Nguyên tắc cơ bản của chuyển đổi

Công tắc là các thiết bị đơn giản cho phép chúng tôi bật và tắt điện trong các hệ thống điện.Chúng được sử dụng ở khắp mọi nơi, từ các công tắc ánh sáng trong nhà của chúng tôi đến các mạch phức tạp bên trong các thiết bị hiện đại.Các công tắc đã đi một chặng đường dài, từ cơ bản cơ bản đến những cái điện tử tiên tiến làm cho công nghệ ngày nay chạy trơn tru.Bài viết này sẽ xem xét các loại công tắc khác nhau, chẳng hạn như cơ học và điện tử, và giải thích những gì làm cho mỗi loại trở nên đặc biệt.Chúng tôi cũng sẽ nói về các thiết lập phổ biến như SPST, SPDT và DPDT và làm nổi bật những điều cần xem xét khi chọn công tắc phù hợp cho một công việc.Cho dù bạn là một kỹ sư, một người có sở thích, hoặc chỉ tò mò về cách mọi thứ hoạt động, việc hiểu các công tắc sẽ giúp bạn quản lý các mạch điện tốt hơn.

Danh mục

Các loại công tắc

Công tắc cơ học

Công tắc cơ học hoạt động bằng cách sử dụng các bộ phận chuyển động để tạo hoặc phá vỡ kết nối điện.Chúng là những thiết bị đơn giản mà nhiều người thấy dễ sử dụng và hiểu.Khi bạn lật công tắc đèn ở nhà, bạn đang sử dụng một công tắc cơ học.Các công tắc này được xây dựng để tồn tại và có thể hoạt động tốt trong môi trường khó khăn nơi các bộ phận điện tử có thể thất bại, chẳng hạn như ở những nơi rất nóng hoặc lạnh hoặc nơi có nhiều rung động.

Công tắc điện tử

Công tắc điện tử quản lý dòng điện mà không có bất kỳ bộ phận chuyển động nào.Họ sử dụng các vật liệu đặc biệt gọi là chất bán dẫn để hoạt động nhanh chóng và trơn tru.Một số loại công tắc điện tử phổ biến là BJT (bóng bán dẫn nối lưỡng cực), MOSFET (bóng bán dẫn hiệu ứng trường-oxit-oxide-semiancoror) và IGBT (bóng bán dẫn lưỡng cực cổng cách điện).Các công tắc này rất hữu ích trong các thiết bị cần bật và tắt nhanh chóng, như máy tính và các thiết bị hiện đại khác.

Tín hiệu điều khiển bóng bán dẫn nối lưỡng cực (BJTS) bằng cách sử dụng dòng điện.Họ có ba lớp vật liệu quản lý điện, khuếch đại tín hiệu điện nhỏ hoặc bật và tắt chúng.Điều này làm cho chúng hữu ích trong nhiều thiết bị điện tử.

Kim loại-oxide-semian-semeaductor-hiệu ứng trường bóng bán dẫn (MOSFET) điều khiển điện bằng điện áp điện.Họ tiêu thụ ít năng lượng và bật và tắt điện rất nhanh.Điều này làm cho chúng lý tưởng cho các thiết bị kỹ thuật số như máy tính và các thiết bị tương tự như radio.Họ sử dụng một điện trường để điều khiển dòng điện thông qua một kênh.

Các bóng bán dẫn lưỡng cực cổng cách điện (IGBTS) kết hợp các tính năng của BJTS và MOSFET, làm cho chúng phù hợp cho các ứng dụng công suất cao như ổ đĩa động cơ điện và bộ chuyển đổi điện.Chúng xử lý một lượng lớn điện và thường được sử dụng trong các môi trường công nghiệp.

SPST, SPDT, DPDT, và nhiều hơn nữa

• Cực và ném

Trong các công tắc điện, "cực" và "ném" là những ý tưởng đơn giản giúp chúng tôi hiểu cách các công tắc hoạt động."Poles" cho chúng tôi biết có bao nhiêu mạch riêng biệt mà một công tắc có thể điều khiển.Ví dụ, một công tắc một cực điều khiển một mạch, trong khi công tắc đôi có thể điều khiển hai mạch cùng một lúc.

