Что такое выключатель-кнопка? Способы его применения.
Для того, чтоб Вы смогли безошибочно определить, нуждаетесь ли Вы в кнопочном выключателе, мы решили описать все его способы применения и схемы подключения.
Большинство производителей сейчас добавили в свои серии электроустановочных изделий кнопочные выключатели, и их стоимость не отличается от обычных выключателей. Главное «бытовое» отличие выключателя-кнопки в том, что поверхность, которую нажимают (будь это именно кнопочка или обычная клавиша), возвращается в исходное положение. То есть, если у обычного выключателя есть «верхнее» или «нижнее» положение, то здесь по внешнему виду не скажешь: включен прибор или нет.
Одни работают, только в момент нажатия (по способу работы, как кнопка дверного звонка), другие — как кнопка выключателя с фиксацией, то есть действие выполняется поочередно при каждом нажатии.
Сейчас чаще всего используется первый вариант: кнопка без фиксации. Такие конструкции необходимы для использования электронных систем автоматики, импульсных реле, управления «умным домом». Технологически отличие выключателя-кнопки от обычного выключателя (или переключателя) в том, что в механизме присутствует возвратная пружина. На нашем сайте Вы можете приобрести выключатели-кнопки от проверенного производителя «Экопласт». Просим Вас обратить внимание, что на клавишу нанесен рисунок «звонок», так как его часто используют как кнопку дверного звонка.
Если же Вы желаете приобрести кнопочный выключатель без рисунка на нашем сайте, советуем Вам воспользоваться механизмом выключателя и установить в него пружинку.
Также Вы можете приобрести кнопочные выключатели других производителей на нашем сайте, просто перейдя по этой ссылке — «кнопочные выключатели»
 |
Авторский материал. Копирование полностью или частично разрешено только при наличии активной (кликабельной) ссылки на эту страницу и указании источника: «сайт 220.ru».
Принцип работы и виды электрических кнопок
Кнопка по своей конструкции состоит как минимум из двух контактов, которые при нажатии замыкаются (кнопка начинает пропускать электрический ток) или размыкаются (кнопка перестает пропускать электрический ток). Когда внешнее воздействие прекращается, кнопка, в большинстве случаев, возвращается в исходное состояние благодаря встроенной пружине.
Обозначение кнопки на схеме
На электрической схеме кнопки могут обозначать как на рисунке 1. Здесь вы можете увидеть три различные обозначения кнопок. Но существуют и другие обозначения, в зависимости от ее типа.
Верхний символ обозначает кнопку с нормально разомкнутыми контактами. То есть, пока вы не нажмете на кнопку, цепь будет разомкнута и через контакты не будет проходить электрический ток.
По центру обозначение нормально замкнутой кнопки. Здесь все наоборот, пока кнопка не нажата, цепь замкнута и через кнопку проходит электрический ток.
Нижний символ обозначает двунаправленную кнопку: пока кнопка находится в нетронутом состоянии, два верхних контакта замкнуты между собой, а два нижних — разомкнуты. При нажатии верхние размыкаются (через них ток не проходит), а нижние — замыкаются (через них начинает проходить электрический ток).
Устройство кнопки
На рисунке 2 можно увидеть обычную кнопку с двумя контактами, которые замыкаются при нажатии. Справа кнопка представлена в разрезе.
А на рисунке 3 можно увидеть, что происходит внутри 2-х направленной кнопки при нажатии: одна пара контактов размыкается, а другая — замыкается. При отсутствии нажатия кнопка вернется в исходное положение при помощи возвратной пружины.
Типы электрических кнопок
Маркировка кнопок, которая указывает на количество пар контактов (полюсов) и количество направлений, такая же как и у переключателей. Вот некоторые из них:
- SPST (или 1P1T ) — это однополюсная кнопка на одно направление;
- DPST (или 2P1T ) — это двухполюсная кнопка на одно направление;
- SPDT (или 1P2T ) — это однополюсная кнопка на два направления;
- 3PST (или 3P1T ) — это трехполюсная кнопка на одно направление.
Единственное отличие то, что у переключателей может быть центральное положение, а у кнопок — нет (хотя не у всех).
