذایی، پروسه خشک کردن مواد مختلف، فرودگاه، فروشگاه، بارگیری کامیون ها و … اشاره کرد.

میکروسوئیچ مورد استفاده در تردمیل

حال که با عملکرد نوار نقاله به خوبی آشنایی پیدا کردید، باید بدانید که برای راه اندازی و توقف آن مانند تمام لوازم الکترونیکی دیگر از میکروسوئیچ ها استفاده می کنیم . این محصول در همه ابعاد کارایی دارد . میکروسوئیچ نوار نقاله یکی از آسان ترین روش ها برای قطع و وصل جریان برق در نوار نقاله میباشد . این میکرو سوییچ نوارنقاله با یک تغییر وضعیت درکنتاکت های درون این قطعه به وسیله عمل فیزیکی یا تحریک خارجی کار می کند.

این روزها سلامتی و تندرستی از جمله موضوعات مهم در سبک زندگی  مدرن به شمار می روند. افراد تمایل بیشتری به ورزش کردن پیدا کرده اند که ممکن است این تمارین را با هدف های مختلفی از جمله تمرکز، تناسب اندام و ... انجام دهند. به همین دلیل تردمیل ها یکی از محبوب ترین لوازم ورزشی هستند که می توانند توسط تمامی افراد بدین منظور مورد استفاده قرار بگیرند.

سوئیچ Micro به طور گسترده ای به عنوان سوئیچ به کار رفته در این دستگاه های ورزشی مورد استفاده قرار می گیرد که یکی از قطعات حیاتی و جدایی  ناپذیر هر دستگاه تردمیل می باشد. میکروسوئیچ در پانل PBC به عنوان یک کنترل کننده هوشمند برای عملیات مختلف تنظیم شده است. این سوئیچ مینیاتوری ممکن است در اندازه کوچک به کار برده شود، اما همین قطعه ریز سهم زیادی از کار دستگاه تردمیل و عملکرد صحیح آن را کنترل می کند و برای همین هم یک قطعه اساسی به شمار می رود.