"Ném" cho thấy có bao nhiêu đường dẫn khác nhau mà một công tắc có thể kết nối.Một công tắc ném đơn kết nối với chỉ một đường dẫn ở mỗi vị trí, trong khi một công tắc ném kép có thể kết nối với hai đường dẫn khác nhau, cho phép nó chuyển điện cho một trong hai tuyến đường.

Các loại công tắc phổ biến

Cực đơn ném (SPST):

Đây là loại công tắc đơn giản nhất.Nó điều khiển một mạch và kết nối với một đường dẫn, giống như một công tắc ánh sáng cơ bản.

Ném đôi cực đơn (SPDT):

Công tắc này điều khiển một mạch nhưng có thể chuyển đổi giữa hai đường dẫn khác nhau, rất hữu ích cho việc chọn giữa hai nguồn năng lượng.

Ném đơn cực (DPST):

Công tắc DPST Điều khiển hai mạch bằng một công tắc, cho phép bạn quản lý nhiều mạch cùng một lúc, nhưng chỉ với một đường dẫn trên mỗi cực.

Ném đôi cực (DPDT):

DPDT chuyển đổi điều khiển hai mạch và có thể chuyển đổi giữa hai đường dẫn cho mỗi mạch.Chúng thường được sử dụng trong các tình huống mà bạn cần đảo ngược hướng của dòng điện, như trong điều khiển động cơ.

Cấu hình phổ biến

Các công tắc điện có các thiết kế khác nhau, mỗi thiết kế được thực hiện để điều khiển các mạch điện theo những cách cụ thể.Hiểu các thiết kế này có thể giúp bạn chọn công tắc phù hợp với nhu cầu của bạn.Ở đây, chúng tôi sẽ giải thích ba loại thiết kế chuyển đổi phổ biến: SPST, SPDT và DPDT, theo thuật ngữ đơn giản, cho thấy cách chúng hoạt động và nơi bạn có thể sử dụng chúng.

SPST (ném đơn cực):

Công tắc SPST là loại công tắc đơn giản nhất.Nó có một điểm đầu vào (cực) và một điểm đầu ra (ném).Công tắc này được sử dụng để bật hoặc tắt mạch.Khi công tắc được bật "BẬT", nó đóng mạch, cho phép điện chảy qua.Khi công tắc được "tắt", nó mở mạch, dừng điện.Các công tắc SPST thường được sử dụng ở những nơi bạn chỉ cần một chức năng bật/tắt đơn giản, như công tắc đèn hoặc nút nguồn trên các thiết bị điện tử.

SPDT (ném đôi cực đơn):

Một công tắc SPDT phức tạp hơn một chút so với công tắc SPST.Nó có một điểm đầu vào và hai điểm đầu ra.Thiết kế này cho phép chuyển đổi để gửi dòng điện đến một trong hai đường dẫn khác nhau.Khi bạn lật công tắc, nó kết nối đầu vào với một trong hai đầu ra.Điều này làm cho các công tắc SPDT hữu ích trong các tình huống mà bạn cần chuyển đổi dòng điện giữa hai tùy chọn khác nhau, như chọn giữa hai nguồn năng lượng hoặc thay đổi hướng của động cơ.Ví dụ, một công tắc SPDT có thể bật đèn đỏ ở một vị trí và đèn xanh ở vị trí khác.

