Elektronik Produk meluncurkan seri komponen elektronik kembali ke dasar, bekerja sama dengan EDN, dengan pengenalan sakelar elektromekanis. Jangan lewatkan diskusi kami dengan Roger Bohannan, pemimpin segmen global untuk portofolio produk segmen medis C&K.
Memilih sakelar elektromekanis yang tepat untuk suatu aplikasi dapat menjadi tantangan. Dari guncangan/getaran dan persyaratan ukuran hingga rasa taktil dan tuntutan kinerja, mengintegrasikan sakelar yang tepat ke dalam suatu produk dapat membuat atau menghancurkan desain. Di bawah ini adalah ikhtisar sakelar elektromekanis, yang memberikan informasi inti yang Anda perlukan untuk memahami jenis sakelar biasa, aplikasi umum, dan istilah yang sering digunakan terkait sakelar.
Sering disebut sebagai sakelar elektronik atau listrik, sakelar elektromekanis tersedia dalam berbagai jenis (misalnya geser, sakelar, tombol tekan, dll.), Berbagai kemampuan sakelar arus, dan ukuran fisik untuk mendukung berbagai fungsi. Menawarkan operasi yang andal dan tahan lama untuk tugas-tugas sederhana dan kompleks, sakelar elektromekanis menggunakan tindakan mekanis untuk mengubah keadaan perangkat listrik dengan mengubah aliran listrik melalui berbagai sirkit jalur transmisi.
Umumnya digunakan dalam antarmuka manusia-ke-mesin (HMI), sakelar elektromekanis adalah solusi yang relatif murah dan sederhana jika dibandingkan dengan bentuk HMI lainnya dan, oleh karena itu, merupakan pilihan yang disukai oleh banyak desainer. Sangat mudah memilih sakelar elektromekanis untuk aplikasi Anda, tetapi mengoptimalkan pilihan sakelar Anda untuk memaksimalkan fungsionalitas desain dan pengalaman pelanggan tentang produk Anda adalah tempat keahlian produsen sakelar dapat membantu Anda.
Keluarga sakelar elektromekanis C&K. (Sumber: C&K)
Berikut adalah daftar jenis sakelar elektromekanis yang populer. Sakelar ini biasanya ditentukan oleh beberapa parameter: jenis aktuator, jumlah kutub dan lemparan, tingkat penyegelan, gaya aktuasi, umpan balik haptic, dan peringkat daya yang diperlukan.
Sakelar taktil
Sakelar "kebijaksanaan" adalah perangkat elektromekanis, tetapi pada dasarnya adalah antarmuka mesin. Dengan tindakan sesaat, sakelar ON hanya selama periode ditekan dan mati segera setelah dilepaskan. Ketika perangkat digerakkan, kubah logam yang bertindak sebagai kontak seluler runtuh di antara dua kontak stasioner dan menghasilkan sakelar listrik, memberikan sinyal dari sirkuit ke unit kontrol elektronik (ECU) atau mikrokontroler (MCU) peralatan.
Keluarga sakelar taktil KSC C&K. Klik untuk gambar yang lebih besar. (Sumber: C&K)
Seperti namanya, sakelar “tact” menyediakan haptics yang berbeda. Empat kriteria utama yang dirasakan oleh pengguna: perasaan taktil, perjalanan aktuasi, kekuatan aktuasi, dan suara aktuasi. Kombinasi dan kontrol parameter ini menentukan aplikasi ideal di mana sakelar dapat digunakan. Untuk mencapai custom haptics, actuator, dome, dan housing dapat dipadu-padankan untuk mendapatkan tampilan, nuansa, dan performa yang tepat.
Sakelar ini ditawarkan dalam berbagai ukuran berbeda untuk pemasangan papan sirkuit cetak (PCB). Tersedia dalam bahan kontak iluminasi, samping atau atas, disegel atau tidak disegel, perak atau emas, versi SMT dan lubang tembus, sakelar tact dapat disetel untuk persyaratan aplikasi apa pun.
Sakelar tact modern dapat menahan minimal 10 juta siklus, menjadikannya sempurna untuk aplikasi penggunaan tinggi seperti pengontrol game atau kontrol antarmuka elevator. Performa ini merupakan hasil kombinasi yang tepat dari aktuator lunak dan struktur internal yang direvisi yang terbuat dari rumahan dan kubah yang merupakan jantung sakelar. Desain produk juga memastikan tingkat penyegelan yang tinggi. Peringkat IP67 menawarkan perlindungan yang kuat terhadap masuknya debu dan air.
