Jenis Sakelar Mikro dan Aplikasi Utamanya Dijelaskan

Sakelar snap action umumnya dikenal sebagai sakelar mikro, yang merupakan komponen elektronik yang sangat penting dalam sistem elektromekanis modern dan berbagai aplikasi pintar. Meskipun kecil, sakelar ini menyediakan fungsionalitas yang sangat penting karena berfungsi sebagai pendeteksi kemacetan, menjembatani kesenjangan antara gerakan mekanis dan kontrol elektronik. Sakelar mikro bersifat biner dan dapat mengalihkan beban listrik yang besar namun hanya membutuhkan sedikit tenaga pengoperasian.

Perangkat ini memastikan integritas operasional dan dapat ditemukan pada kunci pengaman peralatan industri berat, sakelar kontrol untuk mesin, dan sensor pendeteksi posisi pada peralatan otomasi. Karena dapat diandalkan dan serbaguna, perangkat ini telah menjadi bagian integral dari kehidupan kita sehari-hari, muncul dalam segala hal, mulai dari peralatan rumah tangga hingga alat berat.

Apa Itu Sakelar Mikro dan Bagaimana Cara Kerjanya?

Sakelar mikro memiliki desain yang unik dan prinsip kerja yang berbeda. Sakelar mikro memiliki transisi kontak yang cepat karena mekanisme snap-action internalnya, yang sering kali memanfaatkan pegas daun. Gerakan cepat mengunci kontak sakelar mikro ke posisi yang terpisah, sehingga listrik hanya mengalir di satu sisi. Lebih sedikit gerakan berarti lebih sedikit percikan api dan menghemat listrik dan daya untuk sinyal yang berbeda. Efisiensi ini adalah alasan mengapa sakelar ini merupakan komponen penting untuk memastikan masa pakai yang lama dalam aplikasi elektronik. Perakitan yang ringkas dan kokoh serta menjaga jarak dan keseimbangan yang cukup dari gerakan ke kontak listrik, ini adalah sakelar yang bagus untuk kelelahan mekanis dan daya listrik yang tinggi. Untuk analisis teknis yang lebih dalam tentang mekanik ini, silakan lihat panduan lengkap kami: Apa yang dimaksud dengan Sakelar Mikro?

• The Aktuator: Ini adalah antarmuka mekanis gaya eksternal. Ini mentransfer dampak ke mekanisme internal sakelar mikro, baik operasional atau dari bagian mesin. Ini adalah bagian yang telah dirancang untuk menerima gaya eksternal dan menentukan gaya yang dibutuhkan serta jarak pergerakan.
• Mekanisme Aksi Jepret: Bagian ini biasanya terbuat dari pegas tembaga berilium. Desain ini menyimpan banyak energi potensial sampai mencapai aksi jepret. Ini menyimpan potensi untuk menjentikkan kontak dan memposisikannya pada kontak listrik sampai energi potensial yang cukup dilepaskan. Tindakan bergerak ini adalah hal yang mencegah pengelasan kontak dan komponen terbakar, menjaga mekanisme secara eksternal dan elektrik tetap tertutup.
• Kontak: Mereka adalah bagian konduktif yang membuka atau menutup sirkuit listrik. Beban menentukan bahannya. Paduan perak digunakan pada beban daya yang lebih tinggi (AC) untuk lengkung, meskipun harus berhati-hati di lingkungan dengan gas yang mudah terbakar. Logika tegangan rendah (DC) membutuhkan pelapisan Emas untuk mencegah terjadinya oksidasi dan menjaga kontinuitas listrik.
• Terminal: Ini adalah titik-titik dari luar di mana Anda dapat menghubungkan kabel, yang secara efektif bertindak sebagai pin input atau output. Contoh tipikal adalah Common terminal (COM), Normally Open terminal (NO), dan Normally Closed terminal (NC), yang memberikan jenis sakelar kemampuan untuk beroperasi dalam kondisi logika yang berbeda.

Untuk memahami berbagai jenis sakelar mikro, hal pertama yang dapat Anda lakukan adalah membagi solusi sakelar menurut karakteristik fisik dan kelistrikannya, seperti yang ditunjukkan oleh gambar berikut ini:

Klasifikasi berdasarkan Jenis Aktuator

Aktuator adalah variabel yang paling terpengaruh oleh batasan fisik aplikasi. Aktuator mengubah energi kinetik sistem menjadi energi mekanik yang diperlukan untuk menggerakkan pegas internal. Hal ini membantu dalam mengidentifikasi jenis sakelar mikro yang tepat untuk kebutuhan spesifik.

