آشنایی با سوئیچ و میکرو سوئیچ

به طور حتم بارهای با واژه های سوئیچ و میکرو سوئیچ برخورد کرده اید.بر روی مادربردها،ماوس،کیبورد و صدها قطعه و برد الکترونیکی دیگر،شاهد استفاده از این قطعات هستیم.در مطلب زیر به طور ساده و روان به توضیح این دو قطعه می پردازیم.با ما همراه باشید.

میکرو سوئیچ

نخستین میکروسوییچ توسط فردی به نام پیتر مک‌گل در سال ۱۹۳۲ میلادی در فریپورت، ایلینویز ابداع شد. مک‌گل در آن زمان یکی از کارمندان شرکت باتری‌سازی برگس بود. او در سال ۱۹۳۷ یک شرکت با عنوان میکروسوییچ بنیان نهاد. از آن زمان تا کنون نام تجاری میکروسوییچ برای اشاره به این نوع از سوییچ‌ها رایج شده‌است و شرکت‌های زیاد دیگری هم به تولید آن می‌پردازند.

میکروسوییچ گونه‌ای از کلید است که با فشار فیزیکی بسیار کوچکی تحریک می‌شود. عمل کلیدزنی در وضعیت‌های مشخصی از محرک اتفاق می‌افتد. استفاده از میکروسوییچ‌ها به علت هزینه پایینشان و عمر مفید بالا (بیش از ۱ میلیون چرخه و در مدل‌های پرکار تا ۱۰ میلیون چرخه) بسیار رایج است. تمایز اصلی میکروسوییچ‌ها از دیگر ابزارهای کلیدزنی این است که در میکروسوییچ جابجایی‌های کوچک محرک که بر دکمه میکروسوییچ اعمال می‌شود، باعث جابجایی به‌نسبت زیاد کنتاکت‌های الکتریکی میکروسوییچ خواهد شد که —فارغ از سرعت محرک— سرعت زیادی دارد. بیشتر طراحی‌های موفق از پدیده پسماند نیز بهره می‌برند، بدین معنی که حرکت کوچک محرک در جهت معکوس برای بازگرداندن کنتاکت‌ها به حالت نخست کافی نخواهد بود و محرک باید به اندازه قابل توجهی در جهت عکس حرکت کند.

کاربرد میکروسوییچ‌ها بسیار گسترده و مختلف است، از کاربردهای رایج میکروسوییچ‌ها می‌توان به اینترلاک درهای دستگاه مایکروویو، کلیدهای تشخیص طبقه و ایمنی در آسانسورها، دستگاه‌های سکه‌ای، یا تشخیص جمع‌شدگی کاغذ در دستگاه‌های کپی،استفاده در ماوس و کیبورد،استفاده بر روی مادربردها به منظور سوئیچ سریع بر یک مود دیگر و… اشاره کرد. هرچند میکروسوییچ‌هایی وجود دارند که می‌توانند موتورهای کوچک، لامپ‌ها و سیم‌پیچ‌ها را مستقیم قطع و وصل کنند اما معمولاً جریان نامی میکروسوییچ‌ها در حد مدارهای فرمان است.

کلید یا سوئیچ های آنالوگ

اساس هر کلید مکانیکی را، دو قطعه رسانا (فلزی) تشکیل می‌دهد که با اتصال آن دو مدار وصل و با جداشدن آنها مدار قطع می‌شود. به این دو قطعه، کنتاکت گفته می‌شود. این قطعات باید در برابر خوردگی مقاوم باشند. چرا که اغلب فلزات به سادگی دچار اکسایش و کاهش شده و این موضوع عملکرد صحیح کلید را متوقف می‌کند. کنتاکت، نه تنها باید رسانا بوده و در برابر خوردگی مقاوم باشند، بلکه باید دارای سختی مناسب برای پیشگیری از سایش و مقاومت مکانیکی کافی باشند

در کلیدها معمولا علاوه بر کنتاکت‌ها، بخشی وجود دارد که در دسترس کاربر بوده و کنتاکت را به حرکت در می‌آورد. وجود این بخش باعث می‌شود تا کاربر مستقیماً با کنتاکت تماس نداشته باشد. این بخش می‌تواند بسته به کاربرد کلید، شکل‌های گوناگون داشته باشد. اگر توان الکتریکی و یا پتانسیل الکتریکی جریان عبوری از کلید، از حدی بیشتر باشد، در هنگام قطع و وصل جریان، میان دو کنتاکت قوس الکتریکی برقرار می‌شود. این قوس الکتریکی باعث ایجاد حرارت بسیار زیادی در محل اتصال کنتاکت‌ها شده و باعث ذوب جزئی (خال زدن) آنها می‌شود. اثر مخرب ولتاژ بالا در ایجاد قوس الکتریکی، از اثر توان الکتریکی نیز بیشتر است.البته در زمان اتصال کوتاه نیز دقیقا چنین اتفاقی روی می دهد.

یک روش موثر برای مقابله با ایجاد قوس الکتریکی در کلید به هنگام قطع یا وصل مدار، سرعت بخشیدن به عمل قطع و وصل است. به همین منظور در بسیاری از کلیدها، از یک قطعه فنر استفاده می‌شود. وظیفه فنر در کلید آن است که یک پایان سریع برای عمل قطع یا وصل رقم بزند. به این ترتیب، مدت زمانی که فاصله کنتاکت‌ها کم است و قابلیت ایجاد قوس الکتریکی وجود دارد به حداقل می‌رسد. از دیگر روشهای جلوگیری از ایجاد قوس الکتریکی، استفاده از تیغه‌های عایق (سرامیکی) میان کنتاکت‌ها است. این روش باعث می‌شود که قوس الکتریکی مجبور به طی کردن مسافت بیشتری باشد. در کلیدهای ولتاژ بالا کنتاکت‌ها در روغن نگه داری می‌شوند. زیرا روغن برای ایجاد قوس الکتریکی الکترولیت مناسبی به شمار نمی‌رود. به این کلیدها کلید روغنی گفته می‌شود. در شرایط خاصی ممکن است از خلاء نیز برای جلوگیری از ایجاد یون‌ها و قوس الکتریکی استفاده شود.