Механический переключатель своими руками

Как сделать проходной выключатель своими руками?

Если вы установили прибор освещения в длинном коридоре и хотите, чтобы он выключался в обоих концов, вам понадобится специальный коммутатор, переключающий подачу напряжения с одного полюса на другой. Тот же принцип можно использовать если вы собрались запитать осветительный прибор при входе в комнату и у кровати или возле рабочего стола.

Тогда вы сможете отключить общее освещение уже лежа в постели или включив настольную лампу на рабочем столе. Камнем преткновения для реализации этой схемы является относительно высокая стоимость такого электрического прибора, а вам их понадобится два, поэтому куда выгоднее изготовить проходной выключатель своими руками.

Принцип работы проходного выключателя

В отличии от привычных для нас моделей двух- и одноклавишных выключателей для включения освещения, проходные коммутаторы выдают два включенных положения. Для работы схемы используются два проходных выключателя, которыми вы и оперируете работу ламп освещения.

Принципиальная схема работы такой электрической цепи приведена на рисунке ниже:

Рисунок 1: принцип действия проходного выключателя

Как видите, на схеме от электрической проводки к выключателям подключается фазный провод, а нулевой ведется напрямую к лампе или другому осветительному оборудованию. Если проследить подсоединение от распределительной коробки, то фаза подводится к вводу первого проходного выключателя. Далее двумя независимыми проводами выводы А и Б первого устройства соединяются с одноименными выводами второго коммутатора. От выходной клеммы второго выключателя фаза подается к выводу лампы. Второй вывод лампы соединяется нулевым проводом.

Разумеется, что приведенная схема подключения требует дополнительных затрат кабеля для соединения выключателей между собой, но ее функционал оправдывает их с лихвой. Из-за конструктивных особенностей такой коммутатор не разрывает цепь ни в одном из положений, поэтому правильнее его называть переключателем.

В быту, по причине использования таких коммутаторов на лестничных площадках для отключения пролетов с разных точек их еще называют маршевыми выключателями.

Если вы решили реализовать такую схему у себя дома или в офисе, но не хотите переплачивать за проходной выключатель, его можно изготовить и из более дешевого двухклавишного устройства. Далее мы рассмотрим две методики, которые позволят вам изготовить проходной выключатель своими руками.

Способ №1. Двухклавишный переключатель

Данный метод позволяет получить проходные выключатели из обычных двухклавишных моделей. Это особенно удобно, если вы не хотите тратить время на сложные изменения их конструкции или у вас нет соответствующего инструмента.

Рис. 2. Двухклавишная модель проходного выключателя

Для реализации этой модели проходного выключателя вам потребуется два двухклавишных устройства, соединительные провода и источник освещения.

Собрав все необходимое, выполните такую последовательность действий:

1. Отключите напряжение на щитке при помощи автоматического выключателя – это предотвратит поражение электротоком при монтажных работах. Будет надежнее, если одновременно вы отключите и нулевой и фазный проводник для соответствующего светильника.
2. Подключите первый из двухклавишных переключателей к фазному проводу трехжильного кабеля. Для этого отпустите клемму на выключателе и заведите туда жилу. Зажимается жила до получения надежного контакта с минимальным сопротивлением электрическому току.
3. К каждому из выходных контактов также подключите по проводу. Далее проведите их к выходным контактам второго двухклавишного выключателя.
4. От вводной клеммы второго коммутатора отведите провод к прибору освещения.

Если система освещения проводится в рамках капитального ремонта и замены всех светильников и приборов в доме, то для разводки электропитания штробятся стены. В противном случае можно обойтись наружной прокладкой в кабельном канале. В случае большой протяженности между точками переключения, проводку лучше выполнять трехжильным кабелем. Так как для промежуточного соединения проводов оптимально расходуется три провода.

Следует отметить, что вышеизложенный метод работает при одновременном переключении сразу двух клавиш, поэтому каждый раз вам нужно оперировать сразу двумя кнопками, переводя их в противоположные положения.

В противном случае логика схемы нарушиться и в следующий раз вам попросту не удастся отключить лампочку. Поэтому если другие домочадцы могут халатно относиться к подобным переключениям, лучше переделать конструкцию устройства на одноклавишный вариант.

Способ №2. Одноклавишный переключатель

Если вы беретесь переделывать двухклавишный выключатель в одноклавишный переключатель с конструктивным изменением положения клемм, желательно использовать два коммутатора одного типа или хотя бы схожие по конструкции и размеру. Обязательно обратите внимание, позволяет ли конструкция развернуть подвижную контактную группу выключателя таким образом, чтобы в первом положении они замыкали один контакт, а во втором противоположный.

