بلاگ

کلید MCCBدرواقع مخفف کلمه لاتین Molded case circuit breakerاست و از اجزای وسایل حفاظ الکتریکی به شمار می آید. این کلید زمانی مورد استفاده قرار می گیرد که جریان مدار از حد مشخص شده کلید مختص مینیاتوری تجاوز کند. از دیگر مواردی که می توان به کاربرد های کلید MCCBاشاره کرد مربوط به مواقعی است که جریان مدار نیاز به تریپ های قابل تنظیم داشته باشد.

به بیان ساده تر می توان گفت از  کلید MCCB در جهت اهداف متفاوت مانند محافظت از تاسيسات روشنايي، سيم، كابل، برق صنعتي، و حتی در ماشين آلات به منظور اتصال یافتن کوتاه و همچنین در برابر بار های اضافه استفاده می گردد. در یک نگاه مقایسه ای چنین برمی آید که کلید های اتوماتیک نسبت به کلید های مینیاتوری کاربرد وسیع تری دارند.

علت این کاربرد گسترده را می توان به جهت وجود مزایایی چون مانع شدن از دو فاز شدن برق و جلوگیری از سوختن موتور ها و قابلیت بهره برداری بعد از هر بار قطع بودن دانست.

عملکرد کلید MCCBچگونه انجام می گیرد؟

 کلید MCCB برای طیف وسیعی از ولتاژها و فرکانس های دارای مقاومت  ۵۰ هرتز و ۶۰ هرتز قابلیت استفاده دارد. مهمترین تفاوتی که بین دو کلید کلید MCCB و کلید مینیاتوری MCCB وجود دارد این است که که کلید کامپکت MCCBمی تواند تا نرخ جریانی ۲۵۰۰ آمپر را داشته باشد. همچنین از نظر فیزیکی نیز حجم کلیدهای MCCB از MCB بزرگتر هستند.به طور کلی کلید MCCBدارای دو عملکرد دقیق می باشد

عملکرد کلید MCCB/ روش کار رله حرارتی

در کلید کامپوت  MCCB دو فلز قرار دارند که در تماس با یکدیگر کار می کنند. این دو فلز نسبت به تغییرات دما بسیار حساس بوده و به سرعت دچار انبساط و یا انقباض می شود. در مواقعی که دمای دستگاه به دلیل جریان بالا افزایش پیدا کند، به طور همزمان این دو فلز نیز افزایش دما خواهند داشت. افزایش دمای دو فلز تا زمانی ادامه می یابد که به دمای مد نظر برسد و جریان برق قطع شود.

از آنجایی که نوسانات دما در رله ها نیازمند سپری شدن مدت زمان طولانی تری است نباید صرفا قطع کردن جریان برق را بواسطه قطع کننده های حرارتی انجام داد زیرا به دلیل عبور جریان اضافی از دستگاه، احتمال آسیب دیدن وجود دارد

عملکرد کلید MCCB/ رله مغناطیسی

خاصیت مغناطیسی رله ها در افزایش عمر مفید دستگاه و کارایی بیشتر آن تاثیر گذار است. سیستم رله مغناطیسی به نحوی طراحی شده است که اگر در دستگاه عبور جریان اضافی وجود داشته باشد، میدان مغناطیسی طراحی گردیده در دستگاه باعث قطع جریان برق می شود.

 در یک نتیجه گیری ساده می توان گفت اگر رله های مغناطیسی و حرارتی به طور همزمان در دستگاه برقی وجود داشته باشند، قطع کردن جریان برق به سادگی انجام خواهد گرفت و دستگاه نیز عمر بیشتری خواهد داشت.

کلید MCCB دارای چه کارکردهایی هستند؟

کلید های کامپوت MCCBبه دلیل دارا بودن قابلیت تنظیم عبور جریان های بالا دارای کاربرد گسترده ای در صنعت برق هستند. مهمترین کاربرد های کلید MCCBرا می توان در موارد زیر جست و جو کرد.

کارکرد کلید MCCB/ فیدر های الکتریکی

از جمله دستگاه هایی که وجود کلید MCCB برای آنها الزامی می باشد، دستگاه های فیدر الکتریکی هستند. فیدر الکتریکی صفحه طراحی شده برای توزیع برق است که قابلیت انتقال به صفحات کوچک را دارد. به این ترتیب انتقال و جابجایی جریان برق در بین صفحات کوچک و بزرگ انجام می گیرد. به دلیل اینکه جریان زیاد برای سیستم فیدر الکتریکی خطراتی را به دنبال دارد نیاز به یک قطع کننده جریان برق که بتواند سبب قطع سریع برق شود وجود دارد

کارکرد کلید MCCB/ بانک های خازنی

به منظور به کار انداختن وسایل برقی مانند الکتروموتور ها از توان غیر مفید استفاده می شود. این توان غیر مفید از طریق بانک های خازنی به درون مدار وارد می شوند. بانک های خازنی در تامین کردن توان مدار بسیار کارایی دارد به همین دلیل کلید MCCBدر مدار تعبیه شده است که وظیفه مانع شدن از آسیب به دستگاه را برعهده دارد.