DPDT (Ném đôi cực gấp đôi):

Công tắc DPDT kết hợp hai công tắc SPDT thành một.Nó có thể kiểm soát hai mạch riêng biệt cùng một lúc.Công tắc này có hai điểm đầu vào và bốn điểm đầu ra.Mỗi đầu vào có thể kết nối với một trong hai đầu ra, cung cấp cho bạn hai đường dẫn riêng biệt để điện đi theo.Tính năng này cho phép chuyển đổi DPDT để điều khiển hai thiết bị hoặc mạch khác nhau với một công tắc.Các công tắc DPDT thường được sử dụng trong các tình huống mà bạn cần đảo ngược hướng của động cơ bằng cách thay đổi dòng điện.Chúng cũng có thể được sử dụng trong các hệ thống âm thanh hoặc dữ liệu để chuyển đổi giữa hai nguồn và hai đầu ra.

Các cấu hình khác

Các công tắc có thể có nhiều hơn hai cực và ném, và chúng thường được dán nhãn với các mã bao gồm các số.Ví dụ, một công tắc được dán nhãn 3P6T có ba cực và sáu lần ném.Điều này có nghĩa là công tắc có thể kết nối ba mạch khác nhau, với mỗi mạch có sáu đường dẫn đầu ra khác nhau mà nó có thể kết nối.

Trong một công tắc 3P6T, "ba cực" có nghĩa là có ba đầu vào riêng biệt.Mỗi đầu vào có thể được kết nối với một trong sáu đầu ra có thể, như được hiển thị bằng "sáu lần ném".Thiết lập này rất hữu ích trong các hệ thống điện phức tạp, nơi nhiều đường dẫn cần được điều khiển bằng một công tắc.

Để hiểu cách hoạt động của một công tắc, bạn cần biết có bao nhiêu mạch riêng biệt có thể điều khiển (cực) và có bao nhiêu đường dẫn đầu ra khác nhau mà mỗi mạch có thể kết nối với (ném).Một công tắc có nhiều cực và ném có thể được sử dụng trong các hệ thống phức tạp hơn vì nó có thể quản lý nhiều đường dẫn hơn.

Ví dụ, một công tắc 3P6T có thể có ba nguồn đầu vào khác nhau và mỗi nguồn có thể kết nối với bất kỳ trong sáu điểm đến đầu ra khác nhau.Loại thiết lập này hữu ích trong các thiết bị như thiết bị âm thanh và video, nơi bạn cần xử lý nhiều tùy chọn đầu vào và đầu ra một cách trơn tru.

Các tính năng cần xem xét khi chọn công tắc

Khi chọn công tắc, hãy nghĩ về các tính năng sau để đảm bảo nó hoạt động tốt và kéo dài một thời gian dài:

Kích cỡ

Chọn một kích thước công tắc phù hợp với mục đích của nó.Các công tắc lớn xử lý công suất cao ở những nơi như các nhà máy, trong khi các công tắc nhỏ phù hợp với không gian chặt chẽ trong các thiết bị như điện thoại.Đảm bảo kích thước hỗ trợ tải điện bắt buộc và dễ sử dụng.Ngoài ra, hãy xem xét việc tiếp xúc với bụi và độ ẩm, có thể ảnh hưởng đến thời gian chuyển đổi kéo dài.

Trạng thái mặc định

Công tắc có thể có trạng thái nghỉ khác nhau.Hầu hết các công tắc ở lại nơi bạn rời khỏi chúng, nhưng các công tắc nhất thời trở lại vị trí ban đầu của chúng khi được phát hành.Thông thường các công tắc mở (không) được "tắt" khi không được sử dụng và bật khi nhấn, như chuông cửa.Thông thường các công tắc đóng (NC) được "BẬT" khi không được sử dụng và tắt khi nhấn, giống như công tắc đèn trong tủ lạnh.

Vị trí

Số lượng vị trí Một công tắc có đề cập đến cài đặt hoặc trạng thái của nó.Nhiều vị trí hơn cho phép các cài đặt bổ sung trong một công tắc duy nhất, giúp bạn kiểm soát nhiều hơn trong các mạch phức tạp.

