Wat is een SWITCH ? Schakelaar is niets anders dan een apparaat dat wordt gebruikt om de apparatuur AAN en UIT te zetten. Hoogstwaarschijnlijk is deze apparatuur elektrische apparatuur zoals een ventilator, tv enz. Om stroom uit een circuit te laten stromen, moet er een kort pad (lus) zijn. Als de schakelaar UIT is, betekent dit dat het circuit open is en dat er geen stroom door de geleider kan stromen en dat de apparatuur spanningsloos is (UIT-toestand). Om het energie te geven, moeten we de schakelaar AAN zetten, het maakt een compleet circuit en sluit het pad. Er kan dus stroom door de apparatuur stromen en deze kan AAN gaan. De functie van de schakelaar is dus om het circuit te maken (schakelaar is AAN) en te breken (schakelaar is UIT).
Bij de engineering van besturingssystemen spelen schakelaars een belangrijke rol. Er zijn hoofdzakelijk twee soorten schakelaars: mechanische schakelaar en elektrische schakelaar. Mechanische schakelaars vereisen fysiek of handmatig contact met schakelaar voor bediening. Elektrische schakelaars vereisen geen fysiek of handmatig contact, het heeft de mogelijkheid om te werken. Elektrische schakelaars werken onder invloed van halfgeleiders.
Mechanische schakelaars:
Mechanische schakelaars worden verder ingedeeld in verschillende soorten schakelaars op basis van het aantal polen en doorgangen. Polen betekent het aantal ingangscircuits (stroomcircuit) dat beschikbaar is voor de schakelaar. Gooit betekent het aantal uitgangscircuits (aantal paden waarin stroom kan stromen) dat beschikbaar is voor de schakelaar.
- Enkelpolige enkele worp (SPST)
- Enkelpolige dubbele worp (SPDT)
- Dubbelpolige enkele worp (DPST)
- Dubbelpolige dubbele worp (DPDT)
- Twee palen zes worp (2P6T)
- Momentbedieningsschakelaar / Momentbedieningsschakelaar
- Druk op de knop
- Drukschakelaar
- Temperatuur schakelaar
- Tuimelschakelaar
- draaischakelaar
Bij een mechanische schakelaar raken twee metalen platen elkaar om het circuit te voltooien zodat de stroom kan stromen en van elkaar te scheiden om het circuit te openen zodat de stroom kan onderbreken.
1) Enkelpolige enkele worp (SPST): deze schakelaar bestaat uit twee terminals; één ingangsklem staat bekend als pool en één uitgangsklem staat bekend als worp. De naam van deze schakelaar is dus enkelpolige enkele worp. Deze schakelaar is het eenvoudigste voorbeeld van een schakelaar. Over het algemeen betekent deze schakelaar die in een enkele lus wordt gebruikt, dat het circuit slechts één gesloten pad hoeft te besturen. Het symbool van een eenpolige enkelschakelaar is zoals weergegeven in figuur 1a. Deze schakelaar is in serie geschakeld met de apparatuur, bron of elementen zoals weergegeven in figuur 1b.
2) Enkelpolige dubbele worp (SPDT): deze schakelaar bestaat uit drie terminals; een ingangsklem (pool) en twee uitgangsklemmen (worp) zoals weergegeven in figuur 2a. Door deze schakelaar te gebruiken, kunnen we stroom of signaal aan twee lussen leveren, zoals weergegeven in figuur 2. Soms staat deze schakelaar bekend als keuzeschakelaar.
3) Dubbelpolige enkele worp (DPST): deze schakelaar bestaat uit vier terminals; twee ingangsklemmen (pool) en twee uitgangsklemmen (worp), zoals weergegeven in figuur-3a. Deze schakelaar lijkt erg op twee SPST-schakelaars. Beide schakelaars zijn verbonden met een enkele lever, dus beide schakelaars werken tegelijkertijd. Deze schakelaars worden gebruikt wanneer we twee circuits gedurende dezelfde tijd willen besturen, zoals weergegeven in figuur-3b.
