Osnove prekidača: vrste, kontakt i materijali

Prekidači su osnovni delovi svakog električnog i elektronskog sistema, koji rade u dva stanja: ON (zatvoreno) ili OFF (otvoreno). Oni kontrolišu snagu, signale i sigurnost, od malih tastera do velikih industrijskih prekidača. Sa mnogim vrstama, kontaktima i ocenama, ovaj članak daje jasne, detaljne informacije o njihovim kategorijama, radu, materijalima i pravilnoj instalaciji. C1. Pregled prekidača C2. Glavne kategorije prekidača C3. Prebacite vrste kontakata: NO vs NC C4. Prebacite konfiguracije C5. Prebacite kontaktne materijale i zapečaćene tipove C6. Prebacite rejtinge i električne performanse C7. Kontakt odskok u prekidačima C8. Prekidač Saveti za instalaciju C9. Zakljuиak C 1. Pregled prekidača Prekidač je jedna od najosnovnijih komponenti u elektronici i električnim sistemima. Radi kao binarni uređaj, što znači da ima samo dva glavna stanja: Zatvoreno (ON): Kolo je završeno, omogućavajući protok struje. Open (OFF): Kolo je prekinuto, zaustavljajući protok struje. Ova osnovna akcija čini prekidače neophodnim za kontrolu snage, signala i sigurnosti u niskonaponskoj elektronici i distributivnim sistemima velike snage. Bilo da se radi o malom dugmetu na ploči ili velikom prekidaču u industrijskom panelu, princip je isti. 2. Glavne kategorije prekidača • Ručni prekidači - Upravlja direktno osoba. Kao prekidači za svetlo, prekidači, tasteri. • Automatski prekidači - Aktivirani spoljnim uslovima kao što su kretanje, pritisak ili temperatura. Kao što su prekidači sa plovkom, krajnji prekidači i termostati. • Elektronski (solid-state) prekidači - Koristite poluprovodnike za kontrolu struje bez pokretnih delova. Kao što su MOSFET-ovi, releji i optoelektori. 2.1 Ručni prekidač Vrste • Preklopni prekidači Preklopni prekidači su uređaji sa polugom koji se mogu održavati, ostajući u položaju ON ili OFF dok se ne promene, ili trenutno, gde se poluga vraća nakon otpuštanja. Koriste se u sistemima osvetljenja, automobilskim kontrolnim tablama i kontrolnim panelima mašina. Njihova najveća prednost leži u njihovoj izdržljivosti i jasnim povratnim informacijama o uključivanju / isključivanju koje pružaju, što ih čini jednim od najprepoznatljivijih i najpouzdanijih tipova prekidača. • Prekidači sa dugmetima Prekidači sa dugmetima se aktiviraju pritiskom i dostupni su u trenutnim i održavanim verzijama. Zvono na vratima je jednostavan primer trenutnog dugmeta, dok neki elektronski uređaji koriste održavane tastere gde jedan pritisak uključuje uređaj, a drugi ga isključuje. U bezbednosnim aplikacijama, tasteri sa glavom gljiva služe kao prekidači za zaustavljanje u slučaju nužde. Njihova kompaktna veličina, intuitivan rad i pogodnost za čestu upotrebu čine ih uobičajenim u liftovima, elektronici i kontrolnim stanicama. • Selektorski prekidači Selektorski prekidači su rotacioni ili polugni i imaju više fiksnih položaja, omogućavajući korisniku da bira između različitih režima ili operacija. Često se vide u industrijskim kontrolnim panelima, HVAC sistemima i mašinama koje zahtevaju više operativnih podešavanja. Glavna prednost selektorskih prekidača je njihova sposobnost da obezbede više izbora unutar jedne kontrolne jedinice, dok daju jasne vizuelne i taktilne povratne informacije za svaku poziciju. • Džojstik prekidači Džojstik prekidači su višeosni kontrolni uređaji gde kretanje u različitim pravcima aktivira odvojene kontakte. Oni su potrebni u aplikacijama kao što su dizalice, robotika i industrijske mašine, gde je potrebna precizna višesmerna kontrola. Džojstiki se takođe koriste u igrama, nudeći intuitivnu kontrolu za složene pokrete. Njihova glavna prednost je mogućnost kontrole više funkcija iz jednog prekidača, što ih čini efikasnim i svestranim. 