По типу герметизации кнопки можно разделить на:
- герметизированные
- негерметизированные
В герметизированныех кнопках осуществлена защита от попадания воды, пыли и тому подобное. Из-за этого увеличивается ее цена, но продлевается долговечность.
Алгоритм работы кнопок
Мы знаем, что кнопки могут быть как на размыкание, так и на замыкание ее контактов. Так а как узнать алгоритм ее работы? Один из способов это заглянуть в даташит. Пример из даташита можно увидеть на рисунке 4. Здесь представлены кнопки серии PBS:
Если одно из состояний кнопки находится в круглые скобки, то это значит, что это состояние наступит при нажатии. Если кто не в курсе, то OFF — это выключено, ON — это включено.
- OFF — (ON) или (ON) — OFF — этот алгоритм говорит нам, что пока мы не трогаем кнопку, контакты разомкнуты (OFF, выключено). Как только мы нажмем на нее, контакты замыкаются (ON, включено).
- ON — (OFF) или (OFF) — ON — здесь все наоборот. Пока нет нажатия — контакты замкнуты (ON, включено), если произойдет нажатие, то контакты разомкнутся (OFF, выключено).
- ON — (ON) или (ON) — ON — это алгоритм для работы кнопок с двумя направлениями. Здесь одна пара контактов нормально замкнута, а другая — нормально разомкнута. При нажатии первая пара размыкается, а другая — замыкается. Обозначение такой кнопки можно увидеть на рисунке 1 снизу, а ее устройство — на рисунке 3.
Стоит еще упомянуть об обозначениях NO и NC , которые можно встретить у однонаправленных кнопок.
NC (или Normally Closed, или НЗ, или Нормально Замкнутый) — обозначает нормально замкнутую кнопку. То бишь, когда нажатия нет — контакты замкнуты и через кнопку проходит электрический ток.
NO (или Normally Open, или НР, или Нормально Разомкнутый) — обозначает нормально разомкнутую кнопку. То бишь, когда нажатия нет — контакты разомкнуты и через кнопку не проходит электрический ток.
Характеристики кнопок
При выборе кнопок следует обращать внимание не только на алгоритм ее работы, но и на характеристики: рабочий ток и напряжение. Значения для тока могут варьироваться от нескольких миллиампер до десятков ампер и выше. На некоторых кнопках эти значения указываются на корпусах.
Предупреждение
Имейте в виду, что значение тока для переменного и постоянного напряжения может отличаться.
Способы монтажа
Способ установки кнопки будет зависеть от ее вида.
Одни кнопки устанавливаются в отверстия на печатной плате или корпусе и фиксируются с помощью гайки. Такую кнопку можно увидеть на рисунке 1 и 7.
Другие могут иметь по бокам пластиковые защелки. Они просто вставляются в отверстие и защелкиваются. Такую кнопку можно увидеть на рисунке 4 снизу.
Третьи запаиваются непосредственно на печатной плате.
Виды электрических кнопок
Тактильная кнопка (или тактильный переключатель)
Невзирая на то что этот вид называется переключателем, мы его называем кнопкой. Этот вид кнопок имеет относительно малые размеры и предназначен для установки на печатные платы с помощью пайки. Такие кнопки удобно использовать при сборке электронной схемы на макетной плате. В большинстве случаев они представляют собой однополюсное устройство с одним направлением, несмотря на то, что у некоторых кнопок по 4 вывода. В таком случае пара выводов идет на один контакт (рисунок 5).
На рисунке 6 можно увидеть 6 разновидностей тактильных переключателей.
Кнопка с фиксацией
Кнопки с фиксацией содержат храповой механизм, который делает поворот при каждом нажатии: при первом — контакты замыкаются и кнопка фиксируется в нажатом положении, при втором нажатии — контакты размыкаются и кнопка возвращается в не нажатое положение.
Аварийная кнопка с фиксацией
Кнопка аварийного отключения (или кнопка-грибок) служит для обесточивания устройства или целой электронной системы при возникновении такой необходимости. По своему типу — она является кнопкой с нормально замкнутыми контактами. При нажатии она делает поворот и надежно фиксируется в нажатом положении, при этом контакты разъединяются, отключая питание устройства. Чтобы вернуть в исходное состояние, нужно «грибок» повернуть против часовой стрелки и потянуть на себя.