Порядок изготовления проходного выключателя с одной клавишей заключается в следующем:

1. Перед выполнением монтажных работ обязательно отключите электропитание на соответствующем участке цепи. Если вы отключаете только один автомат, обязательно проверьте отсутствие напряжение индикатором.
2. Если вы собираетесь снять действующий выключатель из коробки, сначала снимите фальшпанель и удалите фиксаторы. Затем ослабьте узлы крепления в коробке, достаньте сердцевину. Открутите провода подключения и удалите коммутатор из цепи освещения.
3. Если вы используете новый выключатель, можете пропустить предыдущий пункт. Тогда сразу переходите к демонтажу электрических контактов с полимерного или керамического основания.
4. При помощи отвертки разберите устройство, отделите металлические пластины – перекидные контакты.

Рис. 3. Разберите выключатель

В зависимости от конструкции выключателя вам понадобится открутить болты, вытянуть пружины из станины или расцепить замок.

• На керамическом или полимерном основании расположены неподвижные контакты. Одни из них потребуется развернуть на 180°, чтобы при переключении клавиши замыкался второй контакт.

Рис. 4: разверните один из контактов

Но такая манипуляция возможна не на всех коммутаторах, в некоторых вариациях придется доработать контакты – припаять дополнительную шину, чтобы удлинить ламели. Поэтому в каждой модели нужно детально разобраться.

• На вводе фазного провода установите перемычку, чтобы приравнять потенциал на обеих клеммах.

Рис. 5: установите перемычку

• Ту же процедуру повторите со вторым выключателем, чтобы получились два проходных. Соберите все элементы в обратной последовательности, но вместо двух клавиш установите одну, которая по габаритам сможет свободно двигаться на имеющемся креплении.
• Установите оба переключателя в коробки под них. От выходных клемм одного подключите провода к аналогичным контактам другого. Пары контактов должны соединяться отдельными проводами.

Перед вводом в работу, желательно проверить качество замыкания при переключении. Для этого прозвоните цепь на обе пары контактов — у вас должно получиться практически нулевое сопротивление в обоих вариантах.

В противном случае клавиша одного из проходных выключателей неплотно прилегает в определенном положении, соответственно, выключатель нужно будет перебрать и устранить неполадку. Если вы планируете прокладывать проводку, актуально использовать трехжильный провод таким будет гораздо удобнее работать.

Видео идеи

Источник

Самодельный универсальный выключатель

Сегодня я хочу рассказать вам, как можно сделать самому в домашних условиях универсальный выключатель.

Предлагаю вам посмотреть сначала видео нашей поделки:

Бывает такое, что нужно проверить работает ли электрическая цепь или нет, но для проверки не хватает выключателя. В этой статье я как раз и расскажу вам, как можно сделать самому в домашних условиях и из подручных средств универсальный выключатель. Но, этот выключатель можно использовать только со слаботочными источниками энергии (батарейки, небольшие аккумуляторы и т.д., для розеток этот выключатель не подойдёт).

Мы будем работать с электричеством, поэтому будьте осторожны и соблюдайте технику безопасности при работе с электричеством.

Итак, для нашего универсального выключателя нам понадобятся:
— старый контейнер из-под помады;
— два провода;
— диэлектрик (мы будем использовать в качестве диэлектрика мягкий коврик, не пропускающий электричество);
— два металлических гвоздика со шляпками;
— батарейки и лампочка (для проверки выключателя).

Работает. Теперь я поясню принцип работы:
когда вы подсоединили проводки к схеме и крутите нижнюю часть контейнера, внутри контейнера расположены два диэлектрика с металлическими гвоздиками, и когда вы поворачиваете одну часть контейнера, то два гвоздика присоединяются друг к другу, цепь замыкается и лампочка включается.

Источник

ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ, ТУМБЛЕРЫ, КНОПКИ

Самый простой метод управления электричеством — это включение и отключение электрических цепей их замыканием-размыканием. Вот почему все радиоэлементы которые это делают, так важны в электронных схемах. Широкая категория переключателей включает в себя все электромеханические компоненты для подключения и отключения электрических цепей, в частности тумблеры, переключатели, кнопки и клавиатуры. У каждого производителя электронных компонентов можно найти множество моделей этого типа. Но какой именно выбрать для конкретных целей?

Давайте рассмотрим на типах механических переключателей управляемых вручную, а также на их параметрах и применении в электронных схемах.