Tùy chọn gắn kết

Gắn qua lỗ: Điều này liên quan đến việc đặt các khách hàng tiềm năng qua các lỗ trên một bảng mạch và hàn chúng.Nó cung cấp hỗ trợ mạnh mẽ và tốt cho các bộ phận phải đối mặt với căng thẳng về thể chất, nhưng nó đòi hỏi nhiều không gian hơn.Loại gắn kết này thường được sử dụng ở những nơi có nhiều tiếng lắc, như trong ô tô và máy bay.

Công nghệ Mount Surface (SMT): Điều này liên quan đến việc đặt các bộ phận trực tiếp lên bề mặt của một bảng mạch.Nó là tốt cho các thiết kế nhỏ hơn và là phổ biến trong các thiết bị điện tử hàng ngày, nhưng nó không mạnh bằng việc gắn thông qua lỗ.

Gắn bảng điều khiển: Điều này liên quan đến việc gắn các công tắc vào bảng điều khiển phía trước của hộp hoặc vỏ bọc.Nó được sử dụng cho các công tắc cần được truy cập trực tiếp và thường xử lý việc sử dụng thường xuyên.Những công tắc này được tìm thấy trong các bảng điều khiển công nghiệp và bảng điều khiển xe hơi.

Tùy chọn truyền động: Một số công tắc được thiết kế để sử dụng với găng tay, có các nút lớn hơn để dễ dàng sử dụng ở những nơi như các nhà máy.Các công tắc khác cần các công cụ đặc biệt để bật hoặc tắt chúng, thêm an toàn và kiểm soát trong các khu vực an toàn.

Xếp hạng hiện tại và điện áp

Đảm bảo công tắc có thể xử lý dòng điện yêu cầu và điện áp một cách an toàn.Chọn một công tắc với xếp hạng phù hợp với các mức năng lượng trong dự án của bạn.Xếp hạng AC và DC là khác nhau, vì vậy hãy đảm bảo công tắc hoạt động với loại mạch của bạn để tránh quá nóng hoặc thất bại.

Các yếu tố môi trường

Xem xét công tắc có thể tránh bụi và nước tốt như thế nào, như thể hiện bằng xếp hạng IP của nó.Các công tắc sẽ có thể xử lý các rung động và tác động, đặc biệt là trong các môi trường công nghiệp.Trong các khu vực công cộng, sử dụng các công tắc chống phá hoại với vỏ và thiết kế mạnh mẽ ngăn chặn sự giả mạo để tránh thiệt hại.

Công tắc cơ học phổ biến

Công tắc cơ học là các bộ phận cơ bản trong các thiết bị điện tử cho phép mọi người điều khiển dòng điện bằng cách bật hoặc tắt nó.Các loại công tắc khác nhau được sử dụng tùy thuộc vào những gì họ cần làm, cho dù đó là trong các thiết bị gia đình, máy công nghiệp hoặc thiết bị khoa học.Hãy cùng xem xét một số loại công tắc cơ học phổ biến nhất, giải thích chúng là gì, cách chúng hoạt động và nơi bạn có thể tìm thấy chúng.

Công tắc nhúng

Công tắc DIP (Gói nội tuyến kép) là các công tắc nhỏ đi kèm theo nhóm bên trong một gói.Mỗi công tắc trong nhóm giống như một đòn bẩy nhỏ có thể bật hoặc tắt, giống như một công tắc ánh sáng và được gọi là một công tắc ném đơn cực (SPST).Các công tắc này được sử dụng cho các cài đặt không cần phải thay đổi thường xuyên và lý tưởng cho các thiết bị điện tử năng lượng thấp.Chúng đặc biệt hữu ích trong các cài đặt nơi các bộ phận nhỏ, như các khối nhảy, có thể dễ dàng bị mất.Bạn thường có thể tìm thấy các công tắc DIP trong máy tính và các thiết bị khác, nơi chúng giúp thiết lập các cấu hình hoặc tùy chọn khác nhau.

