Poradnik dotyczący wyboru przełączników dwustabilnych montowanych w panelach

Bryan Hovey
Menedżer produktu w firmie Honeywell

Bryan Hovey od ośmiu lat pracuje na stanowisku menedżera produktu w firmie Honeywell. Jego obowiązki obejmują zarządzanie produktami z kategorii czujników oraz przełączników. Uzyskał tytuł licencjata w dziedzinie elektrotechniki na Uniwersytecie Stanu Pensylwania oraz tytuł MBA w Edinburgh Business School, na Heriot-Watt University w Edynburgu (Szkocja). Swoją karierę zawodową rozpoczął jako inżynier badawczo-rozwojowy w firmie Hewlett-Packard, jednak później przeszedł na ciemną stronę mocy, dołączając do działu marketingu w 1987 r.

Choć przełączniki dwustabilne same w sobie nie są skomplikowane, aby zapewnić wieloletnią bezawaryjną pracę należy wziąć pod uwagę siedem czynników opisanych poniżej.

Poradnik dotyczący wyboru przełączników dwustabilnych montowanych w panelach

Panelowe przełączniki dwustabilne są często spotykanym elementem interfejsu użytkownika. Ich działanie jest zbliżone u wszystkich producentów – element uruchamiający (dźwignia) porusza styki w przełączniku, w wyniku czego następuje zamknięcie lub przerwanie obwodu elektrycznego.

Dlaczego warto stosować przełączniki dwustabilne?

Przełączniki mogą wydawać się nieco przestarzałym elementem interfejsu użytkownika. Mimo iż istnieją alternatywne opcje, przełączniki wciąż mają wiele zalet, dlatego są idealnym rozwiązaniem w wielu zastosowaniach.

Odpowiednio zaprojektowany przełącznik dwustabilny montowany w panelu jest bardzo wytrzymały nawet w przypadku bardzo złego traktowania, co sprawia, że nierzadko jest lepszą opcją niż bardziej zaawansowane rozwiązania takie jak ekrany dotykowe. Stan przełączników jest dobrze widoczny i można go nawet wyczuć dotykiem, dzięki czemu doskonale sprawdzają się na przykład w obsłudze ciężkich maszyn.

Przełączniki dwustabilne często przełączają wysokie poziomy prądu, dzięki czemu można ich używać do bezpośredniego sterowania sprzętem. Inne typy sterowania mogą obsługiwać tylko niskie poziomy prądu i wymagać dodatkowych obwodów interfejsu. Przełączniki tego typu umożliwiają tworzenie prostych, intuicyjnych systemów sterowania.

Istnieje również możliwość zaprojektowania przełączników dwustabilnych, które są odporne na drgania i zanieczyszczenie oraz zalanie.

Wreszcie, w przypadku awarii lub uszkodzenia, przełączniki dwustabilne można szybko i łatwo wymienić, aby odzyskać kontrolę nad sterowanymi przez nie zasobami. Niejednokrotnie zdarza się, że uszkodzenie systemów sterowania innego rodzaju powoduje wycofanie sprzętu z użycia na wiele dni lub tygodni oraz wymaga kosztownych części zamiennych i specjalistycznych usług w celu ponownego oddania ich do użytku.

Siedem czynników mających wpływ na wybór odpowiedniego przełącznika dwustabilnego

Wybierając przełącznik dwustabilny, często wydaje nam się, że to tylko przełącznik – po pstryknięciu dźwigni następuje zmiana stanu, nic więcej. Nie jest to szczególnie skomplikowane, lecz warto wziąć pod uwagę kilka uwarunkowań, aby zapewnić wieloletnią bezawaryjną pracę przełącznika.

1. Gdzie i jak przełącznik będzie używany?

Pierwszym czynnikiem są warunki pracy. Jeśli jest to środowisko kontrolowane bez ryzyka zanieczyszczenia i przedostania się wilgoci, w zupełności wystarczy przełącznik nieuszczelniony.

Ponadto, jeśli przełącznik ma być obsługiwany tylko od czasu do czasu ręką bez rękawicy i jego wymiana w trakcie okresu eksploatacji sprzętu nie jest przewidywana, wystarczy niedrogi przełącznik montowany na płytce drukowanej.

Natomiast w przypadku wyższego ryzyka narażenia na niekorzystne czynniki, użytkowanie na zewnątrz lub w zabrudzonym bądź zapylonym środowisku, większą niezawodność zapewnią produkty uszczelnione. Jeśli zaś przełącznik ma być stosowany w rolnictwie, budownictwie lub innym środowisku, gdzie operatorzy zwykle noszą rękawice, najlepszą opcją często są przełączniki montowane w panelu, które można z łatwością wymienić w razie uszkodzenia.

Wiele przełączników dwustabilnych ma uszczelnienie dookoła dźwigni, które chroni je przed wnikaniem niepożądanych substancji z przodu panelu. W wielu środowiskach przełączniki mogą jednak być narażone na wnikanie z tyłu panelu. Należy upewnić się, że przełącznik ma odpowiednie uszczelnienie z przodu i z tyłu oraz czy wymagane jest użycie podkładek uszczelniających, aby zapobiec wnikaniu wokół gwintu z przodu i z tyłu panelu.

Istotny jest też stopień ochrony. Przełącznik może być narażony tylko na sporadyczne zachlapanie, lecz może również być odporny na zanurzenie. Jedną z najbardziej kłopotliwych sytuacji jest mycie strumieniowe. Myjki strumieniowe są często używane do czyszczenia sprzętu budowlanego i rolniczego, niezależnie od tego, czy są zalecane, czy też nie, więc mogą z łatwością spowodować przedostanie się wody do przełącznika.

