Mikro Anahtar Türleri ve Temel Uygulamaları Açıklandı

Ani hareket anahtarı genellikle mikro anahtar olarak bilinir ve modern elektromekanik sistemlerde ve çeşitli akıllı uygulamalarda çok önemli bir elektronik bileşendir. Küçük olmalarına rağmen, mekanik hareket ve elektronik kontrol arasındaki boşluğu doldurarak sıkışma dedektörü görevi gördükleri için çok önemli işlevsellik sağlarlar. Mikro anahtarlar ikili yapıdadır ve çok az çalışma gücüne ihtiyaç duyarken büyük elektrik yüklerini değiştirebilir.

Bu cihazlar operasyonel bütünlüğü sağlar ve ağır endüstriyel ekipmanların güvenlik kilitlerinde, makineler için kontrol anahtarlarında ve otomasyon ekipmanlarının konum algılama sensörlerinde bulunabilir. Güvenilir ve çok yönlü olmaları nedeniyle, ev aletlerinden ağır makinelere kadar her şeyde karşımıza çıkarak günlük hayatımızın ayrılmaz bir parçası haline gelmişlerdir.

Mikro Anahtar Nedir ve Nasıl Çalışır?

Bir mikro anahtar benzersiz bir tasarıma ve farklı bir çalışma prensibine sahiptir. Bir mikro anahtar, genellikle bir yaprak yay kullanan dahili geçme mekanizması nedeniyle hızlı kontak geçişine sahiptir. Hızlı hareket, mikro anahtar kontaklarını ayrı konumlara kilitleyerek elektriğin yalnızca bir taraftan akmasını sağlar. Daha az hareket daha az kıvılcım anlamına gelir ve farklı bir sinyal için elektrik ve güç tasarrufu sağlar. Bu verimlilik, elektronik uygulamalarda uzun ömür sağlamak için önemli bir bileşen olmalarının nedenidir. Entegre kompakt ve sağlam montaj ve hareketten elektrik kontağına kadar yeterli mesafe ve dengeyi koruyarak, yüksek mekanik yorgunluk ve elektrik gücü için mükemmel bir anahtardır. Bu mekaniğin daha derin bir teknik analizi için, lütfen tam kılavuzumuza bakın: Mikro Anahtar Nedir?

• Bu Aktüatör: Bu, dış kuvvet mekanik arayüzüdür. Darbeyi, operasyonel olarak veya bir makinenin bir parçasından mikro anahtar iç mekanizmasına aktarır. Bu, dış kuvveti almak ve gereken kuvveti ve hareket mesafesini belirlemek için tasarlanmış olan parçadır.
• Ani Hareket Mekanizması: Bu parça genellikle berilyum bakır yaydan yapılır. Bu tasarım, geçme eylemine ulaşana kadar çok fazla potansiyel enerji depolar. Yeterli potansiyel enerji açığa çıkana kadar kontakları koparmak ve elektrik kontaklarında konumlandırmak için potansiyel depolar. Bu hareket eylemi, mekanizmayı harici ve elektriksel olarak kapalı tutarak kontak kaynağını ve bileşen yanıklarını önleyen şeydir.
• Bağlantılar: Elektrik devresini açan veya kapatan iletken bölümlerdir. Yük, malzemeyi belirler. Gümüş alaşımı ark için yüksek güç (AC) yüklerinde kullanılır, ancak yanıcı gazların bulunduğu ortamlarda dikkatli olunmalıdır. Düşük voltajlı mantık (DC), oksidasyonun oluşmasını önlemek ve elektriksel sürekliliği korumak için Altın kaplama gerektirir.
• Terminaller: Bunlar, kabloları dışarıdan bağlayabileceğiniz, etkin bir şekilde giriş pimi veya çıkış görevi gören noktalardır. Tipik örnekler Ortak terminal (COM), Normalde Açık terminal (NO) ve Normalde Kapalı terminal (NC) olup, anahtar türüne farklı mantık durumlarında çalışma yeteneği kazandırır.

Farklı mikro anahtar türlerini anlamak için yapabileceğiniz ilk şey, anahtarlama çözümlerini fiziksel ve elektriksel özelliklerine göre ayırmaktır; aşağıdaki resim de bunu temsil etmektedir:

Aktüatör Tiplerine Göre Sınıflandırma

Aktüatör, uygulamanın fiziksel kısıtlamalarından en çok etkilenen değişkendir. Sistemin kinetik enerjisini dahili yayı harekete geçirmek için gereken mekanik enerjiye dönüştürür. Bu, belirli ihtiyaçlar için doğru mikro anahtar türlerinin belirlenmesine yardımcı olur.