2.2 Pokret Upravlja Prekidač Tipovi • Krajnji prekidači Krajnji prekidači su mehanički uređaji koji se aktiviraju direktnim kontaktom sa pokretnim delom mašine, kao što je transporter koji dostiže svoju krajnju tačku. Oni su robusni, pouzdani i široko se koriste u CNC mašinama, liftovima i sigurnosnim sistemima. • Prekidači blizine Prekidači blizine osećaju objekte bez kontakta. Induktivni tipovi detektuju metale, kapacitivni tipovi detektuju plastiku ili tečnosti, a optički senzori koriste svetlosne zrake. To su osnovni u robotici i automatizovanim linijama, bez kontakta senzori povećavaju brzinu i izdržljivost. 2.3 Tipovi prekidača procesa • Prekidači brzine Prekidači brzine prate rotaciju ili kretanje mašina. Centrifugalni prekidači ili prekidači na bazi tahometra mogu otkriti prekoračenje brzine i pokrenuti gašenja kako bi zaštitili motore, turbine ili transportere od oštećenja. • Prekidači pritiska Prekidači pritiska koriste dijafragme, klipove ili mehove za otkrivanje promena u pritisku vazduha, tečnosti ili gasa. Uobičajeni primer je vazdušni kompresor koji se isključuje kada se postigne maksimalni pritisak. Oni su takođe kritični u hidrauličkim i pneumatskim sistemima. • Temperaturni prekidači Temperaturni prekidači se oslanjaju na bimetalne trake, mehanizme sijalica i kapilara ili elektronske senzore za otvaranje ili zatvaranje kola na određenim temperaturama. HVAC termostati su najpoznatiji primer, ali se takođe koriste u industrijskim grejačima i rashladnim sistemima. • Prekidači nivoa Prekidači nivoa detektuju prisustvo ili odsustvo tečnosti ili čvrstih materija u rezervoarima i silosima. Tehnologije uključuju plovke, provodne sonde, lopatice, pa čak i nuklearne senzore za ekstremne uslove. Oni su u tretmanu vode, hemijskoj obradi i skladištenju rasutih materijala. • Prekidači protoka Prekidači protoka mere kretanje tečnosti ili gasova u cevovodima. Lopatica ili lopatica prekidači reaguju na prekid protoka, dok senzori diferencijalnog pritiska prate promene preko ograničenja. Ovi prekidači pomažu u zaštiti pumpe, kotlovi i procesni cevovodi od oštećenja. 3. Prebacite vrste kontakata: NE vs NC 3.1 Normalno otvoren (NE) Normalno otvoren kontakt ostaje otvoren u svom neaktiviranom stanju, što znači da nema strujnih tokova dok se prekidač ne aktivira. Kada se aktivira, kontakti se zatvaraju i omogućavaju struju da prođe. Jednostavan primer je dugme za zvono, gde pritiskom na dugme završava kolo i pokreće zvono. NO kontakti se koriste u dugmadima za pokretanje, trenutnim kontrolama i signalnim uređajima. 3.2 Normalno zatvoreno (NC) Normalno zatvoreni kontakt je suprotan. Ostaje zatvoren u svom neaktiviranom stanju, omogućavajući struji da teče u normalnim uslovima. Kada se aktivira, kontakti se otvaraju i prekidaju kolo. Uobičajeni primer je prekidač za sigurnosnu blokadu na vratima mašine. Kada se vrata otvore, NC kontakt prekida kolo da isključi mašinu za bezbednost operatera. NC kontakti se često koriste u hitnim zaustavljanjima, alarmima i sigurnosnim sistemima. 4. Prebacite konfiguracije | Termin | Značenje | Primeri i primene | | ----------------- | ------------------------------------------------------ | --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | | Poljak | Nezavisna putanja kola koju prekidač može da kontroliše. | SP (Single Pole): Kontroliše jedno kolo. DP (Double Pole): Kontroliše dva kola istovremeno. | | Baci | Broj izlaznih puteva dostupnih po polu. | ST (Single Throw): Povezuje ili isključuje samo jedan izlaz. DT (Double Throw): Omogućava prebacivanje između dva izlaza. | | SPST | Single-Pole, Single-Throw. | Jednostavna kontrola za uključivanje / isključivanje, kao što su prekidači za zidna svetla. | | SPDT | Jednopolni, dvostruki bacanje. | Koristi se kao prekidač za prebacivanje, usmeravajući kolo između dve staze. | | DPDT | Dvostruki pol, dvostruko bacanje. | Obično se koristi za obrnuti polaritet u DC motorima. | | Napravi pre-pauzu | Nova veza se uspostavlja pre nego što se stara prekine. | Nalazi se u rotirajućim prekidačima za selektor, obezbeđujući kontinuiranu vezu. | | Break-Before-Make | Stara veza je prekinuta pre nego što se napravi nova. | Koristi se u sigurnijim dizajnom kako bi se sprečilo kratke spojeve ili preklapanja. | 5. Prebacite kontaktne materijale i zapečaćene tipove 5.1 Srebro i kadmijum kontakti Jaka protiv oksidacije i najbolje za strujne krugove. Uobičajeno u relejima, prekidačima i teškim prekidačima. 