Versi miniatur sekarang tersedia untuk konsumen dan produk yang dapat dikenakan seperti alat bantu dengar. Dengan tapak yang kecil, sakelar nano tact yang kokoh mudah diintegrasikan dan menawarkan kebebasan kepada desainer untuk menambahkan lebih banyak fungsi atau mengurangi ukuran produk akhir.
Roger Bohannan, pemimpin segmen global untuk portofolio produk segmen medis C&K membahas tren utama di pasar perangkat medis portabel dan terhubung dan bagaimana pengaruhnya terhadap desain sakelar elektromekanis – Gina Roos, pemimpin redaksi, Produk Elektronik.
Keyswitch adalah perangkat elektromekanis yang menggunakan pegas dan cam untuk mengoptimalkan umpan balik haptic switch untuk pengalaman pengguna. Sebagai alternatif untuk sakelar taktil atau tombol tekan, sakelar tombol biasanya hanya digunakan untuk aplikasi arus atau sinyal rendah.
Sakelar tombol dapat dikenali di bawah setiap tombol joystick mekanis, pegangan kontrol, instrumen bedah listrik, atau keyboard. Sakelar ini memiliki berbagai gaya aktuasi, sirkuit listrik, perjalanan, dan penerangan, yang membuatnya menarik bagi desainer otomotif, medis, industri, dan off-road.
Adalah penting bahwa keywitch menunjukkan haptics yang sangat baik. Dalam aplikasi yang melibatkan serangkaian sakelar kunci, kekuatan aktuasi yang konsisten dan nuansa membantu menentukan kualitas produk akhir. Sakelar tombol dapat langsung digerakkan menggunakan tombol atau tutupnya sendiri, yang sering kali terpasang di dalamnya, atau melalui antarmuka pelanggan sendiri seperti membran karet atau penutup.
Sakelar kunci untuk aplikasi modern harus dirancang untuk operasi jangka panjang dan berkinerja tinggi dalam aplikasi standar dan menuntut lingkungan.
Banyak sakelar kunci yang dirancang untuk lingkungan yang keras menawarkan penyegelan tahan air. Sakelar tombol dengan desain unik yang memisahkan fungsi elektrik dan mekanik memastikan posisi peralihan yang akurat dan dapat menahan beban berlebih hingga 100 N dan aktuasi 1 M. Sakelar tombol tersedia dalam berbagai pilihan iluminasi warna untuk mengakomodasi kebutuhan aplikasi pelanggan tertentu.
DIP switch
Sakelar celup dilengkapi dengan terminal yang dikonfigurasi dalam paket dual-in-line standar. DIP sederhana hadir dalam rumah persegi panjang dengan dua baris paralel pin penghubung listrik. Paket dapat dipasang melalui lubang atau dipasang di permukaan ke PCB.
Ada banyak jenis DIP switch. Yang paling umum adalah jenis slide, piano, dan rotary. Jenis slide dan piano biasanya diatur dalam kontak single-pole/single-throw (SPST), yang dapat aktif atau nonaktif. Jenis putar berisi beberapa kontak listrik, salah satunya dipilih dengan memutar sakelar untuk menyelaraskannya dengan nomor yang tercetak pada kemasan.
Sakelar DIP masih digunakan di beberapa kendali jarak jauh untuk mencegah gangguan. Misalnya, untuk mengontrol kipas langit-langit (dan lampunya) yang dipasang ke kotak sambungan sirkuit tunggal. Sakelar DIP mengatur frekuensi atau alamat radio yang berbeda untuk setiap pasangan pemancar/penerima, sehingga beberapa unit dapat dipasang tanpa saling mengontrol secara tidak sengaja.
Sakelar aksi jepret
Sakelar snap-action mendeteksi (atau merasakan) ada atau tidaknya suatu objek serta posisinya dengan mengaktifkan pendorong ketika objek secara fisik bersentuhan. Dengan mekanisme snap-action, kontak akan secara instan beralih pada posisi operasi tertentu terlepas dari kecepatannya. Mekanisme ini memungkinkan sakelar jepret untuk beroperasi menggunakan gerakan dan gaya tertentu.
Saat ini dengan munculnya internet of things (IoT), sakelar snap-action telah diadopsi secara luas untuk aplikasi deteksi posisi, termasuk peralatan rumah tangga, mesin, dan peralatan mekanik-listrik. Sinyal listrik yang dikeluarkan dari snap switch menunjukkan kondisi normal dan tidak normal saat mendeteksi posisi, yang dapat ditransmisikan melalui internet dan digunakan sebagai perawatan preventif dan pemantauan jarak jauh.