4) Dubbelpolige dubbele worp (DPDT): deze schakelaar bestaat uit zes terminals; twee ingangsklemmen (pool) en twee klemmen voor elke pool, dus in totaal vier uitgangsklemmen (worp) zoals weergegeven in figuur 4a. De bediening van deze schakelaar is vergelijkbaar met de twee afzonderlijke SPDT-schakelaars die tegelijkertijd werken. In deze schakelaar zijn twee ingangsklemmen (pool) verbonden met één set (twee) uitgangen (worp-1) in positie 1 van schakelaar. Als we de positie van de schakelaar wijzigen, verbindt deze deze ingang met de tweede set uitgangen (klem-2) zoals weergegeven in figuur 4b. Laten we hier, zoals getoond in het voorbeeld, aannemen dat, in positie 1 als de motor met de klok mee draait, als we veranderen naar positie 2, de motor tegen de klok in zal draaien.
5) Twee polen zes worp (2P6T): deze bestaat uit veertien terminals; twee ingangsklemmen (polen) en zes klemmen voor elke pool, dus in totaal twaalf uitgangsklemmen (worp) zoals weergegeven in figuur 5a. Over het algemeen wordt dit type schakelaar gebruikt voor het omschakelen in een circuit met een gemeenschappelijke ingangsklem.
6) Kortstondige bedieningsschakelaar:
- Drukknopschakelaar: wanneer u op de schakelaar drukt, zijn de contacten van de schakelaar gesloten en wordt het circuit gesloten om de stroom te laten stromen en wanneer u de druk van de knop verwijdert, zijn de contacten van de schakelaar open en wordt het circuit verbroken. Deze schakelaar is dus een tijdelijke contactschakelaar die het circuit kan besturen door het contact te maken en te verbreken. In de drukknopschakelaar, wanneer u de druk van de schakelaar verwijdert, is er een veerinrichting om contact te openen.
- Drukschakelaar: Dit type schakelaar bestaat uit een C-vormig diafragma. Dit membraan geeft, afhankelijk van de druk, druk aan. Deze schakelaars worden gebruikt om de druk van lucht, water of olie in industriële toepassingen te detecteren. Deze schakelaar werkt wanneer de druk van het systeem toeneemt of afneemt ten opzichte van het instelpunt.
- Temperatuurschakelaar: dit type schakelaars bestaat uit temperatuurvoelers zoals RTD (weerstandstemperatuurapparaat). Deze schakelaar werkt volgens de waarde van de gemeten temperatuur.
- Tuimelschakelaar: dit type schakelaar wordt vaak gebruikt in huishoudelijke toepassingen om elektrische apparaten AAN en UIT te zetten. Het heeft een hendel waarmee we omhoog of omlaag kunnen gaan naar AAN en UIT-apparaten.
- Draaischakelaar: Dit type schakelaar wordt gebruikt om één lijn te verbinden met één van de vele lijnen. Geen van de multi-meter, kanaalkiezer, bereikkiezer meetapparaat bandkiezer in communicatieapparatuur zijn de voorbeelden van dit type schakelaar. Deze schakelaar is hetzelfde als een eenpolige meerwegschakelaar. Maar de opstelling van deze schakelaar is anders.
Elektrische schakelaars:
Elektrische schakelaars zijn niets anders dan een halfgeleiderapparaat. Deze schakelaars zijn nuttiger vanwege hun lage kosten, kleine afmetingen en betrouwbaarheid. In deze schakelaar worden halfgeleidermaterialen gebruikt zoals silicium (Si), germanium (Ge) etc. Over het algemeen wordt dit type schakelaars gebruikt in geïntegreerde schakelingen (IC's), elektrische motoraandrijvingen, HVAC-toepassingen en ook veel gebruikt als digitale uitgang (DI) van de controller.