Sakelar Mikro Pendorong Pin

Pin plunger adalah desain paling dasar dalam fungsi sakelar mikro. Mereka memiliki aktuator pendek yang berbentuk tombol, dan karenanya memerlukan gaya aktuasi yang diterapkan pada arah lurus sepanjang sumbu y dari sakelar mikro. Tidak ada terminal tuas untuk menciptakan keuntungan mekanis pada sakelar, yang menyebabkan diperlukannya gaya pengoperasian yang tinggi, meskipun jarak pra-perjalanan sangat sedikit.

Untuk desain yang sangat akurat, konfigurasi ini adalah opsi terbaik yang tersedia. Sakelar ini juga paling baik digunakan apabila pergerakan objek target sangat terbatas, dan pada garis lurus yang ortogonal dengan tombol yang berisi sakelar. Pada mesin CNC, misalnya, mereka bertindak sebagai penghenti yang konsisten atau sakelar akhir untuk batas sumbu. Contoh lainnya adalah interlock pengaman dalam oven microwave atau memverifikasi penutupan pintu di selungkup industri.

Tuas Engsel dan Sakelar Tuas Daun

Jika kasus penggunaan sakelar membutuhkan gaya pengoperasian yang lebih rendah, atau jika lintasan objek target tidak tegak lurus secara sempurna dengan sakelar, maka sistem tuas digunakan. Tuas logam yang kaku atau tuas daun berengsel di salah satu ujung penutup sakelar dudukan panel, yang berarti bahwa keuntungan mekanis (dinamai pengungkit) kemudian dibuat, sehingga menurunkan gaya yang diperlukan untuk menggerakkan pendorong internal menjadi jauh lebih rendah.

Jenis sakelar mikro ini berguna di lingkungan yang memiliki torsi minimal. Contohnya adalah peralatan medis atau mesin penjual otomatis, yang juga dapat mencakup peralatan pintar yang memanfaatkan sensor tersebut. Pada mesin penjual otomatis, perlu ada sensor yang tidak dapat menghalangi jalur produk, namun harus dapat memicu sensor ketika ada produk yang ringan melewatinya. Contoh lainnya adalah pada mekanisme yang memungkinkan printer memasukkan kertas. Sakelar tuas engsel yang mampu merasakan keberadaan kertas tanpa menyebabkan kemacetan diaktifkan oleh hambatan selembar kertas.

Sakelar Mikro Tuas Rol

Sakelar mikro tuas rol didesain dengan roller di ujung tuas yang terbuat dari baja tahan karat atau jenis plastik yang kuat, sehingga memberikan langkah yang lebih besar. Desain ini mengubah gesekan geser menjadi gesekan guling dan murni fungsional.

Sakelar mikro jenis ini adalah standar untuk aplikasi industri dinamis di mana objek target bergerak secara lateral melintasi sakelar, seperti penggerak silinder atau item sabuk konveyor. Menggunakan plunger standar dalam aplikasi ini akan menjadi masalah karena gaya geser lateral dapat menyebabkan kerusakan mekanisme yang cepat. Sakelar tuas rol biasa digunakan dalam peralatan otomasi, terutama dalam pengemasan, di mana sakelar ini bertindak sebagai komponen yang berbeda untuk merasakan posisi barang yang diangkut.

Klasifikasi berdasarkan Konfigurasi Sirkuit

Konfigurasi sirkuit adalah yang menentukan bagaimana sakelar mengontrol aliran listrik. Hal ini sangat penting untuk sirkuit kontrol berbagai perangkat.

SPDT (Lemparan Ganda Tiang Tunggal)

Konfigurasi Single Pole Double Throw atau SPDT sejauh ini merupakan spesifikasi yang paling fleksibel dan sering digunakan. Ini memiliki 3 terminal, yaitu Common atau COM, Normally Open atau NO, dan Normally Closed atau NC. Dalam keadaan diam, ada kesinambungan koneksi antara COM dan NC. Ketika sirkuit digerakkan, ada aksi jepretan yang memutuskan NC dan membuat koneksi dengan COM dan NO.

