điện tử Products ra mắt dòng sản phẩm linh kiện điện tử quay trở lại cơ bản, hợp tác với EDN, với phần giới thiệu về công tắc cơ điện. Đừng bỏ lỡ cuộc thảo luận của chúng tôi với Roger Bohannan, người đứng đầu phân khúc toàn cầu về danh mục sản phẩm phân khúc y tế của C&K.
Việc lựa chọn công tắc cơ điện phù hợp cho một ứng dụng có thể là một thách thức. Từ yêu cầu về độ rung / độ rung và kích thước cho đến cảm giác xúc giác và nhu cầu về hiệu suất, việc tích hợp công tắc phù hợp vào một sản phẩm có thể tạo ra hoặc phá vỡ một thiết kế. Dưới đây là tổng quan về công tắc cơ điện, cung cấp thông tin cốt lõi mà bạn cần hiểu về các loại công tắc điển hình, các ứng dụng phổ biến và các thuật ngữ thường được sử dụng liên quan đến công tắc.
Thường được gọi là công tắc điện hoặc công tắc điện, công tắc cơ điện có nhiều loại khác nhau (ví dụ: trượt, chuyển đổi, nút bấm, v.v.), nhiều khả năng chuyển đổi hiện tại và kích thước vật lý để hỗ trợ một loạt các chức năng. Cung cấp hoạt động đáng tin cậy và bền bỉ cho các nhiệm vụ đơn giản và phức tạp, công tắc cơ điện sử dụng tác động cơ học để thay đổi trạng thái của thiết bị điện bằng cách thay đổi dòng điện qua các thiết bị khác mạch các đường dẫn truyền.
Thường được sử dụng trong giao diện người với máy (HMI), công tắc cơ điện là một giải pháp đơn giản và chi phí tương đối thấp khi so sánh với các dạng HMI khác và do đó, là lựa chọn ưu tiên của nhiều nhà thiết kế. Thật dễ dàng để chọn một công tắc cơ điện cho ứng dụng của bạn, nhưng việc tối ưu hóa lựa chọn công tắc để tối đa hóa chức năng thiết kế và trải nghiệm của khách hàng về sản phẩm của bạn là nơi chuyên môn của nhà sản xuất công tắc có thể giúp bạn.
Họ công tắc cơ điện của C&K. (Nguồn: C&K)
Dưới đây là danh sách các loại công tắc cơ điện phổ biến. Các công tắc này thường được chỉ định bởi một số thông số: loại bộ truyền động, số cực và lực đẩy, mức độ niêm phong, lực tác động, phản hồi xúc giác và đánh giá công suất cần thiết.
Công tắc xúc giác
Công tắc “tact” là một thiết bị cơ điện, nhưng về cơ bản là một giao diện máy. Với hành động tạm thời của nó, công tắc chỉ BẬT trong khoảng thời gian nó được nhấn và TẮT ngay sau khi nó được nhả ra. Khi thiết bị được khởi động, mái vòm kim loại đóng vai trò là tiếp điểm di động sẽ đóng lại giữa hai tiếp điểm cố định và tạo ra chuyển mạch điện, cung cấp tín hiệu từ mạch đến bộ điều khiển điện tử (ECU) hoặc bộ vi điều khiển (MCU) của thiết bị.
Họ công tắc xúc giác KSC của C&K. Click để xem ảnh rõ hơn. (Nguồn: C&K)
Như tên gọi của nó cho thấy, các công tắc “tact” cung cấp các cảm giác khác nhau. Bốn tiêu chí chính được người dùng cảm nhận: cảm giác xúc giác, hành trình tác động, lực tác động và âm thanh tác động. Sự kết hợp và kiểm soát các thông số này xác định các ứng dụng lý tưởng mà một công tắc có thể được sử dụng. Để đạt được cảm giác tùy chỉnh, bộ truyền động, mái vòm và vỏ có thể được kết hợp và kết hợp để có được giao diện, cảm giác và hiệu suất phù hợp.