- Relais
- Bipolaire transistor
- Voedingsdiode
- MOSFET
- IGBT
- SCR
- TRIAC
- DIAC
- GTO
1) Relais: Relais werkt volgens het principe van elektromechanisch, dus deze schakelaar wordt ook wel elektromechanische schakelaar genoemd. Als er stroom door een spoel gaat, zal er een magnetisch veld rond de spoel ontstaan. Deze hoeveelheid magnetisch veld hangt af van de hoeveelheid stroom die door de spoel gaat. Het rangschikken van contacten wordt zo gedaan dat, als de stroom wordt verhoogd met gordijnlimiet, contacten worden bekrachtigd en van positie veranderen. Soms gebruikt het relais een bi-metalen strip om de temperatuur te detecteren voor veiligheidsdoeleinden. Relais zijn verkrijgbaar in een breed scala aan spanning en stroom. In het voedingssysteem speelt relais een belangrijke rol bij het identificeren van fouten. Ook in industrieën worden relais gebruikt als beveiligingsapparaat. Bekijk hier de volledige werking van Relay.
2) Bipolaire transistor: bipolaire junctie-transistor heeft drie aansluitingen; basis, zender en verzamelaar. Transistors werken in drie regio's; afsnijding, verzadiging en actief gebied. Het symbool van de transistor is zoals weergegeven in figuur 6. Voor schakeldoeleinden wordt de actieve regio niet gebruikt. Als er voldoende stroom beschikbaar is op de basisaansluiting, gaat de transistor het verzadigingsgebied binnen en stroomt de stroom door het collector-emitterpad en werkt de transistor als een AAN-schakelaar. Als de basisstroom niet voldoende is, is het circuit open en kan er geen stroom door de collector-emitter stromen en gaat de transistor het afsnijgebied binnen. In dit gebied fungeert de transistor als UIT-schakelaar. Transistor wordt gebruikt als versterker in elektronicatoepassingen en het wordt ook gebruikt om een poort zoals EN te maken, NIET in digitale schakelingen en transistor wordt ook gebruikt als schakelapparaat in geïntegreerde schakelingen.Transistors zijn niet nuttig in toepassingen met een hoog vermogen omdat ze meer weerstandsverlies hebben in vergelijking met MOSFET.
3) Power diode: Power diode heeft twee terminals; anode en kathode. Diode bestaat uit halfgeleidermateriaal van het p- en n-type en maakt een pn-overgang, die bekend staat als diode. Het symbool van de vermogensdiode is zoals weergegeven in afbeelding 7. Wanneer de diode in voorwaartse voorspanning staat, kan de stroom door het circuit stromen en in tegengestelde voorspanning de stroom blokkeren. Als de anode positief is ten opzichte van de kathode, is de diode in voorwaartse richting en werkt deze als een schakelaar AAN. Evenzo, als de kathode positief is ten opzichte van de anode, is de diode in tegengestelde richting en werkt deze als een schakelaar UIT. Vermogensdiodes worden gebruikt in vermogenselektronica-toepassingen zoals gelijkrichter, spanningsvermenigvuldigingscircuit en spanningsklemcircuit, enz.
4) MOSFET: MOSFET-Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor. MOSFET heeft drie terminals; poort, afvoer en bron. MOSFET werkt op twee basisvormen; Uitputtingstype en verbeteringstype. Als de gate-source-spanning (V GS) niet voldoende is, werkt MOSFET als uitputtingstype en is de uitputtingsmodus van MOSFET vergelijkbaar met de UIT-schakelaar. Als gate-source-spanning (V GS) voldoende is, werkt MOSFET als verbeteringstype en is de verbeteringsmodus van MOSFTE vergelijkbaar met AAN-schakelaar. Het schakelbereik van MOSFET is tientallen neonseconden tot een paar honderd microseconden. MOSFET gebruikt in lineaire spanningsregelaar, chopper en audio frequentie eindversterker, etc. Kijk hier voor MOSFET Circuits.
