بلاگ

زمانی که برق اختراع شد وسیله ای به نام کلید نیز ساخته شد تا بتوان به وسیله ی آن برق را خاموش و روشن  (قطع و وصل)کرد. کلید یکی از آسان ترین و ابتدایی‌ترین  قطعات حیاتی هر  مدار است و به هیچگونه معادلاتی برای محاسبه نیاز ندارند. قطعه ای که باز و بسته بودن یک مدار الکتریکی را کنترل می‌کند. این قطعه جاری شدن جریان در یک مدار را فراهم می آورد. کلید نیاز به تعامل و کنترل توسط کاربر را دارد.

کلید تنها در یکی از این دو حالت باز(روشن) یا بسته(خاموش) وجود دارد. کلید روشن، خاموش می‌تواند به سادگی با یک SPST سری با خط توان به کار رود. بعضی از کلیدها  دائمی هستند همچون کلیدهای روشنایی روی دیوار، در یک وضعیت می‌مانند تا زمانی که در حالت جدید قرار گیرند و در حالت جدید می‌مانند تا به روی حالت دیگر قرار گیرند. همچنین ممکن است این کلیدها، همانند: کلید تاگل یا کشویی، دائمی است.  ولی بعضی از کلیدهای لحظه ای هستند و می‌توانند برای اهداف خاص استفاده شوند و زمانی که فشار داده شوند باعث عبور جریان و یا روشن شدن لامپ می‌شوند و وقتی دست را از روی کلید برداریم خاموش می شوند همچون: کلید بوق ماشین، صفحه کلید یا کیبورد کامپیوتر و تنها در زمانی که فعال است (مثلا فشار داده شوند.) عمل می‌کند و اگر فعال نباشد در حالت خاموش باقی می‌ماند. 

* انواع کلید

در بازار انواع مختلفی از کلیدها وجود دارد مانند: تاگل، چرخشی، DIP، دکمه فشاری، راکر و غشایی که هر کدام کارایی مخصوص به خود را دارند. عملکرد کلید می‌تواند فشار دادن، جابه جا کردن کشویی، تکان دادن، چرخاندن، پرتاب، کشیدن، چرخش کلید، گرما، مغناطیسی کردن، ضربه زدن، زبان زدن و هر عمل فیزیکی که باعث اتصال مکانیکی در داخل کلید برای اتصال یا جدا کردن می‌شود.

کلید باید حداقل دو پایانه داشته باشد، یکی برای وارد شدن جریان و یکی برای خارج شدن. در اغلب اوقات، کلید بیش از دو پایه دارد. این جایی است که دانستن تعداد پل و حالت، لازم است. یکی از انواع کلید ها میکروسوئیچ هستند، یکی از قطعه های پرکاربرد که در بسیاری از پروژه ها مورد استفاده قرار می گیرند.

* میکروسوئیچ چیست؟

میکروسوئیچ (Micro Switch) گونه‌ای از کلید است. سوییچی برقی که توسط نیروی فیزیکی بسیار کمی تحریک می شود. نوعی از کلید که بسیار حساس و تحریک پذیر است و برای قطع و وصل کردن جریان برق در مدارهای الکترونیکی به کار برده می شود و معمولاً بخشی از  مدار فرمان است و با یک ضربه کوچک می تواند کنتاکتور مربوط به ادوات بزرگ تر را فعال یا غیرفعال کند. میکروسوئیچ با فشار فیزیکی بسیار کمی تحریک می‌شود. عمل کلیدزنی در وضعیت‌های مشخصی از محرّک اتفاق می‌افتد.

از ویژگی های بارز میکرو سوئیچ این است که یک حرکت نسبتا کوچک در دکمه محرک، یک حرکت نسبتا بزرگ در اتصال های الکتریکی ایجاد می کند که 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.

این سوئیچ ها به عنوان سوئیچ فنری (سریع) نامیده می شوند، میکروسوئیچ نوعی سوئیچ محدودکننده ی کوچک است و همانگونه که اشاره شد در مدارهای الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع کلید ها با نام های کلید محدودکننده مکانیکی و یا کلید مینیاتوری ضربه ای سریع نیز نامیده می شود و به طور گسترده در ابزار خودرو، صنعت و پزشکی به عنوان سنسور استفاده می شود. معمولا یک مکانیسم فنری به سرعت عملکرد میکروسوئیچ کمک می کند و با کوچک ترین ضربه یا تحریک شاسی، عمل مکانیکی مورد نیاز برای تغییر وضعیت کنتاکت ها انجام خواهد شد. ولتاژ و جریان کار و طراحی بازوی (شاسی) میکروسوئیچ ها متناسب با کاربرد متفاوت خواهد بود.

