Rodzaje przełączników: przełączniki mechaniczne i elektroniczne - kompleksowy przewodnik

Co to jest przełącznik?

Przełącznik jest podstawowym elementem w elektrotechnice, odpowiedzialnym za przerywanie lub kończenie obwodu elektrycznego. Jego celem jest kontrolowanie przepływu prądu między dwoma punktami, co czyni go krytycznym elementem zarówno w małych, jak i dużych urządzeniach elektronicznych. Od włączania prostego telewizora po obsługę złożonych maszyn przemysłowych, przełączniki są integralną częścią systemów sterowania, z których korzystamy na co dzień.

Wraz z postępem technologicznym rośnie zapotrzebowanie na bardziej zaawansowane typy przełączników o większych możliwościach. Niezależnie od ich złożoności, przełączniki odgrywają istotną rolę w zasilaniu i sterowaniu szeroką gamą urządzeń elektronicznych

Przełączniki piezoelektryczne

Przełączniki piezoelektryczne, znane również jako przełączniki piezoelektryczne, to rodzaj przełączników elektronicznych, które wykorzystują efekt piezoelektryczny do wykrywania i generowania sygnałów elektrycznych. Efekt piezoelektryczny odnosi się do zdolności niektórych materiałów do generowania ładunku elektrycznego w odpowiedzi na naprężenia mechaniczne lub ciśnienie.

W przełączniku piezoelektrycznym materiał piezoelektryczny, taki jak kwarc lub niektóre materiały ceramiczne, jest umieszczony pomiędzy dwiema metalowymi płytkami. Kiedy siła mechaniczna lub ciśnienie jest przykładane do przełącznika, odkształca materiał piezoelektryczny, który generuje ładunek elektryczny. Ładunek ten jest następnie wykrywany i wykorzystywany do wyzwalania przełączania.

Przełączniki piezoelektryczne mają kilka zalet w porównaniu z tradycyjnymi przełącznikami mechanicznymi. Są to urządzenia półprzewodnikowe bez żadnych ruchomych części, co czyni je bardziej trwałymi i odpornymi na zużycie. Są również odporne na odbicia styków, co jest częstym problemem w przypadku przełączników mechanicznych, które mogą powodować generowanie wielu sygnałów po jednym naciśnięciu. Przełączniki piezoelektryczne mogą pracować w trudnych warunkach, ponieważ są odporne na kurz, wilgoć i chemikalia.

Przełączniki te są powszechnie stosowane w różnych aplikacjach, w których ważna jest niezawodność, długa żywotność i odporność na czynniki środowiskowe.

Więcej informacji w nasz obszerny przewodnik tutaj.

Przełączniki pojemnościowe

Przełączniki pojemnościowe, znane również jako przełączniki dotykowe lub przełączniki wrażliwe na dotyk, to urządzenia elektroniczne, które wykrywają dotyk lub bliskość, wykorzystując zasady pojemności. Są one powszechnie stosowane jako alternatywne wejścia dla przełączników mechanicznych w różnych urządzeniach elektronicznych i interfejsach dotykowych.

W przeciwieństwie do tradycyjnych przełączników mechanicznych, które polegają na fizycznym kontakcie w celu zakończenia lub przerwania obwodu, przełączniki pojemnościowe działają poprzez pomiar zmian pojemności.

Pojemność odnosi się do zdolności obiektu lub materiału do przechowywania ładunku elektrycznego. Gdy obiekt przewodzący, taki jak palec, znajdzie się w pobliżu przełącznika pojemnościowego, zmienia pojemność obszaru wykrywania przełącznika.

Więcej informacji w nasz obszerny przewodnik tutaj.

Przełączniki przyciskowe

Ten typ przełącznika działa poprzez naciśnięcie przycisku w celu przerwania lub zamknięcia obwodu w zależności od jego kierunku. Ogólnie rzecz biorąc, pojedynczy przycisk może być używany do prostego mechanizmu uruchamiania in-out.

Są one obecne w wielu urządzeniach, w tym w elektronarzędziach i automatach sprzedających, takich jak nagły wypadek przyciski lub przełączniki antywandalowe.