کارکرد کلید MCCB/ ژنراتور های الکتریکی

ژنراتورها یا همان تولید کننده های جریان برق مهمترین منابع توزیع برق صنعتی هستند. این ژانراتور ها در ابعاد متفاوتی ساخته می شوند و مسئولیت تامین برق در تجهیزات و تاسیسات برقی را بر عهده دارند

ساختار کلید MCCB

کنتاکت ها؛ 

کنتاکت ها یک کلید یا در یک امتداد همدیگر و یا به طور موازی با هم دیگر قرار  می گیرند. در مواقعی که کنتاکت ها در یک امتداد قرار دارند، میدان مغناطیسی شکل گرفته تاثیر زیادی بر روی هم نخواهند داشت. اما در مواردی که نحوه قرار گیری کنتاکت ها به صورت موازی است، میدان ها ی مغناطیسی بر روی یکدیگر تاثیر گذاشته و سعی می کنند تا کنتاکت ها را از هم دیگر دور نمایند. تداوم این وضعیت در جریان های ایجاد شده ناشی از اتصال کوتاه، سبب جدا شدن سریع کنتاکت ها از هم خواهد شد

جرقه گیر؛ 

 ساخت جرقه گیر به نحوی است که از چند صفحه U مانند  تشکیل شده است. این صفحات در اطراف کنتاکت قرار دارند و به محض  خاموش شدن کنتاکت ها از هم دیگر جدا می شوند، جرقه این قابلیت را دارد که به دلیل انتخاب کوتاه ترین مسیر در عبور هوا، از بین صفحات انتقال پیدا کند. در واقع جرقه کم مقاوم ترین مسیر را برای عبور مورد استفاده قرار میدهد. تقسیم جرقه به جرقه های کوچکتر در بین صفحات شده سرعت خاموش شدن جرقه را بالا می برد

قطع و وصل کننده کلید؛

 این سیستم کار قطع و وصل کلید را انجام می دهد. زمانی که کلید از وضعیت قطع به وضعیت وصل تغییر شکل می یابد، فنر با اعمال نیرو به اهرم های این سیستم باعث بسته شدن کنتاکت ها می گردد. در زمان قطع شدن  کلید، فنر برای اعمال فشار بر روی بازوی عمل کننده مورد استفاده قرار می گیرد و کنتاکت ها را باز می کند

تریپ؛ 

این بخش از کلید که به شکل دستی یا اتوماتیک دستور تریپ یا قطع کلید را تنظیم می کند، قسمت هوشمند کلید نامیده می شود و به واحد قطع یا وصل مرتبط می باشد. قسمت تریپ از رله های مختلفی مانند رله حرارتی و الکترو مغناطیسی استفاده می کند تا خطا را تشخیص دهد.

با ظهور عصر فضا، عواملی مانند وزن، اندازه، قابلیت اطمینان، پایداری و شرایط نامطلوب، عملکرد محدودیت های بی پایانی را در طراحی تجهیزات ایجاد کرده اند. همانطور که در مورد قطعات مورد استفاده در تمام تجهیزات این امر وجود دارد، مهندسان طراحی مجبور شده اند کلید مینیاتوری را در فضاهای بسیار کوچک جای دهند. در نتیجه، بسیاری از انواع سوئیچ های مینیاتوری ایجاد شده اند و به حداقل اندازه و وزن کاهش یافته اند که شباهت ظاهری کمی با کلیدهای استاندارد دهه 1940 و احتمالاً دهه 1930 دارند. این کلیدهای مینیاتوری در حال حاضر در اختیار تعدادی از تولیدکنندگان برای کاربردهای آزمایشگاهی، نمونه اولیه و تولید قرار گرفته است.

کاربرد و موارد قابل توجه در کلید مینیاتوری

کلید مینیاتوری معمولاً عملکردهای متفاوتی را انجام می دهد. بسیاری از انواع جدید و کوچک آن را برای کاربردهایی شامل پین های مدار چاپی به جای شاخه های استاندارد از نوع لحیم استفاده می کنند که باعث می شود آنها برای لحیم کاری فرو برد و استفاده از رایانه ایده آل، آماده کند. تولیدکنندگان انواع مشابه سوئیچ ضامن مینیاتوری به سبک جعبه را تولید می کنند، به استثنای Controls Corp  از آمریکا که یک خط سوئیچ ضامن استوانه ای تولید می کند.

اکثر این تولیدکنندگان انواع کلید مینیاتوری را ارائه می دهند که نیازهای مهم محیطی را برآورده می کنند و آنها را برای کاربردهای تجهیزات الکتریکی مناسب می کند. اکثر کاربران کلید مینیاتوری از این واقعیت مطلع نیستند که بسیاری از سوئیچ های مینیاتوری ضامن، جریان های غیرمعمول زیاد را علی رغم اندازه کوچک خود اداره می کنند. در بسیاری از موارد، این رتبه بندی بالاتر از سوئیچ های اندازه معمولی است.