Pimli Pistonlu Mikro Anahtarlar

Pimli pistonlar mikro şalter işlevselliğindeki en temel tasarımdır. Düğme şeklinde kısa bir aktüatöre sahiptirler ve bu nedenle çalıştırma kuvvetinin mikro anahtarın y ekseni boyunca düz bir yönde uygulanmasını gerektirir. Anahtara mekanik bir avantaj sağlayacak kaldıraç terminalleri yoktur, bu da ön harekette çok az mesafe olmasına rağmen yüksek bir çalıştırma kuvvetinin gerekli olmasına neden olur.

Son derece hassas tasarımlar için bu konfigürasyon mevcut en iyi seçenektir. Ayrıca, hedef nesnenin hareketi çok sınırlı olduğunda ve anahtarın içerdiği düğmeye ortogonal olan düz bir çizgide en iyi şekilde kullanılırlar. Örneğin CNC makinelerinde, tutarlı durdurucular veya eksen limitleri için bir uç anahtarı görevi görürler. Bir başka örnek de bir mikrodalga fırındaki güvenlik kilidi veya endüstriyel bir muhafazadaki kapıların kapanmasının doğrulanmasıdır.

Menteşe Kollu ve Yaprak Kollu Anahtarlar

Anahtarın kullanım alanı daha düşük bir çalışma kuvvetine ihtiyaç duyuyorsa veya hedef nesnenin yörüngesi anahtarın yörüngesine tam olarak dik değilse, o zaman bir kaldıraç sistemi kullanılır. Panel montajlı anahtarın kapağının bir ucuna sert bir metal kol veya bir yaprak kol menteşelenir, bu da mekanik bir avantaj (kaldıraç olarak adlandırılır) yaratıldığı anlamına gelir, böylece dahili pistonları harekete geçirmek için gereken kuvvet önemli ölçüde daha düşük olur.

Bu tür mikro anahtarlar, minimum torkun olduğu ortamlarda kullanışlıdır. Bunun bir örneği, bu tür sensörleri kullanan akıllı aletleri de içerebilen tıbbi cihazlar veya otomatlardır. Otomatlarda, ürünün yolunu engelleyemeyen bir sensör olması gerekir, ancak hafif bir ürün geçtiğinde sensörü tetikleyebilmesi gerekir. Bir başka örnek de yazıcıların kağıt beslemesini sağlayan mekanizmalardır. Sıkışmaya neden olmadan kağıdın varlığını algılayabilen bir menteşe kolu anahtarı, tek bir kağıt yaprağının direnci ile etkinleştirilir.

Makaralı Kollu Mikro Anahtarlar

Makaralı kollu mikro şalter, kolun ucunda paslanmaz çelikten veya bir tür güçlü plastikten yapılmış ve daha büyük bir strok sağlayan bir makara ile tasarlanmıştır. Bu tasarım kayma sürtünmesini yuvarlanma sürtünmesine dönüştürür ve tamamen işlevseldir.

Bu tip mikro anahtarlar, hedef nesnenin anahtar boyunca yanal olarak hareket ettiği silindir tahrikleri veya konveyör bandı öğesi gibi dinamik endüstriyel uygulamalar için standarttır. Bu uygulamalarda standart bir pistonun kullanılması, yanal kesme kuvvetleri mekanizmanın hızla tahrip olmasına neden olabileceğinden sorunlu olacaktır. Makaralı kollu anahtarlar otomasyon ekipmanlarında, özellikle de taşınan öğelerin konumunu algılamak için farklı bileşenler olarak hareket ettikleri ambalajlamada yaygındır.

Devre Konfigürasyonuna Göre Sınıflandırma

Devre konfigürasyonu, anahtarın elektrik akışını nasıl kontrol edeceğini belirleyen şeydir. Bu, çeşitli cihazların kontrol devreleri için kritik öneme sahiptir.

SPDT (Tek Kutuplu Çift Atışlı)

Tek Kutuplu Çift Atışlı veya SPDT konfigürasyonu açık ara en esnek ve sık kullanılan özelliktir. Ortak veya COM, Normalde Açık veya NO ve Normalde Kapalı veya NC olmak üzere 3 terminali vardır. Dinlenme durumunda, COM ve NC arasında bir bağlantı sürekliliği vardır. Devre çalıştırıldığında, NC'nin bağlantısını kesen ve COM ve NO ile bağlantı kuran bir ani hareket vardır.

Bu yapılandırmayla, bir elektronik bileşen aynı anda 2 işlevi yerine getirme yeteneğine sahiptir, yani bir devreyi kesip diğerini yapar. Bir motor kontrol sistemi örneğinde, anahtara basıldığında, bir tahrik motoruna giden gücü kesebilir (NC) ve aynı zamanda frenin devreye girdiğini gösteren yeşil renkli bir ışıklı göstergeyi etkinleştirebilir (NO).