Что такое переключатель

Переключатели — элементы, которые контролируют поток электрического тока в цепи, они играют ключевую роль там, где требуется взаимодействие с пользователем. Эти элементы могут находиться только в одном из двух состояний: открытом или закрытом. В разомкнутом (выключенном) состоянии переключатель представляет собой просто разомкнутую цепь. В результате цепь разорвана, препятствуя протеканию тока. Когда он замкнут (включен), переключатель действует как нормальный проводник (имеет сопротивление, индуктивность), по которому может течь электрический ток и который замыкает цепь.

Есть много типов переключателей: тумблеры, кнопки, клавиши, клавиатуры, мембраны. Каждый тип переключателя имеет набор уникальных функций, которые отличают его от других. К характерным особенностям относятся их механические параметры (способ переключения, количество управляемых цепей) и электрические (сопротивление, максимально допустимый ток, индуктивность, паразитная емкость и другие).

Метод переключения

Чтобы перейти из одного состояния переключателя в другое, необходимо выполнить какое-то физическое действие, которое заставит физическое состояние компонента измениться. Способ активации переключателя — одна из его самых отличительных особенностей. Простейшее разделение может быть выполнено на границе переключателей, активируемых человеком, и переключателей, которые используют другие силы или явления для изменения своего положения. Активация переключателя может осуществляться путем скольжения, нажатия, вытягивания, вращения или любого другого действия, чаще всего с помощью руки / пальцев. Но на рынке также есть кнопки, активируемые ногой, или специальные элементы, активируемые, например, локтем — даже для нажатия языком, предназначенный для людей с ограниченными возможностями.

Переключающие элементы, использующие физические явления отличающиеся от движения человека, могут активироваться, допустим, температурой (термостаты), давлением (реле давления), магнитным полем (герконы) и так далее. Они чаще всего используются в качестве элементов безопасности или управления в системах регулирования. Хотя механические характеристики этих типов компонентов полностью отличаются от переключателей, активируемых человеком, они описываются теми же электрическими параметрами, что и другие переключатели.

Стабильная и нестабильная кнопка

Все переключатели попадают в одну из двух категорий: мгновенные (моностабильные) или фиксированные (бистабильные). Кнопка мгновенного действия (моностабильная) — это переключатель, который не имеет стабильного положения замыкания (хотя есть также переключатели, которые замкнуты по умолчанию). Это означает, что цепь замыкается только на мгновение, пока оператор каким-то образом воздействует на переключатель, затем тот переключатель возвращается в состояние по умолчанию. Большинство переключателей называемых кнопками, относятся к категории переключателей мгновенного действия.

Есть переключатели защелкивающиеся (стабильные) кнопки, но они, по сути, представляют собой узкую группу этих элементов, поэтому, когда мы обычно говорим о кнопках, то имеем в виду именно кнопку мгновенного действия.

С другой стороны, тумблеры ведут себя так же, как выключатели света на стене — они остаются в одном состоянии, пока не переключатся в другое, в котором они затем остаются, пока действие не будет выполнено снова.

Полюса и позиции переключателей

Коммутатор должен иметь как минимум два контакта — один работает как обычный вход, другой как обычный выход, но это относится только к простейшей версии переключателя. Чаще всего у переключателя больше двух контактов. Есть вообще много различных конфигураций переключателей, которые описываются количеством цепей и положением.

1. Количество полюсов в переключателе определяет количество отдельных цепей которыми он может управлять. Однополюсный переключатель может управлять только одной цепью, а четырехполюсный может управлять четырьмя разными цепями одновременно.
2. Количество положений переключателя определяет, к скольким контактам может быть подключен каждый полюс переключателя. Например, если переключатель имеет два положения, каждая цепь (полюс) в переключателе может быть подключена к одному из двух контактов.

Зная сколько полюсов и положений у переключателя, можно более точно классифицировать его и представить его принципиальную схему (и наоборот). Обычно переключатели относятся к одной из категорий:

• однополюсные одноконтурные — SPST,
• однополюсные двухконтурные — SPDT,
• двухполюсные двухконтурные — DPDT.

Конечно есть переключатели и с большим количеством полюсов и коммутируемых цепей.

Переключатели SPST

Однополюсный, одноконтурный SPST переключатель имеет один вход и один выход, по умолчанию он может быть замкнут или разомкнут. Он используется в качестве переключателей или кнопок мгновенного действия на клавиатуре. Кулисный переключатель SPST и его принципиальная схема показаны на рисунке далее.