Микропереключатель с кнопкой
Микропереключатель относится к семейству переключателей. Но дело в том, что есть вариант такого переключателя с кнопкой. Так что имейте в виду, что если нужно чтобы кнопка сработала очень быстро, то можно использовать именно его. Они довольно надежны и выдерживают ток порядка 5 ампер. Внешний вид микропереключателя с кнопкой на рисунке 9.
Зависимые кнопки (или селективные кнопки)
В некоторых источниках встречается такое понятие как селективные кнопки. Раньше такие кнопки можно было встретить в магнитофонах. Сейчас, например, их можно найти в вентиляторах. Между собой кнопки соединяются механически. Суть работы их в следующем: если вы нажмете первую кнопку, то она фиксируется в состоянии ВКЛ. После этого если вы нажмете другую кнопку, то она тоже зафиксируется в положении ВКЛ, а вот первая нажатая механически высвобождается (вернется в положение ВЫКЛ).
Кнопочная клавиатура
Цифровые клавиатуры представляют собой платы, на которых установлены кнопки OFF-(ON) различного количества: например, 6, 8, 9, 12 или 16 штук. Также на платах устанавливают «гребенки» с выводами или разъем для подключения шлейфа.
В некоторых платах каждая кнопка выводится на отдельный вывод, что делает устройство более громоздким. Например, если подключать клавиатуру 4х2 к микроконтроллеру, то потребуется задействовать 8 пинов микроконтроллера для их обработки. Такая клавиатура показана на рисунке 11.
Но в большинстве случаев при подключении кнопок используется матричное кодирование — это когда кнопки между собой подключаются в строки и столбцы (рисунок 12).
Для информации
Более подробно как работает матричное кодирование можно узнать в этой статье.
Что такое переключатель
Переключатель — это механическое устройство, которое прерывает или перенаправляет электрический ток внутри цепи. Он состоит как минимум из двух контактов, которые при этом замкнуты (электрический ток протекает) или разомкнуты (электрический ток не протекает).
Принцип работы переключателя
Два переключателя ползункового типа показаны на рисунке 2. Переключатель на рис. 2а действует как выключатель, тогда как переключатель на рис. 2б действует как отклонитель.
Когда рычаг перемещается вправо, металлическая полоска перекрывает зазор между двумя контактами переключателя, тем самым позволяя протекать току. Когда рычаг перемещается влево, мост разрушается, и ток не течет.
При перемещении рычага вверх между контактами a и b образуется токопроводящая перемычка. Когда рычаг нажимается вниз, токопроводящая перемычка перемещается в положение, в котором ток может протекать между контактами a и c.
Другие типы переключателей, такие как кнопочные переключатели, поворотные переключатели, магнитные герконовые переключатели и т.д., работают немного иначе, чем ползунковые переключатели. Например, в герконовом переключателе используются два тонких листообразных металлических контакта, которые могут быть прижаты друг к другу магнитным полем. Этот переключатель, а также ряд других переключателей будут рассмотрены далее в этом статье.
Описание переключателей
Переключатель характеризуется количеством полюсов и количеством позиций.
Полюс представляет собой контакт (например, контакт а на рис. 2б).
Позиция представляет конкретное соединение контакт-контакт, (например, соединение между контактами a и b или соединение между контактом a и контактом c на рис. 2б).
В терминах описания переключателя используется следующий формат:
XPYT , где X — количество полюсов, Y — количество позиций (например, 3P6T).
При указании количества полюсов и количества позиций необходимо соблюдать соглашение:
Когда количество полюсов или количество позиций равно 1, используется буква S , которая означает “одиночный”. Когда количество полюсов или количество позиций равно 2, используется буква D , которая означает “двойной”. Когда количество полюсов или количество позиций превышает 2, используются целые числа, такие как 3, 4 или 5. Вот несколько примеров: SPST, SPDT, DPST, DPDT, DP3T и 3P6T.
Переключатель, показанный на рис. 2a, представляет собой однополюсный однопозиционный переключатель (SPST), тогда как переключатель на рис. 2б представляет собой однополюсный двухпозиционный переключатель (SPDT).
Следует отметить две важные особенности переключателей: имеет ли переключатель мгновенное контактное действие и имеет ли переключатель центральное выключенное положение.