Công tắc nhúng quay

Các công tắc nhúng quay tương tự như các công tắc nhúng thông thường, nhưng chúng sử dụng cơ chế quay để chọn từ nhiều tùy chọn thay vì bật hoặc tắt công tắc.Xoay này có thể được thực hiện bằng tay hoặc với một công cụ nhỏ như tuốc nơ vít.Chúng rất tốt cho các thiết bị cần nhiều cài đặt hoặc chế độ, chẳng hạn như chọn tần số trong radio hoặc cài đặt kênh trong các thiết bị truyền thông.Thiết kế của họ cho phép họ làm việc đáng tin cậy ngay cả trong điều kiện khó khăn.

Công tắc trượt

Các công tắc trượt có một đòn bẩy nhỏ mà bạn di chuyển qua lại để mở hoặc đóng một mạch.Phong trào đơn giản này làm cho chúng dễ sử dụng và hiểu.Chúng thường được sử dụng trong các thiết bị cần xử lý nhiều năng lượng hơn các công tắc DIP có thể, chẳng hạn như trong thiết bị âm thanh, dải điện và các thiết bị điện tử khác nhau.Bởi vì chúng có thể quản lý điện áp và dòng điện cao hơn, các công tắc trượt rất linh hoạt và thường được sử dụng trong nhiều thiết bị hàng ngày.

Công tắc xúc giác

Các công tắc xúc giác là các nút nhỏ cung cấp một cú nhấp chuột đáng chú ý khi nhấn, cung cấp phản hồi cho người dùng rằng công tắc đã được kích hoạt.Các công tắc này được thiết kế để bền và có nghĩa là cho các thiết bị yêu cầu sử dụng thường xuyên.Bạn sẽ tìm thấy các công tắc xúc giác trong những thứ như bàn phím, máy tính và bảng điều khiển.Chúng thường là các công tắc nhất thời, có nghĩa là chúng chỉ ở lại miễn là bạn nhấn chúng, điều này làm cho chúng hoàn hảo cho các ứng dụng mà các hành động nhanh chóng, lặp đi lặp lại là cần thiết.

Công tắc rocker

Các công tắc rocker hoạt động bằng cách rung chuyển qua lại giữa hai vị trí, thường được sử dụng để bật hoặc tắt các thiết bị.Chúng thường được gắn trên một bảng điều khiển và có thể có đèn được tích hợp để làm cho chúng dễ nhìn và sử dụng, ngay cả trong bóng tối.Các công tắc rocker thường được sử dụng trong các thiết bị, xe hơi và máy công nghiệp vì chúng có thể xử lý nhiều năng lượng và dễ vận hành, giảm khả năng sai lầm.

Công tắc nút nhấn

Công tắc nút nhấn là các công tắc mà bạn nhấn để mở hoặc đóng mạch.Chúng có thể là tạm thời (tạm thời), có nghĩa là chúng chỉ hoạt động trong khi bị ép, hoặc chúng có thể giữ nguyên vị trí (chốt) cho đến khi được ép lại.Các nút này có nhiều hình dạng và kích thước và cũng có thể có đèn LED để cho biết chúng có bật hay tắt không.Các công tắc nút nhấn rất phổ biến và được tìm thấy trong các bảng điều khiển, điều khiển từ xa và nhiều thiết bị khác, cung cấp một cách dễ dàng và đơn giản để mọi người tương tác với máy.

Chuyển đổi công tắc

Các công tắc chuyển đổi có một đòn bẩy có thể dễ dàng lật để bật hoặc tắt một cái gì đó, làm cho chúng tốt cho các tình huống cần kiểm soát chính xác.Chúng được biết đến là người mạnh mẽ và đáng tin cậy, thường được sử dụng trong các môi trường đầy thách thức như các nhà máy và phòng thí nghiệm.Công tắc bật tắt có khả năng xử lý tải điện nặng, làm cho chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng hạng nặng.Vị trí bật/tắt rõ ràng của họ cung cấp một cách đơn giản để biết liệu thiết bị có được kích hoạt hay không.