Các thiết bị chuyển mạch này được cung cấp với nhiều kích cỡ khác nhau để gắn vào bảng mạch in (PCB). Có sẵn ở các loại được chiếu sáng, được kích hoạt bên hoặc phía trên, vật liệu tiếp xúc bằng bạc hoặc vàng, được niêm phong hoặc không được niêm phong, SMT và các phiên bản xuyên lỗ, công tắc tact có thể được điều chỉnh theo bất kỳ yêu cầu ứng dụng nào.
Các công tắc tact hiện đại có thể chịu được tối thiểu 10 triệu chu kỳ, làm cho chúng hoàn hảo cho các ứng dụng sử dụng cao như bộ điều khiển trò chơi hoặc điều khiển giao diện thang máy. Hiệu suất này là kết quả của sự kết hợp đúng đắn giữa bộ truyền động mềm và cấu trúc bên trong được sửa đổi làm từ vỏ và mái vòm là trung tâm của công tắc. Thiết kế của sản phẩm cũng đảm bảo mức độ kín khít cao. Xếp hạng IP67 cung cấp khả năng bảo vệ mạnh mẽ chống lại sự xâm nhập của bụi và nước.
Phiên bản thu nhỏ hiện có sẵn cho các sản phẩm tiêu dùng và thiết bị đeo được như máy trợ thính. Với kích thước nhỏ gọn, các thiết bị chuyển mạch nano chắc chắn dễ dàng tích hợp và cung cấp cho các nhà thiết kế sự tự do để thêm nhiều chức năng hơn hoặc giảm kích thước của sản phẩm cuối cùng.
Roger Bohannan, nhà lãnh đạo phân khúc toàn cầu cho danh mục sản phẩm phân khúc y tế của C&K thảo luận về các xu hướng chính trong thị trường thiết bị y tế di động và kết nối và cách chúng tác động đến thiết kế công tắc cơ điện - Gina Roos, tổng biên tập, Electronic Products.
Công tắc phím là một thiết bị cơ điện sử dụng lò xo và cam để tối ưu hóa phản hồi xúc giác của công tắc đối với trải nghiệm của người dùng. Một sự thay thế cho công tắc xúc giác hoặc nút bấm, công tắc phím thường chỉ được sử dụng cho các ứng dụng tín hiệu hoặc dòng điện thấp.
Các công tắc phím có thể nhận biết được bên dưới mỗi phím của cần điều khiển cơ học, tay cầm điều khiển, dụng cụ phẫu thuật điện hoặc bàn phím. Các công tắc này có nhiều loại lực tác động, mạch điện, hành trình và chiếu sáng, khiến chúng trở nên hấp dẫn đối với các nhà thiết kế ô tô, y tế, công nghiệp và địa hình.
Điều quan trọng là các công tắc phím phải thể hiện cảm giác xúc giác tuyệt vời. Trong các ứng dụng liên quan đến một loạt các công tắc phím, lực tác động nhất quán và cảm giác giúp xác định chất lượng của sản phẩm cuối cùng. Các công tắc phím có thể được kích hoạt trực tiếp bằng nút hoặc nắp của riêng chúng, thường được tích hợp sẵn hoặc thông qua giao diện của chính khách hàng như màng hoặc nắp cao su.
Công tắc phím cho các ứng dụng hiện đại phải được thiết kế để hoạt động lâu dài, hiệu suất cao trong các ứng dụng tiêu chuẩn và yêu cầu về môi trường.
Nhiều công tắc phím được thiết kế cho môi trường khắc nghiệt cung cấp khả năng bịt kín chống thấm nước. Công tắc phím với thiết kế độc đáo tách biệt chức năng điện và cơ đảm bảo vị trí chuyển mạch chính xác và có thể chịu quá tải lên đến 100 N và tác động 1 M. Công tắc phím có sẵn trong nhiều tùy chọn chiếu sáng màu để đáp ứng các yêu cầu ứng dụng cụ thể của khách hàng.
Thiết bị ngắt
Một công tắc nhúng đi kèm với các thiết bị đầu cuối được cấu hình trong một gói kép trong dòng tiêu chuẩn. Một DIP đơn giản có dạng vỏ hình chữ nhật với hai hàng chân cắm điện song song. Gói có thể được gắn qua lỗ hoặc được gắn trên bề mặt với PCB.