برتری اصلی میکروسوییچ‌ها نسبت به سایر ابزارهای کلیدزنی این است که در میکروسوییچ جا بجایی‌های کوچک محرک که بر دکمه ی میکروسوییچ اعمال می‌شود، سبب جابجایی به‌نسبت زیاد کنتاکت‌های الکتریکی میکروسوییچ خواهد شد که جدای از سرعت محرک، سرعت زیادی دارد. بیشتر طراحی‌های موفق از پدیده ی پسماند  نیز استفاده می کنند، بدین معنی که حرکت کوچک محرک در جهت معکوس برای بازگرداندن کنتاکت‌ها به حالت نخست کافی نخواهد بود و محرک باید به اندازه ی قابل توجهی در جهت عکس حرکت کند.

پیترمک‌گل در سال۱۹۳۲میلادی در فریپورت، نخستین میکروسوئیچ را به نام  ایلینویز ابداع کرد. مک‌گل در آن زمان یکی از کارمندان شرکت باتری‌سازی برگس بود. او در سال ۱۹۳۷ یک شرکت با عنوان میکروسوئیچ بنا 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 این سوئیچ به دلیل نام کمپانی Micro ، اولین شرکت سازنده ی این نوع کلید بصورت تجاری ؛ "میکرو" نام گرفت. 

* اجزای اصلی  تشکیل دهنده ی میکروسوئیچ  به شرح زیر است:

- اهرمی:

در هر میکروسوئیچ یک شاسی  وجود دارد که با برخورد جسم یا به عبارتی هدف با این شاسی، کنتاکت ها تغییر وضعیت می دهند.

- عملگر:

قسمتی است که به اهرم متصل است و حرکت خطی، عمودی و یا دورانی اهرم را به تغییر وضعیت در کنتاکت ها تبدیل می کند.

- بدنه:

بدنه ی سوئیچ که شامل کنتاکت هاست و حالت آن توسط عملگر کنترل می شود.

- پایانه های الکتریکی

این پایه ها به کنتاکت های سوئیچ متصل شده و سیم ها را از طریق پیچ های پایانه به سوئیچ متصل می کند.

* * انواع میکروسوئیچ‏

با توجه به ولتاژ و جریانی که میکروسوئیچ‏ ها می‏ توانند از خود عبور دهند در انواع و شکل های گوناگون، تقسیم ‏بندی می‏ شوند و در بازار به فروش می رسند. با توجه به نوع محرک میکروسوئیچ ها به انواع مختلفی از جمله میکروسوئیچ اهرمی، میکروسوئیچ فشاری، و میکروسوئیچ غلطکی تقسیم می شوند، انتخاب میکروسوئیچ از نظر نوع عملکرد متناسب با کاربرد مورد نظر خواهد بود.

برخی از میکروسوئیچ یک طرفه و برخی دوطرفه است. برخی دارای آنتن است و برخی دیگر فنر، قرقره، چراغ، میله، رگلاژ، اهرم و یا غلطک دارند. تعدادی از میکرو سوئیچ‌ها بخاطر نوع کاربردی که دارند، چندین کنتاکت دارند. در برخی از آنها کنتاکت ها در خلأ و در برخی دیگر در روغن نگهداری می شوند.

* میکروسوئیچ اهرمی

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

- انواع اهرم ها

1- اهرم غلتکدار:

در این نوع اهرم بخشی که با هدف برخورد می کند غلتکدار است. این غلتک اصطکاک و در نتیجه نیروی لازم برای فعال شدن اهرم را کاهش می دهد. زمانی که نیرو اعمال نشود، اهرم به حالت خنثی برمی گردد. این نوع میکروسوئیچ نسبت به انواع دیگر محبوبیت بیشتری دارد.

2- اهرم غلتکدار قابل تنظیم

مشابه اهرم غلتکدار استاندارد است، اما طول اهرم از چند میلی متر تا چند سانتیمتر قابل تنظیم است. قطر غلتک ها نیز فرق می کند و با توجه به شرایط کار مشخص می شوند.

3-  اهرم میله ای

اهرم های میله ای نیز همچون سایر اهرم ها به صورت شعاعی فعال می شوند اما عملگر این نوع سوئیچ ها میله نازک با طول زیاد است. میله های قابل تنظیم می توانند به 10 سانتی متر یا بیشتر برسند.

4- میله انعطاف پذیر

طول و شکل ظاهری  این میله ها شبیه اهرم میله ای است، ولی برخلاف اهرم های عادی که فقط در یک صفحه فعال می شوند، میله های انعطاف پذیر در هر جهتی می توانند فعال شوند.

5- محور چرخشی

این سوئیچ ها را می توان روی یک محور (به عنوان مثال، لولای درب) نصب کرد تا هنگام چرخش لولا یا محور، سوئیچ فعال شود.

* میکروسوئیچ پیستونی

در میکروسوئیچ پیستونی 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.

1- پیستون گرد: شامل یک پیستون است که با اعمال نیروی عمودی فعال می شود. سر پیستون در انواع و اندازه های مختلف موجود است.