Przełączniki

Przełączniki umożliwiają działanie za pomocą uchwytu lub dźwigni. Przeważnie mają tylko opcje włączania i wyłączania. Ogólnie rzecz biorąc, funkcja włączania (obwód zamknięty) ma miejsce, gdy dźwignia znajduje się w pozycji dolnej.

Nie ma jednak żadnych ograniczeń i może być również odwrotnie. Może być stosowany zarówno do urządzeń wysokiego, jak i niskiego napięcia. Występuje głównie w oświetleniu, wentylatorach i innych urządzeniach gospodarstwa domowego.

Przełączniki obrotowe

Jak sama nazwa wskazuje, przełączniki obrotowe wykorzystują ruch obrotowy do sterowania przepływem prądu. Są one używane głównie w celu uproszczenia procedury dla użytkowników, umożliwiając im obsługę wielu obwodów za pomocą jednego przełącznika.

Samochody zazwyczaj wyposażone są w obrotowe przełączniki poziomów klimatyzacji, podczas gdy urządzenia domowe, takie jak ściemniacze i wentylatory prędkości, również je wykorzystują.

Przełączniki suwakowe

Jak wynika z nazwy, przełącznik suwakowy to rodzaj przełącznika, który wykorzystuje ruch przesuwny do przełączania obwodu z pozycji otwartej do zamkniętej i odwrotnie.

Przełączniki te są również szeroko stosowane w elektronice użytkowej, komputerowych urządzeniach peryferyjnych i sprzęcie AGD. Są one również używane do złożonych kontroli, takich jak kontrolowanie kierunku silnika lub położenia zaworu.

Przełączniki kołyskowe

Znany również jako przełączniki huśtawkowe, mechanizm przełącza się między dwoma lub więcej pozycjami. Zazwyczaj jednak na przełączniku wskazywane są tylko dwie pozycje.

Dla przeciętnego człowieka mogą one wydawać się podobne do przełącznika dwustabilnego, ale ten przełącznik po prostu odchyla się do przodu i do tyłu od centralnego punktu. Są one stosowane w zasilaczach, urządzeniach domowych, a nawet maszynach przemysłowych.

Tranzystory

Tranzystory są podobne do zwykłych przełączników, ponieważ albo przepuszczają prąd, albo go blokują. Tranzystor jest często obsługiwany w obwodzie z obciążeniem, takim jak żarówka lub silnik. Baza tranzystora może przewodzić prąd z kolektora do emitera po przyłożeniu napięcia, włączając przełącznik i umożliwiając przepływ prądu przez obciążenie. Tranzystor "wyłącza się", odcinając prąd do obciążenia, gdy napięcie na bazie zostanie wyeliminowane lub zmniejszone do określonego poziomu. Niektóre podstawowe typy przełączników tranzystorowych są następujące:

1. Bipolar Junction Transistors (BJT) - jest to trójkońcówkowy półprzewodnik, który jest używany jako zwykły przełącznik w większości urządzeń.
2. Tranzystor polowy (FET) - jest to trójkońcówkowy aktywny półprzewodnik stosowany głównie w energoelektronice.

Tyrystory

Tyrystory mogą pracować tylko w dwóch trybach: włączonym i wyłączonym. Są one zaprojektowane do pracy przy wysokim napięciu, dzięki czemu są przydatne w aplikacjach sterowania zasilaniem, takich jak kontrola prędkości i lampy błyskowe aparatów. Gdy sygnał wejdzie do bramki tyrystora w celu aktywacji, pozostaje ona aktywna do momentu odwrócenia prądu lub spadku napięcia. Niektóre podstawowe typy przełączników tyrystorowych są następujące:

1. Prostownik sterowany krzemem (SCR) - jest to czterowarstwowy półprzewodnik stosowany w urządzeniach wymagających szybkiego przełączania.
2. TRIAC - Triode for Alternating Current to trójzaciskowy przełącznik elektroniczny, który może sterować prądem w obu kierunkach.

Przekaźniki półprzewodnikowe (SSR)

Przekaźniki SSR mogą być używane do sterowania zarówno prądem przemiennym, jak i stałym. Posiadają one czujniki, które reagują na sygnał sterujący i odpowiednio przełączają zasilanie. Przeważnie oferują czystą i bezodbiciową pracę. SSR są szeroko stosowane w różnych aplikacjach, które wymagają precyzyjnej kontroli nad przełączaniem zasilania.