Có nhiều loại công tắc DIP khác nhau. Phổ biến nhất là các loại cầu trượt, đàn piano và đàn quay. Các loại cầu trượt và đàn piano thường được sắp xếp trong các tiếp điểm đơn cực / đơn ném (SPST), có thể bật hoặc tắt. Các loại quay có chứa nhiều tiếp điểm điện, một trong số đó được chọn bằng cách xoay công tắc để căn chỉnh nó với một số được in trên bao bì.
Công tắc DIP vẫn được sử dụng trong một số điều khiển từ xa để ngăn chặn nhiễu. Ví dụ, để điều khiển quạt trần (và đèn chiếu sáng của nó) được trang bị thêm vào hộp đấu nối một mạch. Bộ chuyển mạch DIP đặt tần số vô tuyến hoặc địa chỉ khác nhau cho từng cặp máy phát / máy thu, để có thể cài đặt nhiều thiết bị mà không phải điều khiển lẫn nhau một cách vô ý.
Công tắc thao tác nhanh
Một công tắc hành động nhanh phát hiện (hoặc cảm nhận) sự hiện diện hoặc vắng mặt của một vật thể cũng như vị trí của nó bằng cách kích hoạt một pít tông khi vật thể tiếp xúc vật lý. Với cơ chế hoạt động nhanh, các số liên lạc sẽ ngay lập tức chuyển đổi tại một vị trí hoạt động cụ thể bất kể tốc độ của nó. Cơ chế cho phép công tắc bật hoạt động bằng cách sử dụng một chuyển động và lực cụ thể.
Ngày nay với sự ra đời của Internet vạn vật (IoT), công tắc hành động nhanh đã được áp dụng rộng rãi cho các ứng dụng phát hiện vị trí, bao gồm thiết bị gia dụng, máy móc và thiết bị cơ-điện. Tín hiệu điện xuất ra từ công tắc chụp nhanh cho biết điều kiện bình thường và bất thường khi phát hiện vị trí, có thể được truyền qua internet và được sử dụng như bảo trì phòng ngừa và giám sát từ xa.
Snaps là sản phẩm rắn. Chúng có dòng điện từ thấp đến cao và có khả năng chịu được mọi tia nước bắn lên đến xếp hạng IP67. Chúng có thể được sử dụng trong một loạt các ứng dụng, bao gồm công nghiệp, ô tô, tiêu dùng và y tế.
Các công tắc hành động nhanh hiện đại cung cấp các tùy chọn tùy chỉnh đáng kể, điều này đặc biệt quan trọng đối với thị trường ô tô. Được xếp hạng đến IP67, các công tắc hành động nhanh trên ô tô có sẵn với các tùy chọn kết thúc và cơ cấu truyền động khác nhau, hành trình ngắn hoặc dài, hoạt động im lặng hoặc bằng một cú nhấp chuột, v.v.
Phát hiện công tắc
Dòng công tắc phát hiện vi mô HDT của C&K. Click để xem ảnh rõ hơn. (Nguồn: C&K)
Công tắc phát hiện hoạt động theo cách tương tự như công tắc hành động nhanh. Kích thước của bộ phát hiện nhỏ hơn nhiều so với công tắc hành động nhanh do sự phát triển của công tắc công nghệvà nó thường chỉ được sử dụng cho các ứng dụng có dòng điện hoặc tín hiệu thấp. Do kích thước nhỏ, công tắc phát hiện có xu hướng được sử dụng trong các thiết bị IoT có kích thước nhỏ, từ hệ thống sưởi thuốc lá và thiết bị phân phối thuốc đến thiết bị báo khói, thiết bị âm thanh Bluetooth và camera 4K.
Các công tắc phát hiện thường được gắn trên bề mặt PCB. Nó cung cấp một hành trình ngắn hơn so với các công tắc hành động nhanh do thân máy nhỏ hơn. Tuy nhiên, nó rất phù hợp với những không gian cực kỳ nhỏ, hạn chế nơi các công tắc hành động nhanh không thể vừa với ứng dụng.