- پیستون گرد جانبی: در این نوع سوئیچ سر پیستون عمود بر سوئیچ نیست و به صورت جانبی تعبیه شده است و از این نظر با پیستون گرد معمولی متفاوت است.

2- پیستون غلتکدار:  در مواردی که جهت اعمال نیرو کاملاً عمود نیست می توان از سوئیچ مدل پیستونی غلتکدار استفاده کرد. غلتک بخشی از نیروی غیر عمود را به نیروی عمود تبدیل می کند که می تواند پیستون را فعال کند.

- پیستون غلتکدار جانبی: تفاوت این نوع سوئیچ باحالت پیستون غلتکدار معمولی، مکان قرارگیری پیستون نسبت به سوئیچ است. در این مدل پیستون به صورت جانبی نسبت به سوئیچ قرار گرفته است.

3-  بند کششی در این سوئیچ ها با کشیدن یا سفت شدن طناب متصل به سوئیچ، فنر داخلی باز شده و در نتیجه سوئیچ فعال می شود. میکروسوئیچ ها ازنظر واکنشی که به تحریک یا نیروی اعمالی نشان می دهند، نیز دسته بندی می شوند.

* کاربردهای میکرو سوئیچ

کاربرد میکروسوییچ ‌ها بسیار گسترده و مختلف است، در زیر به چند نمونه اشاره می کنیم

- سیستم های تهویه مطبوع: سوییچ های فشار هوا برای تشخیص تغییر در فشار هوا و سوییچ ها برای کنترل پنل کنترل مورد استفاده قرار می گیرند.

- شمارش قطعات عبوری

- دستگاه های سکه ای یا  تشخیص جمع‌شدگی کاغذ در دستگاه های کپی

- سیستم دوربین مدار بسته

- پنل های مربوط به سیستم های کنترل تردد.

- سیستم آسانسور که برای انتخاب طبقه مورد استفاده قرار می گیرند.
- ماشین لباسشویی و ظرفشویی: برای تشخیص سطح آب، خاموش شیا روشن بودن دستگاه.
- یونیت ها و دستگاه های هواساز: استفاده به عنوان دکمه ریست.

- اینترلاک درهای دستگاه مایکروویو
- پلوپز ها و مایکرو ویوها: به عنوان سوئیچ های ایمنی جهت باز و یا بسته بودن درب دستگاه مورد استفاده قرار می گیرند.
- یخچال ها: دستگاه یخ ساز یخچال ها که به علمکرد موقعیت درست یخ ساز کمک می کند.
-  تایمرهای کنترلی

- تشخیص انسداد در خط تولید

- کنترل نوار نقاله در کارخانه ها

- ماشین های برش

برخی دیگر از کاربردهای میکروسوئیچ شامل روبات‏ های تشخیص مانع، تشخیص رسیدن بازوی دستگاه به انتهای دامنه حرکتی، شیشه بالابر خودروها، دزدگیر خودروها و غیره است.

* ویژگی های میکروسوئیچ ها

میکروسوئیچ ها نسبت به سایر سنسور ها از مقاومت بهتری در مقابل نویزها و اعوجاج الکتریکی و تداخل رادیویی برخوردارند، از دیگر خصوصیات آنها می توان به پوشش با دوام و مقاوم در محیط های صنعتی مختلف اشاره کرد. استفاده  از این نوع کلید ها بسیار آسان است، همچنین عملکرد آسان و هزینه ی پایین و عمر مفید بالا (بیش از ۱ میلیون چرخه و در مدل‌های پرکار تا ۱۰ میلیون چرخه) از دیگر ویژگی های بارز این محصول است.اصطکاک و فرسودگی قطعات متحرک میکروسوئیچ از معایب این نوع کلید هاست. 

* فرق میکروسوئیچ با کلید های عادی

از آنجایی که شاسی میکروسوئیچ به صورت فنری است، بنابراین میکروسوئیچ با کلیدهای قطع و وصل عادی فرق دارد. یعنی وقتی که شاسی فشار داه می شود جریان را قطع یا وصل نگه داشته و وقتی دکمه را رها می شود، وضعیت به حالت اولیه ی خود بر می گردد. این وسیله نخستین بار برای مشخص کردن محدوده حرکت شیء مورد استفاده قرار گرفت و به همین خاطر به آن لیمیت سوئیچ نیز می گویند.

اصولا میکروسوئیچ‏ ها دارای 3 عدد پایه است. یکی از پایه‏ های میکروسوئیچ با COM تعیین می ‏شود که پایه ورودی آن است. یکی از پایه ‏های آن با علامت( NC ( normally close و پایه دیگر با علامت(  NO ( normally openمشخص می‏ شود. در حالت عادی و پیش از فشردن شاسی میکروسوئیچ، پایه COM به پایه NC متصل، و از پایه NO جدا می ‏شود.