SPST-NO ve SPST-NC (Tek Kutuplu Tek Atışlı)

Tek Kutuplu Tek Atışlı (SPST) anahtarlar daha az karmaşıktır ve SPDT'ye kıyasla farklı elektrik sonlandırmalarına sahiptir.

• SPST-NO (Normalde Açık): Aktüatöre basılana kadar devre açık ve kapalıdır. Bu, başlatma düğmeleri veya bir tetikleyiciye sinyal vermek için standart yapılandırmadır.
• SPST-NC (Normalde Kapalı): Aktüatöre basılana kadar devre tamamlanmış (açık) olarak kalır. Bu konfigürasyon güvenlik cihazlarında kritik bir rol oynar. Acil durdurma düğmeleri veya limit anahtarı uygulamalarında, bir işlemin işlevsel olması için devrenin kapalı olması gerekir. Kablo kesilirse veya arıza nedeniyle anahtar açılırsa devre açılır ve makine durdurulur. Bu, otomasyonda güvenlik için endüstri standardı bir minimum gerekliliktir.

Koruma Seviyesine Göre Sınıflandırma (IP Derecesi)

Endüstriyel dünyada, bileşenlerin arızalanması nadiren yalnızca elektriksel yorgunluktan kaynaklanır ve genellikle zorlu ortamlardan kaynaklanır. Giriş Koruması (IP) derecelendirme sistemi bu direncin bir ölçüsünü sağlar.

Standart / Toz Geçirmez Anahtarlar (IP40)

Oldukça yaygın olan ve IP40 civarında bir derecelendirmeye sahip standart mikro anahtarlar “temiz” ortamlar için üretilmiştir. Bunlar 1 mm'den büyük katı nesnelerin (teller veya parmaklar gibi) girişine karşı koruma sağlayabilir ve kapalı bir ortamda sıvılara veya ince toza karşı herhangi bir koruma sunmazlar. Mikro anahtar, çalışmasını kolaylaştırmak için tasarlanmış ortak bir pime sahiptir.

Bunlar, anahtarın koruyucu kalkanlı bir muhafazaya yerleştirildiği kapalı tüketici elektroniği, ofis çevre birimleri veya ev aletleri için ekonomik olarak daha verimlidir. Ancak, iletken toz mekanizmaya girip kısa devrelere neden olabileceğinden veya yalıtkan toz kontakları kaplayıp iletimi engelleyebileceğinden, bir IP40 anahtarının fabrika ortamında kullanılması hızlı arızalara yol açar.

Sızdırmaz / Su Geçirmez Anahtarlar (IP67)

Endüstriyel otomasyon için IP67 anahtarlar gerekli standarttır. Bu bileşenler terminallerin etrafında epoksi kaplamaya, muhafazayı birleştiren kauçuk contalara ve pistonu koruyan dahili diyaframlara tabi tutulur.

IP67 derecesi, anahtarın toz geçirmez olduğu ve geçici olarak suya daldırılmaya dayanabileceği anlamına gelir. Bu, anahtarın soğutma sıvısı spreyine maruz kaldığı CNC işleme merkezleri, yüksek basınçlı yıkamalara maruz kalan gıda işleme tesisleri ve elektrikli araç şarj istasyonları ve demiryolu sinyalizasyon sistemleri gibi dış mekan ekipmanları gibi çeşitli uygulamalar için kritik öneme sahiptir. Bu anahtarlar OMCH gibi şirketler tarafından üretilmektedir ve nemli koşullarda bile yüksek yalıtım direncine (≥100MΩ) sahiptir.

Nasıl Seçim Yapılır? Endüstriyel vs Cihaz Sınıfı

“Cihaz sınıfı” bir anahtar ile “endüstriyel sınıf” bir anahtar arasındaki fark, malzemeler, toleranslar ve sertifikalı dayanıklılık açısından önemli farklılıklar içerir. Bir cihaz anahtarının endüstriyel bir ortamda yanlış uygulanması, erken arızalara ve maliyetli arıza sürelerine neden olur.