So sánh các tùy chọn chuyển đổi

Dưới đây là bản tóm tắt so sánh các loại công tắc khác nhau dựa trên một số tính năng chính:

Kiểu	Cực/ném	Trị giá	Tuổi thọ	Xếp hạng hiện tại/điện áp	Tùy chọn gắn kết
NHÚNG	Nhiều	Thấp	Thấp	Thấp	PCB
Quay	Nhiều	Thấp	Thấp	Thấp	PCB
Cầu trượt	Đơn	Trung bình	Trung bình	Trung bình	PCB/bảng điều khiển
Xúc giác	Đơn	Thấp	Cao	Thấp	PCB
Rocker	Đơn	Trung bình	Trung bình	Trung bình	PCB/bảng điều khiển
Xô Cái nút	Đơn	Cao	Trung bình	Trung bình	PCB/bảng điều khiển
Chuyển đổi	Đơn	Cao	Trung bình	Trung bình	Bảng điều khiển

Phần kết luận

Để kết thúc, các công tắc giúp chúng tôi kiểm soát các mạch điện và có nhiều loại khác nhau cho các nhiệm vụ khác nhau.Các công tắc cơ học như nhúng và chuyển đổi được biết đến là đơn giản và đáng tin cậy, trong khi các công tắc điện tử như BJTS và MOSFET rất nhanh và hiệu quả.Biết về các cực, ném, thiết lập và các tính năng như tùy chọn lắp và xếp hạng hiện tại sẽ giúp bạn chọn công tắc phù hợp với nhu cầu của mình.Suy nghĩ về nơi và cách sử dụng các công tắc đảm bảo chúng hoạt động tốt, cho dù trong các nhà máy hay thiết bị gia đình.Bằng cách tìm hiểu về các công tắc, bạn có thể thiết kế và sửa chữa các hệ thống điện một cách hiệu quả.Khi công nghệ phát triển, những thiết bị nhỏ nhưng mạnh mẽ này sẽ tiếp tục là một phần lớn trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta.

Câu hỏi thường gặp [Câu hỏi thường gặp]

1. Nguyên tắc cơ bản của một công tắc là gì?

Một công tắc điều khiển dòng điện trong mạch bằng cách mở hoặc đóng nó.Khi công tắc được đóng lại, điện có thể chảy qua và các thiết bị điện.Khi công tắc mở, điện bị dừng và thiết bị tắt.

2. Những điều cơ bản của công tắc điện là gì?

Công tắc điện kiểm soát dòng điện bằng cách kết nối hoặc ngắt kết nối đường dẫn.Chúng có ít nhất hai bộ phận kim loại được gọi là tiếp điểm mà chạm vào để cho dòng điện hoặc tách ra để ngăn chặn nó.Các công tắc có thể là cơ học, giống như một công tắc ánh sáng bạn lật, hoặc điện tử, giống như các công tắc trong máy tính.

3. Chức năng cơ bản của các công tắc là gì?

Chức năng cơ bản của các công tắc là bật hoặc tắt các thiết bị điện.Họ làm điều này bằng cách cho phép điện chảy vào thiết bị khi bật và dừng nó khi tắt.Điều này cho phép bạn điều khiển các thiết bị dễ dàng.

4. 3 thành phần cơ bản của một công tắc là gì?

Một công tắc có ba phần chính: bộ truyền động, đó là phần bạn đẩy hoặc lật để sử dụng công tắc;Các tiếp điểm, là các bộ phận kim loại bên trong chạm hoặc riêng biệt để bắt đầu hoặc dừng điện;và các thiết bị đầu cuối, trong đó các dây kết nối với công tắc.

5. Hoạt động cơ bản của một công tắc là gì?

Một công tắc hoạt động bằng cách di chuyển bộ truyền động, kết nối hoặc ngắt kết nối các liên hệ bên trong.Khi các tiếp điểm chạm vào, mạch hoàn tất và điện chảy vào thiết bị, bật nó lên.Khi các tiếp điểm bị tách ra, mạch bị hỏng và điện dừng lại, tắt thiết bị.