Выключатели с мгновенным контактом, к которым относятся в основном кнопочные выключатели, используются, когда необходимо лишь кратковременно разомкнуть или замкнуть соединение.
Переключатели с мгновенным контактом бывают либо нормально замкнутыми (NC или НЗ), либо нормально разомкнутыми (NO или НО).
Нормально замкнутый кнопочный выключатель действует как замкнутая цепь (пропускает ток), если его не трогать.
Нормально разомкнутый кнопочный выключатель действует как разомкнутая цепь (не пропускает ток), если его не трогать.
Центральные положения выключателей имеют дополнительное положение “выкл.”, расположенное между двумя положениями “вкл.”.
Важно отметить, что не все выключатели имеют функции отключения по центру или мгновенного контакта — эти функции должны быть указаны.
Виды переключателей
Тумблер
Кнопочный переключатель
Микропереключатель (щелчковый)
Поворотный переключатель
Магнитный герконовый переключатель
Герконовый переключатель состоит из двух близко расположенных листовидных контактов, которые заключены в герметичный контейнер. Когда поблизости создается магнитное поле, два контакта соединяются (если это нормально разомкнутый геркон) или раздвигаются (если это нормально замкнутый геркон).
Переключатели с двоичным кодом
Эти переключатели используются для кодирования цифровой информации. Механизм внутри переключателя будет “устанавливать” или “разрывать” соединения между парами в зависимости от положения циферблата на лицевой стороне переключателя. В приведенной ниже таблице показано, как работают эти переключатели:
| Позиция | Код | |||
|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 4 | 8 | |
| 0 | ||||
| 1 | • | |||
| 2 | • | |||
| 3 | • | • | ||
| 4 | • | |||
| 5 | • | • | ||
| 6 | • | • | ||
| 7 | • | • | • | |
| 8 | • | |||
| 9 | • | • | ||
| A | • | • | ||
| B | • | • | • | |
| C | • | • | ||
| D | • | • | • | |
| E | • | • | • | |
| F | • | • | • | • |
DIP-переключатели
DIP (“dual-inline package”) означает корпус с двухрядным расположением выводов. Геометрия выводов этого переключателя позволяет размещать его в гнездах микросхем, которые могут быть подключены непосредственно к печатной плате.
Ртутный переключатель
Этот тип переключателя используется в качестве датчика уровня. В нормально замкнутом ртутном переключателе положение “включено” соответствует позиции, когда он ориентирован вертикально (жидкая ртуть соприкасается с обоими контактами переключателя). Однако, когда переключатель наклонен, ртуть сместится, тем самым разорвав токопроводящий путь.
Кнопочные выключатели
Кнопочные выключатели предназначаются для использования в электрических цепях с переменным током при напряжении до 380В. Выключатели данного типа по способу управления светом делятся на:
- поворотные;
- нажимные;
- комбинированные (в них для выполнения действия нужно: нажимать – включение освещения, поворачивать – управлять уровнем освещенности).
Сферы применения кнопочных выключателей
Чаще всего выключатель кнопочный, цена которого сопоставима со стоимостью обычных клавишных постов управления освещением, используется в передвижных осветительных приборах и бытовой техники. Есть достаточно много моделей, например legrand кнопочный выключатель, предназначенных для управления основным освещением в помещениях. Как правило, они выглядят, как аккуратные клавиши-кнопки. Такие модели отлично подходят для проходных и перекрестных выключателей, поскольку при каждом переключении клавиша пружиной перемещается в исходное состояние.
Особенности дизайна кнопочных выключателей
Выбирать бытовой кнопочный выключатель с фиксацией или без нее, в первую очередь стоит людям, тяготеющим к классическому стилю интерьера с элементами ретро. В целом же, по разнообразию цветов, форм и дизайна, такие органы управления мало в чем уступают клавишным. Можно без проблем подобрать выключатель кнопочный с подсветкой или без нее, найти изделие в стиле ретро, модерн и проч.
Подключение кнопочного выключателя
Принципиальная схема кнопочного выключателя довольно проста. Основные его узлы, это:
- неподвижные контакты;
- специальный контактный мостик, снабженный подвижными контактами;
- пружина для возврата мостика.
Принцип подключения тот же, что и для клавишных выключателей: размыкание/замыкание фазы.