Snaps adalah produk yang solid. Mereka berkisar dari arus rendah hingga tinggi dan berpotensi dapat menahan percikan air apa pun hingga peringkat IP67. Mereka dapat digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk industri, otomotif, konsumen, dan medis.
Sakelar snap-action modern menawarkan opsi penyesuaian yang signifikan, yang sangat penting untuk pasar otomotif. Dinilai ke IP67, sakelar snap-action otomotif tersedia dengan opsi aktuator dan penghentian yang berbeda, perjalanan pendek atau panjang, operasi senyap atau dengan satu klik, dan banyak lagi.
Deteksi sakelar
Seri HDT dari sakelar pendeteksi mikrominiatur C&K. Klik untuk gambar yang lebih besar. (Sumber: C&K)
Sakelar deteksi bekerja dengan cara yang sama seperti sakelar tindakan jepret. Ukuran deteksi jauh lebih kecil daripada saklar snap-action karena evolusi saklar teknologi, dan biasanya hanya digunakan untuk aplikasi arus atau sinyal rendah. Karena ukurannya yang kecil, saklar pendeteksi cenderung digunakan pada perangkat IoT berukuran kecil, mulai dari sistem pemanas tembakau dan perangkat pengiriman obat hingga alarm asap, perangkat audio Bluetooth, dan kamera 4K.
Saklar pendeteksi biasanya dipasang di permukaan pada PCB. Ini menawarkan perjalanan yang lebih pendek daripada sakelar snap-action karena bodi yang lebih kecil. Namun, ini sangat cocok untuk ruang yang sangat kecil dan terbatas di mana sakelar snap-action tidak dapat masuk ke dalam aplikasi.
Direkomendasikan di EDN Kembali ke dasar: Saklar pendeteksi menghadirkan ukuran kecil dan masa pakai yang lama untuk aplikasi pintar
Sakelar tombol tekan
Sakelar tombol tekan memiliki fitur aktuator tombol yang menutup dan membuka sakelar dan digunakan untuk mengontrol beberapa aspek mesin atau proses. Tombol tekan biasanya terbuat dari plastik atau logam. Permukaan tutup atau aktuator biasanya datar atau berbentuk untuk menampung jari atau tangan manusia, sehingga mudah ditekan atau didorong.
Sakelar tombol tekan menawarkan perjalanan terpanjang untuk aplikasi HMI, karena tombol memerlukan pegas di struktur internal untuk kembali ke keadaan terbuka. Dengan built-in overtravel, switch ini dapat digunakan dengan antarmuka mekanis dan mencegah switch dari over-aktuasi dan mungkin rusak.
Didesain untuk aplikasi tingkat daya dan logika dalam wadah ukuran yang sama, sakelar tombol memenuhi konsep insinyur tentang persyaratan "satu ukuran cocok untuk semua". Juga, sakelar tombol tekan dapat mengakomodasi beberapa sirkuit dengan beberapa kutub dan lemparan dalam satu badan, yang meningkatkan fungsionalitas pada perangkat atau peralatan. Tombol tekan tersedia dengan atau tanpa LED sebagai indikator yang menyala dan berbagai gaya penghentian seperti pemasangan panel atau PCB dengan konfigurasi vertikal atau sudut kanan. Untuk memenuhi persyaratan yang menuntut dalam kondisi yang keras atau lingkungan yang berbahaya, produk sering kali memberikan perlindungan masuk (IP) dan perlindungan benturan (IK) standar industri.
Sakelar tombol tekan biasanya dipilih karena desainnya yang anti-rusak. Desain berperingkat IP67 menjamin kelangsungan hidup dalam kondisi berdebu dan basah, sementara aktuator berperingkat IK10 dengan rangka baja tahan karat atau paduan aluminium memastikan ketahanan tinggi terhadap vandalisme. Tombol tekan memberikan keserbagunaan dengan berbagai opsi, termasuk versi sesaat atau kunci, indikator LED dalam berbagai warna, dan juga beberapa pilihan aktuator.