Переключатели SPDT

Другой распространенный тип переключателя — SPDT, который представляет собой элемент с одним полюсом, но с двумя цепями. Он имеет три контакта: один общий и два, между которыми переключается сигнал с общего контакта. SPDT идеально подходит для выбора, например, между двумя источниками питания или двумя источниками сигналов. Он позволяет легко подключить одну из двух цепей к общему элементу.

Самые простые SPDT выполнены в виде ползунковых переключателей. На рисунке показан пример ползункового переключателя со схематической диаграммой этого элемента.

Переключатели DPDT

Двухполюсный переключатель с двумя цепями — DPDT, похож на два переключателя SPDT, которые могут управлять двумя отдельными цепями, но механически связаны друг с другом и переключаются вместе. Переключатель DPDT имеет шесть контактов. На рисунке показан кулисный переключатель с такой конструкцией и его принципиальная схема.

Переключатели DPDT идеально подходят для переключения, например, симметричных сигналов или любых других, где необходимо коммутировать сразу две линии. Кроме того, такие выключатели часто используются для отключения электропитания от устройств 220 В — отключаются обе линии одновременно (фазный и нейтральный провод), поскольку обычно неизвестно на какой линии находится фаза.

Многополюсные переключатели

Переключатели с большим количеством полюсов не очень распространены, но доступны во многих удивительных конфигурациях. Они описываются аналогично однополюсным или двухполюсным выключателям / переключателям цепи, с заменой первой буквы (S или D) числовым обозначением. Так можно представить, например, переключатель 4PDT, который может управлять четырьмя отдельными цепями с двумя положениями на цепь. Пример такого переключателя вместе со схемой показан на рисунке далее.

Аналогичная ситуация и с переключателями с большим количеством позиций. Если четырехконтурный переключатель можно установить, например, в одно из четырех положений, он будет обозначен как 4P4T. Как будет выглядеть переключатель SP12T? Это может быть поворотный переключатель (типа галетный), у которого 1 полюс 12 положений.

Монтаж и механические параметры

Коммутатор можно встроить в схему разными способами. Основным делением в этом отношении является разделение на элементы для панельного монтажа и на печатной плате. Это не строгая классификация, так как есть много переключателей припаянных к печатным платам, но предназначенных для применения в панелях.

Как и большинство электронных компонентов, их можно разделить на компоненты для поверхностного монтажа (SMD) или компоненты для сквозного монтажа (THT). Элементы для сквозной сборки обычно больше, THT позволяет передавать более высокие механические нагрузки. Переключатели SMD меньше чем их аналоги THT, обычно намного ниже по высоте, занимают меньше места на печатной плате и требуют небольшого усилия для переключения.

Выключатели панельного монтажа снабжены элементами, позволяющими монтировать их в корпусе. Обычно они имеют резьбовые корпуса, которые позволяют затягивать их гайкой, но производители также используют и другие решения. Выводы адаптированы для THT, SMD или кабельной сборки.

Устойчивость к условиям окружающей среды

Панельные переключатели часто подвергаются воздействию окружающей среды. Основные угрозы для этих элементов: пыль и влага. Класс IP, присвоенный переключателю, указывает на устойчивость его к этим факторам. Степень защиты и классы IP определены в стандарте IEC 60529.

Класс IP описывается двумя числами, записанными в формате IPxy, где x — первая характеристическая цифра, обозначающая защиту от доступа внутрь корпуса, а также защиту от проникновения пыли внутрь. А y — вторая характеристическая цифра, указывающая на водонепроницаемость переключателя.

Самый низкий класс защиты IP00 означает устройство без защиты от доступа внутрь, в данном случае кнопки. Класс защиты указывает например размер тел, которые могут попасть внутрь кнопки, или защиту от пыли. В случае защиты от проникновения воды уровни защиты меняются начиная от капель воды (степень 1) до защиты от затопления мощной струей воды под давлением (100 бар при температуре 80 ° C). в соответствии с DIN 40050 (класс 9). Самый высокий класс защиты — IP69.

Так же как класс IP определяет устойчивость к пыли и влаге, класс IK определяет устойчивость элементов к механическим повреждениям, так называемую антивандальную стойкость. Стандарт IEC 62262 определяют механическое сопротивление элементов как количество энергии механического удара, которое данный элемент может выдержать без повреждений. Стандарт также определяет высоту, с которой элемент может упасть без повреждений и других механических испытаний. Деление идёт на классы от IK00 — элемент совершенно не устойчивый к механическим повреждениям, до IK10, где элемент может выдерживать удар с энергией до 20 Дж (стальной шарик весом 5 кг и радиусом 50 мм, падающий с высоты 40 см).