5.2 Zlatni kontakti Oduprite se koroziji i obezbedite čiste signale pri niskim strujama. Koristi se u elektronici i telekomunikacijama, ali neprikladan za velike snage. 5.3 Merkur tilt prekidači Zapečaćeni dizajn koristi tečnu živu za zatvaranje kontakata kada se nagne. Pouzdan i nisko održavanje, ali osetljiv na orijentaciju i ograničen. 5.4 Reed prekidači Kontakti sa magnetom zapečaćeni u staklu. Izdržljiv u podešavanjima sklonim vibracijama, često se koristi u alarmima, senzorima i relejima. 6. Prebacite rejtinge i električne performanse 6.1 AC vs DC rejtinge AC prekidači mogu da podnesu veće struje, jer nula-prelaz prirodno gasi lukove. DC lukovi traju duže, tako da DC-rated prekidači trebaju jači, veći kontakti. 6.2 Induktivna opterećenja i luk Motori, releji i solenoidi stvaraju naponske šiljke koji uzrokuju kontakt luka. RC snubbers (otpornik + kondenzator) preko kontakata smanjuju habanje i produžavaju život prekidača. 6.3 Struja za vlaženje Prekidači treba minimalnu struju za čišćenje kontakata putem mikro-luka. Za veoma niske signale, pozlaćeni kontakti se koriste kako bi se sprečilo oksidacija i otpor nagomilavanje. 7. Kontakt Bounce u prekidačima | Aspekt | Opis | | ------------------ | ----------------------------------------------------------------------------- | | Šta je to | Brzo otvaranje i zatvaranje kontakata nekoliko milisekundi pre nego što se slegne. | | Bezopasni slučajevi | Kola sa sporim odzivom, gde dodatni impulsi nisu bitni. | | Problematični slučajevi | Digitalni ili logički krugovi pogrešno interpretiraju odskoke kao višestruke ulaze. | | Hardverska rešenja | Mehaničko prigušivanje, RC niskopropusni filteri, Schmitt okidač kola. | | Softverska rešenja | Softver koji se odbija u mikrokontrolerima i ugrađenim sistemima. | 8. Saveti za instalaciju prekidača • Uskladite napon prekidača i strujne ocene tačno sa kolom kako biste sprečili pregrevanje ili prerani kvar. • Koristite zapečaćene ili zaštićene kontakte u vlažnim, prašnjavim ili korozivnim okruženjima kako biste održali dugoročnu pouzdanost. • Primenite RC prigušivače preko induktivnih opterećenja kao što su motori, releji ili solenoidi kako biste suzbili luk i produžili životni vek kontakta. • Izaberite pozlaćene kontakte za vrlo niske struje ili signale logičkog nivoa kako biste izbegli oksidaciju i osigurali čisto prebacivanje. • Dodajte hardversko filtriranje ili odbijanje softvera u digitalnim kolima kako biste eliminisali lažne okidače uzrokovane odbijanjem kontakta. 9. Zaključak Prekidači mogu izgledati jednostavno, ali njihov dizajn i performanse su osnovni. Tip kontakta, konfiguracija, materijal i ocene utiču na sigurnost i pouzdanost. Znajući kako sprečiti iskrenje, rukovati induktivnim opterećenjima i smanjiti odskok osigurava duži život i stabilan rad. Uz pravilno razumevanje, prekidači ostaju osnovne komponente koje održavaju električne i elektronske sisteme koji rade glatko. 10. Često postavljana pitanja 10.1 K1. Kako okolina utiče na prekidače? Teški uslovi smanjuju pouzdanost, pa se koriste zapečaćeni ili zaštićeni tipovi. 10.2 K2. Koja je razlika između zaključavanja i trenutnog prekidača? Zaključavanje ostaje u položaju, a trenutno radi samo dok je pritisnuto. 10.3 K3. Zašto se koriste solid-state prekidači? Oni se brže prebacuju, traju duže i izbegavaju odskok kontakta. 10.4 K4. Koji bezbednosni standardi važe za prekidače? Oni prate IEC, UL, CSA, a ponekad i ATEKS ili IECEk. 10.5 K5. Mogu li prekidači rukovati i strujnim i signalnim krugovima? Da, ali signalni krugovi zahtevaju kontakte niske struje, kao što su oni sa pozlaćenjem.