Saklar rocker
Sakelar rocker adalah sakelar hidup/mati listrik yang bergoyang dari satu sisi ke sisi lain saat ditekan untuk mengubah status sakelar, baik menghubungkan atau memutuskan sirkuit listrik. Sakelar rocker hadir dalam berbagai rasa, seperti subminiatur, miniatur, dan daya, menyediakan jangkauan luas untuk aplikasi lubang tembus PCB, pemasangan permukaan, dan pemasangan panel. Model tersedia dalam versi iluminasi (LED dan pijar) dan disegel/tahan air, dengan fungsionalitas SPST, SPDT, DPST, DPDT, 3PDT, dan 4DPT.
Opsi pemasangan PCB mencakup pemasangan vertikal, sudut kanan, dan pemasangan di permukaan, sedangkan opsi pemasangan panel mencakup pemasangan depan, pemasangan belakang, dan versi snap-in. Dengan fungsionalitas multi-kutub, multi-posisi, sakelar rocker dapat digunakan dalam berbagai aplikasi.
Sakelar rocker dapat hadir dengan fungsi sesaat dan terpelihara, pelindung opsional untuk mencegah aktuasi yang tidak disengaja, dan opsi boot karet tahan percikan IP54.
Sakelar sakelar
Sakelar sakelar adalah sakelar listrik yang membuka dan menutup rangkaian listrik dengan menggerakkan tuas maju mundur. Tersedia dalam satu kutub hingga empat kutub, sakelar sakelar ditawarkan dalam berbagai versi, termasuk model miniatur, subminiatur, dan ultra-miniatur tegangan rendah, dan perangkat 20-A hingga daya tinggi. Dengan opsi PCB, SMT, dan bushing, sakelar sakelar menampilkan versi braket pemasangan vertikal, sudut kanan, dan sudut kanan vertikal.
Sakelar sakelar menawarkan berbagai gaya aktuasi, sirkuit listrik, dan perjalanan, yang membuatnya menarik untuk panel kontrol, instrumentasi telekomunikasi, peralatan medis, alat berat, instrumen industri, lift & eskalator, sistem keamanan, lampu LED, dan aplikasi deteksi. Mereka juga dapat dirancang untuk aplikasi lingkungan yang keras dengan penyegelan berperingkat IP68 yang khas.
Navigasi
Sakelar navigasi biasanya menggabungkan beberapa sumbu perjalanan dengan lengan tuas panjang dalam produk seperti stik jempol, sakelar arah empat arah, dan produk serupa lainnya. Perangkat ini dapat diperkecil agar sesuai dengan berbagai aplikasi termasuk kontrol cermin di otomotif, barang putih, elektronik konsumen, sistem hiburan, dan remote control.
Sebagai contoh, thumbsticks dapat menggabungkan kontrol tuas sumbu ganda dengan peralihan pilihan tengah yang terintegrasi. Desain unik ini memenuhi persyaratan keandalan yang diminta oleh produk pengontrol premium seperti drone komersial kelas atas, periferal game, dan pengontrol industri.
Slides
Sakelar geser diidentifikasi oleh aktuator geser horizontalnya, yang membuka atau menutup sakelar. Jenis sakelar ini tersedia dalam berbagai bentuk dan ukuran mulai dari model ultra-miniatur hingga yang lebih besar dan berdaya tinggi. Mereka juga dapat menggabungkan beberapa fungsi sakelar, dari fungsi tarikan/lemparan tunggal dasar (SPST) hingga SPDT, SP3T, DPST, DPDT, 3PDT, 4PDT, dan 4P3T.
Mereka juga dapat dibuat untuk berbagai metode pemasangan, termasuk pemasangan permukaan, pemasangan panel, lubang tembus PCB, atau varian sudut kanan. Opsi penyesuaian lebih lanjut, tergantung pada aplikasinya, termasuk detent positif, penyegelan, dan kontak korslet atau non-korslet.
Sakelar geser mudah diintegrasikan ke dalam desain dan memberi insinyur lebih banyak fleksibilitas dan opsi desain untuk ukuran, gaya pemasangan, jenis aktuasi, peringkat, dan paket. Banyak sakelar geser mini sekarang sesuai dengan standar UL61058-1 terbaru. Perangkat ini dapat digunakan dalam berbagai aplikasi, seperti elektronik konsumen, kontrol HVAC, peralatan audio, dan sistem keamanan.