5) IGBT: IGBT-geïsoleerde poort bipolaire transistor. IGBT is een combinatie van BJT en MOSFET. IGBT heeft een hoge ingangsimpedantie en hoge schakelsnelheden (kenmerkend voor MOSFET) en een lage verzadigingsspanning (kenmerkend voor BJT). IGBT heeft drie terminals; Gate, zender en verzamelaar. IGBT kan besturen met behulp van een gate-terminal. Het kan AAN en UIT worden geschakeld door de poortterminal in en uit te schakelen. IGBT kan zowel positieve als negatieve spanning blokkeren, hetzelfde als GTO. IGBT wordt gebruikt in omvormers, tractiemotorbesturing, inductieverwarming en geschakelde voedingen.
6) SCR: SCR- Siliciumgestuurde gelijkrichter. SCR heeft drie terminals; Poort, anode en kathode. De werking van SCR is hetzelfde als die van een diode, maar SCR start geleiding wanneer deze in voorwaartse voorspanning staat (kathode is negatief en anode is positief) en een positieve klokpuls bij de poort is ook vereist. In voorwaartse voorspanning, als de klokpuls van poort nul is, wordt SCR uitgeschakeld door geforceerde commutatie en in tegengestelde voorspanning blijft SCR in de UIT-toestand, hetzelfde als de diode. SCR's worden gebruikt in motorbesturing, vermogensregelaars en het dimmen van lampen.
7) TRIAC: TRIAC is hetzelfde als twee SCR's die omgekeerd parallel zijn aangesloten met de poort verbonden. TRIAC is een bidirectioneel apparaat. TRIAC heeft drie terminals; Hoofdterminal 1 (MT), Hoofdterminal 2 (MT2) en poort. MT1- en MT2-terminals zijn verbonden met een circuit dat we willen besturen en de poort is beschikbaar voor het triggeren van een puls door positieve spanning of negatieve spanning. Wanneer de MT2-aansluiting een positieve spanning heeft ten opzichte van de MT1-aansluiting en de poort ook positief wordt getriggerd, wordt SCR-1 van TRIAC geactiveerd. Wanneer de MT1-aansluiting een positieve spanning heeft ten opzichte van de MT2-aansluiting en de poort ook positief wordt getriggerd, wordt SCR-2 van TRIAC geactiveerd. TRIAC kan worden gebruikt voor zowel AC als DC bronnen, maar over het algemeen wordt TRIAC gebruikt in AC-toepassingen zoals motorbesturing, het inschakelen van verlichting (industrieel en huishoudelijk), enz. Kijk hier voor Triac Dimmer Circuit.
8) DIAC: DIAC- Diode AC-schakelaar. DIAC heeft twee terminals. Deze schakelaar kan in beide richtingen werken. Het symbool van DIAC is zoals weergegeven in afbeelding 12. DIAC werkt in twee regio's; voorwaarts blokkeren of omgekeerd blokkeringsgebied en lawine-uitbraakgebied. Wanneer de toegepaste spanning lager is dan de doorschakelspanning, werkt DIAC in het gebied voor voorwaarts blokkeren of omgekeerd blokkeren. In deze regio fungeert DIAC als UIT-schakelaar. Wanneer de aangelegde spanning groter is dan de doorslagspanning, treedt lawinedoorslag op en fungeert DIAC als AAN-schakelaar. DIAC kan niet scherp schakelen voor laagspannings- en laagstroomtoepassingen in vergelijking met TRIAC en SCR. DIAC gebruikt bij het dimmen van licht, de regeling van de universele motor en het verwarmingscircuit.
9) Gate Turn-off Thyristor: GTO heeft drie terminals; Poort, anode en kathode. Zoals de naam doet vermoeden, kan dit apparaat worden uitgeschakeld via de poortterminal. In symbool van GTO bestaat uit twee pijlen op de poortterminal, die de bidirectionele stroom door de poortterminal laat zien. Dit apparaat kan worden ingeschakeld door een kleine positieve poortstroom toe te passen en UIT te schakelen door een negatieve puls van de poortaansluiting. GTO gebruikt in omvormers, AC- en DC-aandrijvingen, inductieverwarmer en SVC (statische VAR-compensatie). GTO kan niet worden gebruikt om inductieve belastingen uit te schakelen zonder de hulp van het snubbercircuit.