Dengan konfigurasi ini, satu komponen elektronik memiliki kemampuan untuk melakukan 2 fungsi sekaligus, yaitu memutus satu rangkaian dan membuat rangkaian lainnya. Pada contoh sistem kontrol motor, ketika sakelar ditekan, sakelar tersebut dapat memutus daya ke motor penggerak (NC) sementara pada saat yang sama mengaktifkan indikator lampu berwarna hijau yang menandakan rem diaktifkan (NO).

SPST-NO dan SPST-NC (Lemparan Tunggal Satu Tiang)

Sakelar Single Pole Single Throw (SPST) tidak terlalu rumit dan memiliki fitur terminasi listrik yang berbeda dibandingkan dengan SPDT.

• SPST-NO (Biasanya Terbuka): Rangkaian terbuka dan mati sampai aktuator ditekan. Ini adalah konfigurasi standar untuk tombol start atau untuk memberi sinyal pemicu.
• SPST-NC (Biasanya Ditutup): Rangkaian tetap lengkap (aktif) sampai aktuator ditekan. Konfigurasi ini memainkan peran penting dalam perangkat keselamatan. Dengan tombol berhenti darurat atau aplikasi sakelar batas, sirkuit harus ditutup agar operasi dapat berfungsi. Jika kabel terputus, atau sakelar terbuka karena kegagalan, sirkuit akan terbuka dan mesin akan terhenti. Ini adalah persyaratan minimum standar industri untuk keselamatan dalam otomasi.

Klasifikasi berdasarkan Tingkat Perlindungan (Peringkat IP)

Dalam dunia industri, kegagalan komponen jarang disebabkan oleh kelelahan listrik saja, dan biasanya disebabkan oleh lingkungan yang keras. Sistem peringkat Ingress Protection (IP) memberikan ukuran ketahanan ini.

Sakelar Standar / Tahan Debu (IP40)

Sakelar mikro standar, yang cukup umum, dengan peringkat sekitar IP40, dibuat untuk lingkungan yang “bersih”. Sakelar ini mampu melindungi dari masuknya benda padat yang lebih besar dari 1mm (seperti kabel atau jari), dan tidak memberikan perlindungan apa pun terhadap cairan atau debu halus di lingkungan tertutup. Sakelar mikro memiliki fitur pin umum yang didesain untuk merampingkan pengoperasiannya.

Ini lebih dari sekadar efisien secara ekonomi untuk elektronik konsumen tertutup, periferal kantor, atau peralatan rumah tangga, di mana sakelar ditempatkan di dalam selungkup dengan perisai pelindung. Namun, menggunakan sakelar IP40 di lingkungan lantai pabrik dapat menyebabkan kerusakan yang cepat, karena debu konduktif dapat masuk ke dalam mekanisme dan menyebabkan korsleting, atau debu isolasi dapat melapisi kontak dan mencegah konduksi.

Sakelar Tertutup / Tahan Air (IP67)

Untuk otomasi industri, sakelar IP67 adalah standar yang diperlukan. Komponen-komponen ini menjalani pot epoksi di sekitar terminal, gasket karet yang bergabung dengan housing, dan diafragma internal yang melindungi plunger.

Peringkat IP67 berarti bahwa sakelar kedap debu dan dapat bertahan dalam perendaman sementara di dalam air. Hal ini sangat penting untuk berbagai aplikasi seperti pusat permesinan CNC, di mana sakelar terkena semprotan cairan pendingin, pabrik pengolahan makanan yang mengalami pencucian bertekanan tinggi, dan peralatan luar ruangan seperti stasiun pengisian daya listrik dan sistem persinyalan kereta api. Sakelar ini diproduksi oleh perusahaan seperti OMCH dan memiliki resistansi isolasi yang tinggi (≥100MΩ) bahkan dalam kondisi lembab.

Bagaimana cara memilih: Kelas Industri vs Kelas Peralatan

Perbedaan antara sakelar “kelas peralatan” dan sakelar “kelas industri” sangat besar, yang melibatkan perbedaan bahan, toleransi, dan daya tahan bersertifikat. Salah menggunakan sakelar alat dalam pengaturan industri akan mengakibatkan kegagalan dini dan waktu henti yang mahal.