Uszczelnienie zapewniające ochronę przed wnikaniem wody może zostać uszkodzone przez brud i zanieczyszczenia, dlatego często stosuje się uszczelnienie wtórne w postaci pełnej lub połowicznej nasuwki ochronnej, aby zabezpieczyć uszczelnienie u podstawy dźwigni.

Prawidłowo skonstruowane przełączniki dwustabilne są odporne na wibracje, ponieważ w większości tradycyjnych zastosowań często są one narażone na silne drgania. Niemniej w przypadku bardzo silnych wibracji może nastąpić przerwanie połączenia przełącznika, co prowadzi do skrócenia jego żywotności. W takich przypadkach warto wziąć pod uwagę użycie przełączników zgodnych ze specyfikacją MIL, które są dużo bardziej odporne na trudne warunki środowiskowe.

Przełączniki dwustabilne są elementem interfejsu użytkownika, dlatego ich dopuszczalna temperatura i wilgotność otoczenia zwykle są ograniczone do poziomu tolerowanego przez człowieka. Jednakże należy zawsze upewnić się, że przełącznik nadaje się do użycia przy temperaturach, wilgotności oraz innych warunkach środowiskowych, na które będzie narażony, ze względu na przewodzone ciepło, działanie promieni słonecznych, wysokie temperatury w trakcie przechowywania lub umiejscowienie w nieprzyjaznym środowisku, do którego operatorzy zwykle nie mają dostępu.

2. Jakie funkcje chcesz kontrolować?

Przesunięcie dźwigni może spowodować szereg różnych działań. Czy chcesz, aby powodowało to przełączenie z jednego aktywnego obwodu na drugi (włączony – włączony), a może na przykład potrzebujesz, by przełącznik był stale w stanie wyłączenia i aktywował się tylko wtedy, gdy operator przytrzyma dźwignię w stanie włączenia (wyłączony – chwilowo włączony)?

Istnieją różne możliwe sekwencje działań. Na karcie danych przełącznika dwustabilnego podana jest lista dostępnych konfiguracji, podobna do tej w poniższej tabeli:

3. Jaki jest najlepszy materiał styku?

Podczas wyboru materiału styku należy uwzględnić prąd obsługiwany przez przełącznik.

Przełączniki dwustabilne montowane w panelu generalnie mogą obsługiwać wysokie poziomy prądu. Oznacza to, że często można sterować silnikami, oświetleniem i innymi obciążeniami bezpośrednio poprzez przełącznik, co może uprościć konstrukcję maszyny. Jednak przełączniki dwustabilne mogą także kontrolować prądy sygnalizacyjne niskiego poziomu..

Srebro jest najlepszym materiałem w przypadku wyższych obciążeń prądowych, choć jest podatne na tworzenie się nalotu w przypadku dłuższych okresów bezczynności. Nie jest to jednak problemem w zastosowaniach wysokoprądowych.

Złote styki są mniej podatne na tworzenie się nalotu i bardziej odporne na jakiekolwiek zanieczyszczenia powierzchni, ale mogą się wypalić przy obciążeniach przekraczających poziom sygnału danych (tj. 100 mA).

4. Co znajduje się za panelem?

Dźwignie i przepusty mogą od frontu wyglądać podobnie, lecz z tyłu panelu dostępne są różne style obudów. Jeśli przełączniki dwustabilne mają być gęsto ułożone w panelu, korzystne może być użycie wersji miniaturowych, które są dostępne z wieloma funkcjami identycznymi jak w pełnowymiarowych odpowiednikach.

Jeśli przestrzeń nie jest problemem, można mimo wszystko użyć stopniowanych obudów zamiast standardowych, aby zapewnić lepsze odstępy między zaciskami. Pozwala to zredukować ryzyko przypadkowego zwarcia połączeń podczas instalacji.

5. W jaki sposób przełącznik będzie podłączony?

Zaciski główkowe

Lutowane końcówki kablowe

Szybkozłącza

Zależnie od rozmiaru obudowy można wziąć pod uwagę szereg różnych opcji. Zaciski główkowe umożliwiają owinięcie przewodu bezpośrednio lub użycie końcówki widełkowej. Zaciski szybkozłączne umożliwiają szybkie wpinanie, natomiast lutowane końcówki kablowe służą do utworzenia stałego połączenia.

Istnieje metoda o nazwie IWTS (styl zakończenia okablowania wewnętrznego), która polega na wciśnięciu kabla w celu uzyskania wewnętrznego połączenia zaciskowego.

6. Czy korzystne byłoby zastosowanie produktu zgodnego ze specyfikacją MIL?

Specyfikacja MIL zapewnia dużą wytrzymałość oraz spokój ducha, nawet w zastosowaniach niezwiązanych z wojskowością. Przewiduje ona wysoki poziom niezawodności w obszarach narażonych na silne drgania oraz wstrząsy mechaniczne, a także zapewnia brak ryzyka niewłaściwej aktywacji.

7. Jakie są Twoje wymagania dotyczące stylu dźwigni?

Standardowe dźwignie w stylu „drążka” są wykonane ze stali nierdzewnej, jednak niektórzy producenci oferują różnorodne typy stylów i kolorów uchwytów oraz dźwigni w celu ułatwienia identyfikacji. Odpowiednio dobrane dźwignie mogą znacznie ułatwić obsługę maszyn.

Dzięki dokonaniu oceny tych czynników oraz potencjalnych ustępstw można znaleźć opcję, która zapewni niezawodną i skuteczną pracę.

Zapoznaj się z naszą gamą przełączników dwustabilnych poniżej oraz skontaktuj się z nami, jeśli potrzebujesz jakichkolwiek wskazówek lub pomocy.