putaran
Sakelar putar menyediakan aktuasi rotasi, seringkali dengan 4, 8, 12, atau bahkan 16 posisi yang ditempatkan secara merata di sekitar rumahan melingkar. Mereka bisa sangat kecil agar sesuai dengan aplikasi kecil atau dibuat sedikit lebih besar untuk mengakomodasi beban daya yang lebih tinggi. Dimungkinkan untuk menggabungkan beberapa kutub berdasarkan jumlah posisi yang ditawarkan sakelar putar, termasuk kontak korslet dan non-korslet. Sakelar putar sangat cocok untuk aplikasi otomotif, peralatan, peralatan industri, peralatan medis, elektronik konsumen, dan di mana pun tombol putar diperlukan untuk mengontrol fungsionalitas.
kunci sakelar
Switchlocks menggabungkan kontak switching listrik dengan mekanisme kunci keamanan berkunci dalam aplikasi di mana pengalihan aman sangat penting. Switchlocks ditawarkan dalam opsi multi-kutub dan multi-posisi, detent positif, dan dapat beroperasi pada tingkat daya rendah.
Sakelar ini dibuat dari rumah plastik atau logam dan menggunakan empat hingga enam gelas untuk mendukung berbagai kebutuhan keamanan. Mereka dapat menggabungkan fungsi anti-statis dan sesaat sesuai kebutuhan dengan opsi pemasangan bushing atau snap-in untuk memenuhi berbagai aplikasi termasuk terminal titik penjualan, mesin kasir, komputer, peralatan jaringan, mesin penjual otomatis, elevator, peralatan medis, dan sistem keamanan.
Kesimpulan
Switch pada akhirnya membentuk pengalaman pengguna akhir. Sakelar elektromekanis hadir dalam berbagai bentuk, ukuran, aktuator, bahan, dan opsi penghentian untuk memenuhi tuntutan aplikasi, dan masing-masing pilihan ini memengaruhi rasa, suara, dan respons kepada pengguna saat produk digerakkan. Dengan memilih sakelar elektromekanis yang tepat, desain produk Anda dapat ditingkatkan dan digunakan untuk meningkatkan pengalaman pengguna akhir Anda. Dari sakelar iluminasi standar hingga sakelar dan sakelar tertutup yang dipasang di permukaan, atau sakelar miniatur khusus dengan berbagai gaya pengoperasian dan gaya tuas, sakelar dapat meningkatkan atau menghancurkan kesuksesan produk Anda.
Istilah Umum
Kekuatan aktuasi: Gaya yang diperlukan untuk mengubah aktuator sakelar dari satu posisi ke posisi lain. Diukur dengan tepat saat sakelar berubah status.
Perjalanan mekanis: Langkah (gerakan aktuator) dari posisi awal ke penghentian mekanis.
Perjalanan listrik: Pukulan dari posisi awal ke kontak listrik.
Efek taktil: Perbedaan antara gaya aktuasi dan gaya pada posisi berhenti mekanis.
Haptik: Kombinasi kekuatan aktuasi, suara, perjalanan, dan efek taktil.
Overload: Gaya maksimum yang berlaku pada sakelar tanpa kerusakan.
Harapan hidup: Jumlah siklus operasi yang akan dilakukan sakelar.
UL/ENEC: Standar global untuk keselamatan.
Aktuator: Bagian sakelar yang dapat digerakkan yang menyebabkan perubahan konfigurasi kelistrikan sakelar.
Aktuasi: Mengoperasikan atau melepaskan sakelar dengan menekan atau melepaskan aktuatornya atau memutar porosnya.
Tindakan alternatif: Gaya sakelar tombol tekan di mana status listrik sakelar dipertahankan di antara aktuasi pendorong.
Resistensi kontak: Resistansi sambungan antara dua kontak, biasanya diukur pada terminal kontak. Ini adalah resistansi total berdasarkan konstruksi dan resistansi film.
Membuat: Menunjukkan bahwa sakelar telah menutup sirkuit listrik.
Buat & putuskan kontak: Kontak yang membuat/memutuskan aliran arus. Mereka dibedakan dari mereka yang beroperasi terutama dalam mode geser.
Buat sebelum istirahat: Kontak yang bergerak membentuk sirkuit baru sebelum memutus sirkuit yang telah dibuat sebelumnya, saat berpindah ke posisi lain.
Kontak non-korsleting: Istirahat-sebelum-membuat.
Kontak korslet: Buat-sebelum-istirahat. Disebut sakelar putar dan geser.
Biasanya tertutup: Kontak yang saling bersentuhan dan membentuk sirkuit ketika dalam posisi normalnya.
Biasanya terbuka: Kontak yang tidak menyentuh dan mengganggu sirkuit saat dalam posisi normal.