Электрические параметры переключателей

Основные электрические параметры переключателей это номинальное напряжение и ток, сопротивление контактов и максимально допустимое количество перемещений переключателя (операций переключения).

• Номинальное напряжение — максимальное напряжение которое может выдержать выключатель. Это определяется многими факторами, включая изоляционные материалы, расстояние открытых контактов, скорость разъединения и соображения безопасности.
• Номинальный прямой ток — максимальный постоянный ток (или переменный), который переключатель может пропускать через замкнутые контакты. Этот ток ограничивается в основном нагревом переключателя из-за потери контактного сопротивления.
• Контактное сопротивление — электрическое сопротивление через которое протекает ток в замкнутом переключателе. Поскольку контакты переключателя не являются непрерывным проводником, контактное сопротивление больше, чем у сопоставимого непрерывного проводника. Из-за этого могут возникать падения напряжения, особенно при более высоких токах.
• Количество срабатываний — расчетное максимальное количество замыканий переключателя, после которого электрические и другие параметры могут ухудшиться. Поскольку переключатель является механическим элементом, каждое его движение вызывает определенную степень износа механизмов внутри этого элемента, что приводит к ухудшению параметров переключателя.

Клавиатуры

Клавиатура — это матрица кнопок, которая чаще всего используется для ввода данных в устройство. Типичным примером является буквенно-цифровая клавиатура компьютера, которая вместе с мышью используется для управления ПК. Есть много типов клавиатур и множество технологий, по которым производят для них кнопки. Одним из наиболее распространенных типов клавиатур является мембранная клавиатура.

Она состоит из склеенных между собой тонких диэлектрических и проводящих слоев. Нажатие на поле заставляет два слоя укорачиваться соединяясь вместе, тем самым замыкая цепь кнопки. Эти типы клавиатур, помимо компактности, отличаются невысокой ценой. Но это связано с пониженным комфортом пользователя — малый ход и как правило отсутствие тактильной связи ухудшают комфорт использования. С другой стороны, механические клавиатуры, обеспечивающие заметный ход, обеспечивают гораздо больший комфорт, но они дороже и сложнее в изготовлении.

Клавиатуры можно найти на многих устройствах, особенно там где требуется ввод данных. Наиболее распространены цифровые клавиатуры, которые можно найти в электронных замках, домофонах или банкоматах. В последних часто устанавливают клавиатуры с повышенной устойчивостью к повреждениям, так называемая антивандальная защита.

Выключатели безопасности

Системы безопасности — очень важное применение переключателей или кнопок. Тут есть два основных применения — аварийные выключатели и выключатели безопасности. Они различаются способом работы и, следовательно, требованиями к механическим и электрическим параметрам. Кроме того они подчиняются ряду стандартов надежности, например, IEC 61508 или IEC 61511.

Аварийный выключатель — это предохранительный механизм, используемый для выключения устройства в аварийной ситуации, например в случае угрозы жизни или здоровью, когда его нельзя выключить обычным способом. В отличие от простого переключателя, который выключает все схемы в правильном порядке и безопасно для техники, переключатель аварийной остановки спроектирован и настроен таким образом, чтобы остановить работу как можно скорее (даже если он повредит прибор).

Кроме того, такой элемент должен эксплуатироваться просто и быстро, чтобы даже в стрессовой ситуации оператор с нарушенными исполнительными функциями или посторонний человек мог активировать его без проблем. Защитные выключатели обычно проектируются так, чтобы их легко заметил даже неподготовленный оператор или посторонний.

Большинство выключателей аварийной остановки имеют съемный защитный барьер для предотвращения случайного срабатывания (например крышка, которую необходимо поднять, или стеклянная пластина которую необходимо разбить перед выключением оборудования).

Выключатели безопасности используются для контроля положения устройств безопасности (например, дверей и створок машины). Когда дверь, защищенная таким образом, открывается, предохранительный выключатель передает сигнал на блок управления, связанный с безопасностью, который немедленно останавливает опасные функции машины. Такие переключатели используются в различных сферах, где существует опасность для человека — в станках с числовым программным управлением, заводских роботах и так далее.

Итого, переключатели и кнопки отвечают за самую основную деятельность в схеме — управление потоком электричества, они являются ключевыми элементами многих электронных устройств. Выбор подходящих моделей является ключевым аспектом обеспечения их эргономичности и эксплуатационной надежности, а также соответствующего класса безопасности для пользователей.

Источник