Được đề xuất trên EDN Quay lại vấn đề cơ bản: Công tắc phát hiện mang lại kích thước nhỏ và tuổi thọ cao cho các ứng dụng thông minh
Công tắc nút bấm
Công tắc nút bấm có một bộ truyền động nút đóng và mở công tắc và được sử dụng để điều khiển một số khía cạnh của máy móc hoặc quy trình. Các nút bấm thường được làm bằng nhựa hoặc kim loại. Nắp hoặc bề mặt của bộ truyền động thường phẳng hoặc có hình dạng để phù hợp với ngón tay hoặc bàn tay của con người, để dễ bị đè hoặc đẩy.
Công tắc nút bấm cung cấp hành trình dài nhất cho các ứng dụng HMI, vì các nút yêu cầu một lò xo trong cấu trúc bên trong để trở về trạng thái mở của nó. Với quá mức tích hợp, các công tắc này có thể được sử dụng với giao diện cơ học và ngăn các công tắc bị hoạt động quá mức và có thể bị hỏng.
Được thiết kế cho cả các ứng dụng cấp nguồn và cấp logic trong cùng một kích thước vỏ, công tắc nút bấm đáp ứng khái niệm của các kỹ sư về yêu cầu “một kích thước phù hợp với tất cả”. Ngoài ra, công tắc nút bấm có thể chứa một số mạch với nhiều cực và ném trong một thân duy nhất, giúp tăng chức năng trong các thiết bị hoặc thiết bị. Các nút bấm có sẵn có hoặc không có đèn LED làm đèn báo sáng và nhiều kiểu kết thúc khác nhau như bảng điều khiển hoặc gắn PCB với cấu hình thẳng đứng hoặc góc vuông. Để đáp ứng các yêu cầu khắt khe trong các điều kiện khắc nghiệt hoặc môi trường nguy hiểm, các sản phẩm thường cung cấp khả năng bảo vệ chống xâm nhập (IP) và bảo vệ chống va đập (IK) theo tiêu chuẩn công nghiệp.
Công tắc nút bấm thường được chọn cho thiết kế chống giả mạo của chúng. Thiết kế được xếp hạng IP67 đảm bảo khả năng tồn tại trong điều kiện bụi và ẩm ướt, trong khi thiết bị truyền động được xếp hạng IK10 với vỏ thép không gỉ hoặc hợp kim nhôm đảm bảo khả năng phục hồi cao trước sự phá hoại. Các nút bấm cung cấp tính linh hoạt với một loạt các tùy chọn, bao gồm phiên bản khóa hoặc phiên bản tạm thời, đèn báo LED với nhiều màu sắc và cũng như một số lựa chọn bộ truyền động.
Công tắc rocker
Công tắc rocker là một công tắc bật / tắt điện hoạt động từ bên này sang bên kia khi được nhấn để thay đổi trạng thái công tắc, kết nối hoặc ngắt kết nối mạch điện. Thiết bị chuyển mạch Rocker có nhiều loại, chẳng hạn như phụ, thu nhỏ và công suất, cung cấp phạm vi rộng rãi cho các ứng dụng xuyên lỗ, gắn trên bề mặt và lắp bảng PCB. Các mô hình có sẵn trong các phiên bản chiếu sáng (LED và sợi đốt) và kín / không thấm nước, với chức năng SPST, SPDT, DPST, DPDT, 3PDT và 4DPT.
Các tùy chọn ngàm PCB bao gồm ngàm thẳng đứng, góc vuông và bề mặt, trong khi các tùy chọn ngàm bảng điều khiển bao gồm các phiên bản ngàm trước, ngàm sau và gắn vào. Với chức năng đa cực, nhiều vị trí, công tắc rocker có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau.
Công tắc Rocker có thể đi kèm với các chức năng tạm thời và được duy trì, các bộ phận bảo vệ tùy chọn để ngăn chặn hành động ngẫu nhiên và tùy chọn khởi động bằng cao su chống văng IP54.
Chuyển đổi công tắc
Công tắc bật tắt là một công tắc điện đóng mở mạch điện bằng cách di chuyển cần gạt qua lại. Có sẵn trong một cực cho đến bốn cực, công tắc bật tắt được cung cấp trong nhiều phiên bản, bao gồm các mô hình thu nhỏ điện áp thấp, siêu nhỏ và siêu thu nhỏ và các thiết bị 20-A công suất cao. Với các tùy chọn PCB, SMT và ống lót, các công tắc bật tắt có các phiên bản giá đỡ thẳng đứng, góc vuông và góc vuông thẳng đứng.
