Wszechobecny przełącznik elektryczny

Mimo że przełączniki i przyciski nie są promowane tak samo, jak inne technologie. Są one wszechobecnym, kluczowym elementem interfejsu użytkownika w niemal każdego rodzaju produktach elektronicznych, elektrycznych i mechanicznych. Spotyka się je w najnowszych smartfonach, czy też maszynach i pojazdach przemysłowych. Aby wyrównać proporcje, w artykule tym omówiono przykładowe rozwiązania używanych obecnie rodzajów przełączników i przekaźników wraz z typowymi zastosowaniami.

Przełączniki i przekaźniki

Podstawową funkcją przełącznika jest łączenie obwodów elektrycznych z wykorzystaniem styków poruszanych za pomocą mechanizmu uruchamiającego. Idea jest prosta, ale w praktyce prowadzi do wielu wersji typów i rozwiązań mechanicznych.

Współczesne przełączniki mają bardzo wszechstronne zastosowanie ze względu na dużą dostępną liczbę kombinacji biegunów i przełożeń, rozwiązań mechanizmu przełączającego i siłownika, a także ze względu na wiele różnych typów dopasowanych pod kątem specyficznych zastosowań. W tej publikacji omówiono kilka najczęściej spotykanych typów przełączników używanych w zastosowaniach przemysłowych i domowych.

Poza elementami obsługiwanymi ręcznie przez człowieka, takimi jak włącznik oświetlenia, na rynku są też wersje specjalne, gdzie przełączenie następuje automatycznie. Elementy te są uruchamiane zmianą ciśnienia i temperatury, przepływu, natężeniem prądu, napięciem i siłą, co umożliwia sterowanie pracą maszyn w systemach automatycznego sterowania procesami.

Takie rozwiązania buduje się też z użyciem termostatów, presostatów, konstrukcję bezpieczników, wyłączników krańcowych i podobnych. Do tej grupy produktów zaliczyć można też przełączniki przepływowe, czujniki poziomu cieczy, które są powszechnie używane w układach hydraulicznych, przemyśle chemicznym oraz systemach klimatyzacji i wentylacji.

Przekaźniki to natomiast specjalizowane przełączniki pozwalające na sterowanie obwodami dużej mocy z użyciem sygnału sterującego. Sygnał sterujący za pomocą elektromagnesu powoduje zamknięcie styków obwodu wykonawczego (lub rozwarcie w wersji NC), co pozwala na bezpośrednie sterowanie obciążeniem dużej mocy.

Przekaźniki mogą być elektromechaniczne, jak opisano powyżej lub półprzewodnikowe. Te drugie nie mają ruchomych styków, dzięki czemu zapewniają dużą trwałość, są bezgłośne, ale z reguły mają tylko jeden styk wyjściowy typu NO.

W sytuacji, gdy wymagane jest sterowanie dwoma lub nawet trzema oddzielnymi obwodami wyjściowymi za pomocą jednego sygnału, klasyczny przekaźnik jest bezkonkurencyjny. Przykładem może być sterowanie silnikiem ze zmianą kierunku obrotów.

Specjalną grupę aplikacyjną stanowią rozwiązania do zapewnienia bezpieczeństwa maszyn przemysłowych, w tym robotów. Służą one do wyłączania silnika w przypadku otwarcia drzwi bezpieczeństwa, naciśnięcia przełącznika stopu lub naruszenia obszaru chronionego.

Systemy takie spotyka się w robotach przemysłowych, gdzie przełączniki wejściowe obejmują przyciski zatrzymania awaryjnego, kurtyny świetlne, maty ciśnieniowe, wyłączniki krańcowe, przełączniki położenia. Wyjścia układu sterowania (np. do silnika) są realizowane za pomocą przekaźników i styczników.

Heiko Luckhaupt
RS Components