Tabel berikut ini merangkum kriteria pemilihan utama:

1. Siklus Hidup dan Daya Tahan

Pertimbangan ekonomi yang paling penting adalah ”biaya per siklus”. Misalnya, sakelar batas industri seri TZ-8168 dirancang untuk masa pakai mekanis lebih dari 10.000.000 operasi. Dalam otomatisasi frekuensi tinggi, seperti pada mesin pengemasan yang menjalankan 30 siklus per menit, sakelar standar yang memiliki nilai untuk 50.000 siklus “terbakar” dalam waktu kurang dari 30 jam waktu berjalan. Sakelar kelas industri dirancang dan dibuat, sebagai standar baru untuk industri, menggunakan paduan unggul untuk komponen pegas dan rumah yang lebih tahan lama untuk bertahan dalam siklus tinggi untuk menghilangkan kelelahan.

2. Perlindungan Lingkungan (Penyegelan)

Penggunaan di luar ruangan, kabut minyak, dan debu (kayu halus dan debu tekstil) memerlukan sakelar yang disegel. Sakelar industri menggunakan berbagai teknologi pemilihan penyegelan untuk menghindari efek “bernapas”, di mana perputaran suhu sakelar menyebabkan sakelar menghirup udara lembap. Kegagalan tersebut dapat menyebabkan kegagalan isolasi atau komponen internal berkarat.

3. Material Kontak dan Penanganan Beban

Metalurgi kontak ditentukan oleh beban listrik. Untuk sirkuit daya (misalnya, mengontrol motor langsung ke 5A), kontak Paduan Perak diperlukan untuk menahan panas busur. Sebaliknya, sirkuit tingkat logika (PLC -> 24VDC / 5mA), kontak ini tidak disarankan karena pelepasan busur akan membentuk oksida. Dalam kasus tegangan rendah ini, standar industri adalah menggunakan kontak berlapis emas atau kontak palang bercabang yang memenuhi spesifikasi integritas sinyal.

4. Presisi dan Pengulangan

Dalam otomatisasi, sakelar adalah elemen penginderaan. Pengulangan adalah salah satu metrik - seberapa konsisten titik peralihan dari waktu ke waktu. Ketika itu adalah sakelar industri, perbedaan waktu pada Gerakan disebut Toleransi Gerakan diferensial, dan harus lebih ketat. Jika sakelar dimaksudkan untuk memberi sinyal pada lengan robot untuk berhenti, maka menghentikan perbedaan 0,5 mm (atau lebih) pada titik peralihan akan mengakibatkan tabrakan mekanis yang tidak direncanakan. Desain sakelar industri dilakukan dengan jaminan bahwa, selama masa pakai komponen, Gaya Operasi (OF) dan Gaya Pelepasan (RF) akan tetap berada dalam kisaran yang sama.

Kesimpulan

Memilih sakelar mikro selalu bermuara pada pertimbangan biaya komponen elektronik terhadap potensi risiko kegagalan produk akhir di lapangan. Meskipun sistem snap-action telah menjadi norma, keistimewaan jenis aktuator, sirkuit, logika, dan segel penutup memunculkan matriks pemilihan yang kompleks. Untuk tujuan komersial, segera menjadi tidak lagi menjadi pilihan untuk mengabaikan spesifikasi yang mengatur pengaruh mekanis dan lingkungan, terutama yang menyoroti spesifikasi overtravel terbesar dari sakelar. Pemilihan komponen kelas industri dengan masa pakai sakelar yang tinggi merupakan cara mendasar untuk mengurangi risiko kegagalan sistem secara keseluruhan.

Sejak tahun 1986, OMCH telah berkembang menjadi pemasok komponen elektronik terkemuka solusi di sektor otomasi industri, yang memprioritaskan stabilitas dan sertifikasi di atas produksi komoditas sederhana. Kami menawarkan portofolio yang komprehensif mulai dari pin plunger hingga tuas rol engsel, memungkinkan sumber satu atap untuk beragam kebutuhan teknik. Dirancang untuk lingkungan yang keras, sakelar kami memberikan masa pakai listrik yang konsisten dengan peringkat perlindungan IP65 / IP67 yang kuat. Setiap unit memiliki sertifikasi CE, CCC, dan RoHS dan sepenuhnya mematuhi standar IEC, memastikan keandalan tanpa kompromi untuk aplikasi global.

Jika Anda memerlukan lembar data terperinci, parameter beban tertentu, atau panduan tentang mengintegrasikan berbagai jenis sakelar mikro ke dalam peralatan otomasi Anda, kami mengundang Anda untuk meninjau Katalog OMCH atau hubungi tim dukungan teknik kami untuk konsultasi yang tepat.