Công tắc chuyển đổi cung cấp nhiều loại lực tác động, mạch điện và hành trình, khiến chúng trở nên hấp dẫn đối với bảng điều khiển, thiết bị viễn thông, thiết bị y tế, thiết bị hạng nặng, dụng cụ công nghiệp, thang máy & thang cuốn, hệ thống an ninh, đèn LED và các ứng dụng phát hiện. Chúng cũng có thể được thiết kế cho các ứng dụng môi trường khắc nghiệt với niêm phong tiêu chuẩn IP68.
THÔNG TIN
Công tắc điều hướng thường kết hợp nhiều trục di chuyển với một tay đòn dài trong các sản phẩm như ngón tay cái, công tắc hướng bốn chiều và các sản phẩm tương tự khác. Các thiết bị này có thể được thu nhỏ để phù hợp với nhiều ứng dụng bao gồm điều khiển gương trong ô tô, hàng trắng, điện tử tiêu dùng, hệ thống giải trí và điều khiển từ xa.
Ví dụ, ngón tay cái có thể kết hợp điều khiển đòn bẩy trục kép với chuyển đổi chọn trung tâm tích hợp. Thiết kế độc đáo này đáp ứng các yêu cầu về độ tin cậy của các sản phẩm bộ điều khiển cao cấp như máy bay không người lái thương mại cao cấp, thiết bị ngoại vi chơi game và bộ điều khiển công nghiệp.
Slides
Công tắc trượt được xác định bằng cơ cấu truyền động trượt ngang của chúng, giúp mở hoặc đóng công tắc. Các loại công tắc này có đủ hình dạng và kích cỡ từ siêu nhỏ đến lớn hơn, công suất cao. Chúng cũng có thể kết hợp nhiều chức năng chuyển đổi, từ các chức năng kéo đơn / ném đơn (SPST) cơ bản đến các chức năng SPDT, SP3T, DPST, DPDT, 3PDT, 4PDT và 4P3T.
Chúng cũng có thể được chế tạo cho nhiều phương pháp lắp đặt khác nhau, bao gồm giá treo bề mặt, giá treo bảng điều khiển, các biến thể lỗ xuyên qua PCB hoặc góc vuông. Các tùy chọn tùy chỉnh khác, tùy thuộc vào ứng dụng, bao gồm danh bạ tích cực, niêm phong, và liên hệ rút ngắn hoặc không rút ngắn.
Công tắc trượt dễ dàng tích hợp vào một thiết kế và cung cấp cho các kỹ sư thiết kế linh hoạt hơn và các tùy chọn về kích thước, kiểu lắp đặt, kiểu truyền động, xếp hạng và gói. Nhiều công tắc trượt thu nhỏ hiện tuân thủ tiêu chuẩn UL61058-1 mới nhất. Các thiết bị này có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như điện tử tiêu dùng, điều khiển HVAC, thiết bị âm thanh và hệ thống an ninh.
Quay
Công tắc xoay cung cấp khả năng chuyển động quay, thường có 4, 8, 12 hoặc thậm chí 16 vị trí cách đều nhau xung quanh vỏ hình tròn. Chúng có thể khá nhỏ để phù hợp với các ứng dụng nhỏ hoặc lớn hơn một chút để đáp ứng tải điện cao hơn. Có thể kết hợp nhiều cực dựa trên số lượng vị trí mà công tắc xoay cung cấp, bao gồm cả các tiếp điểm ngắn và không ngắn mạch. Công tắc xoay rất phù hợp cho các ứng dụng ô tô, thiết bị gia dụng, thiết bị công nghiệp, thiết bị y tế, thiết bị điện tử tiêu dùng và bất cứ nơi nào cần có nút xoay để điều khiển chức năng.
Khóa chuyển mạch
Khóa chuyển mạch kết hợp các tiếp điểm chuyển mạch điện với cơ chế khóa bảo mật có khóa trong các ứng dụng mà việc chuyển mạch an toàn là rất quan trọng. Công tắc chuyển mạch được cung cấp trong các tùy chọn đa cực và nhiều vị trí, thiết bị chuyển mạch tích cực, và có thể hoạt động ở mức công suất thấp.