Aşağıdaki tabloda temel seçim kriterleri özetlenmektedir:

1. Çevrim Ömrü ve Dayanıklılık

En önemli ekonomik değerlendirme ”döngü başına maliyet ”tir. Örneğin, TZ-8168 serisi endüstriyel limit anahtarları 10.000.000 işlemden daha uzun bir mekanik ömür için tasarlanmıştır. Dakikada 30 çevrim yapan bir paketleme makinesi gibi yüksek frekanslı otomasyonda, 50.000 çevrim için derecelendirilmiş standart bir anahtar 30 saatten daha kısa bir çalışma süresinde “yanar”. Endüstriyel sınıf anahtarlar, endüstrinin yeni standartları olarak, yay bileşenleri için üstün bir alaşım ve yorulmayı ortadan kaldırmak için yüksek döngülere dayanacak daha dayanıklı muhafaza kullanılarak tasarlanmış ve üretilmiştir.

2. Çevre Koruma (Sızdırmazlık)

Dış mekan kullanımı, yağ buharı ve toz (ince ahşap ve tekstil tozu) sızdırmaz bir anahtar gerektirir. Endüstriyel şalterler, bir şalterin sıcaklık döngüsünün nemli havayı solumasına neden olduğu “solunum” etkisini önlemek için çeşitli sızdırmazlık seçim teknolojileri kullanır. Bu tür arızalar yalıtım arızasına veya dahili bileşenlerin paslanmasına yol açabilir.

3. İletişim Malzeme ve Yük Taşıma

Kontak metalurjisi elektrik yüküne göre belirlenir. Güç devreleri için (örneğin, doğrudan motoru 5A'e kadar kontrol eder), bir arkın ısısına dayanmak için Gümüş Alaşımlı kontaklar gereklidir. Buna karşılık, mantık seviyesi devrelerinde (PLC -> 24VDC/5mA), ark deşarjı oksit oluşturacağından bu kontaklar önerilmez. Bu düşük voltajlı durumlarda endüstri standardı, sinyal bütünlüğü spesifikasyonlarını karşılayan Altın kaplama kontaklar veya çatallı çapraz çubuk kontaklar kullanmaktır.

4. Hassasiyet ve Tekrarlanabilirlik

Otomasyonda anahtar, algılama elemanıdır. Tekrarlanabilirlik ölçütlerden biridir - anahtarlama noktasının zaman içinde ne kadar tutarlı olduğu. Endüstriyel bir anahtar söz konusu olduğunda, Hareket üzerindeki bu zaman farkına diferansiyel Hareket Toleransı denir ve daha sıkı olmalıdır. Bir anahtarın robotik bir kola durması için sinyal vermesi gerekiyorsa, anahtarlama noktasındaki 0,5 mm'lik (veya daha fazla) bir farklılığın durdurulması, zaman içinde planlanmamış bir mekanik çarpışmaya neden olacaktır. Endüstriyel anahtar tasarımları, bileşenin kullanım ömrü boyunca Çalışma Kuvveti (OF) ve Serbest Bırakma Kuvvetinin (RF) aynı aralıkta kalacağı güvencesiyle gerçekleştirilir.

Sonuç

Mikro şalterlerin seçilmesi her zaman elektronik bileşenin maliyetinin nihai ürünün sahada arızalanma riskine karşı tartılmasına bağlıdır. Anında harekete geçen sistemler norm haline gelmiş olsa da, aktüatör tipi, devre, mantık ve muhafaza contalarının kendine has özellikleri karmaşık bir seçim matrisine yol açar. Ticari amaçlar için, mekanik ve çevresel etkileri yöneten özellikleri, özellikle de anahtarların en büyük aşırı hareket özelliklerini vurgulayan özellikleri göz ardı etmek artık bir seçenek olmaktan çıkmıştır. Anahtarların yüksek çevrim ömrüne sahip endüstriyel sınıf bileşenlerin seçilmesi, komple bir sistem arızası riskini azaltmanın temel bir yoludur.

1986'dan beri, OMCH bir lider elektronik bileşen tedarikçisi Endüstriyel otomasyon sektöründe, basit emtia üretiminden ziyade istikrar ve sertifikasyona öncelik veren çözümler. Pimli pistonlardan menteşe makaralı kola kadar uzanan kapsamlı bir portföy sunarak çeşitli mühendislik ihtiyaçları için tek elden tedarik sağlıyoruz. Zorlu ortamlar için tasarlanan anahtarlarımız, sağlam IP65/IP67 koruma dereceleriyle tutarlı elektriksel uzun ömürlülük sunar. Her ünite CE, CCC ve RoHS sertifikalarına sahiptir ve IEC standartlarına tamamen uygundur, küresel uygulamalar için tavizsiz güvenilirlik sağlar.

Ayrıntılı veri sayfalarına, belirli yük parametrelerine veya farklı mikro anahtar türlerini otomasyon ekipmanınıza entegre etme konusunda rehberliğe ihtiyacınız varsa, sizi OMCH kataloğu veya mühendislik destek ekibimizle iletişime geçin kesin bir danışma için.