Các thiết bị chuyển mạch này được làm bằng vỏ nhựa hoặc kim loại và sử dụng bốn đến sáu nút xoay để hỗ trợ nhiều nhu cầu bảo mật khác nhau. Chúng có thể kết hợp các chức năng chống tĩnh điện và tạm thời khi cần thiết với các tùy chọn gắn ống lót hoặc gắn vào để đáp ứng nhiều ứng dụng bao gồm thiết bị đầu cuối tại điểm bán hàng, máy tính tiền, máy tính, thiết bị mạng, máy bán hàng tự động, thang máy, thiết bị y tế, và hệ thống bảo mật.
Kết luận
Công tắc cuối cùng định hình trải nghiệm người dùng cuối. Công tắc cơ điện có nhiều hình dạng, kích thước, bộ truyền động, vật liệu và các tùy chọn kết thúc để đáp ứng nhu cầu ứng dụng và mỗi lựa chọn này ảnh hưởng đến cảm giác, âm thanh và phản ứng cho người dùng khi sản phẩm được khởi động. Bằng cách chọn công tắc cơ điện phù hợp, thiết kế sản phẩm của bạn có thể được nâng cao và sử dụng để nâng cao trải nghiệm của người dùng cuối của bạn. Từ công tắc được chiếu sáng tiêu chuẩn đến công tắc kín và công tắc gắn trên bề mặt hoặc công tắc thu nhỏ tùy chỉnh với nhiều lực hoạt động và kiểu đòn bẩy, công tắc có thể tạo nên hoặc phá vỡ sự thành công của sản phẩm của bạn.
Điều khoản chung
Lực tác động: Lực cần thiết để thay đổi bộ truyền động chuyển đổi từ vị trí này sang vị trí khác. Được đo chính xác khi công tắc thay đổi trạng thái.
Du lịch cơ học: Hành trình (chuyển động của cơ cấu chấp hành) từ vị trí ban đầu đến cơ năng dừng.
Điện du lịch: Đột quỵ từ vị trí ban đầu đến khi tiếp xúc điện.
Hiệu ứng xúc giác: Hiệu số giữa lực truyền động và lực tác dụng tại vị trí dừng cơ học.
xúc giác: Sự kết hợp của lực tác động, âm thanh, hành trình và hiệu ứng xúc giác.
Quá tải: Lực tối đa tác dụng lên công tắc mà không bị hư hại.
Tuổi thọ: Số chu kỳ hoạt động mà một công tắc sẽ thực hiện.
UL / ENEC: Tiêu chuẩn toàn cầu về an toàn.
Thiết bị truyền động: Một bộ phận có thể chuyển động của công tắc làm thay đổi cấu hình điện của công tắc.
Hành động: Vận hành hoặc nhả công tắc bằng cách nhấn hoặc nhả bộ truyền động của nó hoặc xoay trục của nó.
Hành động thay thế: Một kiểu công tắc nút bấm trong đó trạng thái điện của công tắc được duy trì giữa các lần tác động của pít tông.
Tiếp xúc kháng: Điện trở mối nối giữa hai tiếp điểm, thường được đo ở các đầu nối tiếp xúc. Đó là tổng điện trở dựa trên cấu trúc và điện trở phim.
Tạo: Cho biết một công tắc đã đóng một mạch điện.
Tạo và ngắt liên hệ: Tiếp điểm tạo / phá vỡ dòng điện. Chúng được phân biệt với những loại hoạt động chủ yếu ở chế độ trượt.
Thực hiện trước khi nghỉ: Tiếp điểm di chuyển thiết lập một mạch mới trước khi ngắt mạch đã được thiết lập trước đó, trong khi chuyển sang vị trí khác.
Liên hệ không ngắn hạn: Nghỉ trước khi thực hiện.
Rút ngắn địa chỉ liên hệ: Thực hiện trước khi nghỉ. Đề cập đến công tắc xoay và trượt.
Thường đóng: Các tiếp điểm chạm vào nhau và thiết lập mạch điện khi ở vị trí bình thường của chúng.
Thường mở: Tiếp điểm không chạm và ngắt mạch khi ở vị trí bình thường.