قابلیت های جریان بالای آنها را می توان، ناشی از تلرانس های نزدیکتر و گریدهای بهتر مواد مورد استفاده در طراحی و ساخت این سوئیچ ها در مقایسه با سوئیچ های کاملاً کم هزینه دانست. اکثر تولیدکنندگان سوئیچ های مینیاتوری از مقاومت در برابر حرارت زیاد، ضربه زیاد و بیمه کردن استفاده می کنند. از تماس قطعات جامد و میله های تماس متحرک و سخت افزارهای از جنس استنلس استیل و درجه مواد پلاستیکی در عایق بندی و ساخت مورد استفاده می کنند.

با استفاده از نقره، طلا و سایر مواد عجیب و غریب به عنوان آلیاژها یا کفپوش ها، این کلیدهای مینیاتوری قادر به کنترل جریان های فوق العاده زیاد برای یک منطقه تماس کوچکتر هستند و در نتیجه مقاومت در برابر تماس با عملکرد بسیار کمتری دارند. با استفاده از موانع ولتاژ بالا در داخل و خارج، بسیاری از کلیدهای مینیاتوری جدید قادر به مقاومت در برابر ولتاژ خرابی بسیار بالاتر، علی رغم اندازه کوچکتر هستند.

کلیدهای ضامن متعارف، معمولاً 3 A در 117 ولت AC درجه بندی می شوند، در حالی که یافتن 5A معمولی با درجه بندی 117-V ac در بسیاری از مینیاتورها بسیار معمول است.عمر متوسط ​​سوئیچ ضامن مینیاتوری 100000 چرخه است و این غیر معمول نیست. در بیشتر موارد، عمر این دستگاه ها بیشتر از عمر تجهیزاتی است که در آن ساخته شده اند.

انواع موجود کلید مینیاتوری

علاوه بر ساخت یک سری سوئیچ های مینیاتوری تجاری، برخی از شرکت ها همچنین مینیاتورهای ضد آب برای ارتش، استفاده دریایی و کاربردهای خطرناک تولید می کنند و بدین ترتیب مشخصات MIL-3950 را برآورده می کنند. صنعت، اندازه کوچک آن را در 1 / 4-40 استاندارد کرده است. طیف گسترده ای از سخت افزارهای نصب تزئینی در دسترس است، از جمله نوع غیر معمول آن که یک نصب کاملاً مناسب را تشکیل می دهد. برای مقایسه، اگر یک منطقه ثابت در یک صفحه جلو موجود باشد، می توان چهار آهنگ به اندازه انواع استاندارد سوئیچ مینیاتوری ضامن داشت.

این کلیدهای مینیاتوری در حال حاضر در بسیاری از سبک های مختلف از جمله: یک، دو، سه و چهار قطب موجود است. در ضمن، مرکز کردن و تنظیمات لحظه ای دقیقاً مانند سوئیچ های استاندارد امری مهم است. علاوه بر این، یک ضامن مینیاتوری با سه موقعیت فعال در دسترس است و می تواند به عنوان سوئیچ ضامن 3 موقعیت SP استفاده شود. قبل از معرفی، عملکرد "سه موقعیت فعال" فقط با یک سوئیچ چرخشی قابل دستیابی است.

برخی از شرکت ها سوئیچ های مینیاتوری خود را با نام شرکت، شماره قطعه، نشانه هایی که موقعیت "روشن" را نشان می دهند و همچنین رتبه های جریان و ولتاژ را چاپ می کنند. ارائه این اطلاعات در چنین فضای کمی بسیار شاهکار است، اما این نیازهای دولت و صنعت را برآورده می کند.

برای پاسخگویی به نیاز روزافزون به کلیدهای مینیاتوری چند قطب، بسیاری از تولیدکنندگان ابداع سه یا چهار سوئیچ ضربه محکم را برای تشکیل یک سوئیچ چند قطبی نسبتاً جمع و جور در نظر گرفته اند. اکنون مهندسان سوئیچ مینیاتوری، نسخه بسیار کوچک تری را با حداکثر چهار قطب در یک بدنه قرار داده اند. صنعت سوئیچ مینیاتوری برای مهندسانی که ضامن استاندارد 13/32 را ترجیح می دهند یک خانواده سوئیچ غیرمعمول طراحی کرده است. به دلیل محدودیت های فضای صفحه عقب، باید از مینیاتور استفاده شود. در هر حالت، این سوئیچ ها جریان سالم را حفظ می کنند.

اخیراً، سوئیچ های مینیاتوری ضامن "اهرم قفل" ضد حادثه را برای استفاده در عملیات سوئیچینگ خطرناک، به ویژه در کنترل ماشین آلات و پانل های ابزار هواپیما، معرفی کردند. این کلیدهای قفل اهرمی، در حال حاضر در انواع تنظیمات تک و دو قطب، نگهدارنده یا مرکز خاموش موجود هستند.

نوآوری هایی که در کلیدهای ضامن مینیاتوری یافت می شود بسیار زیاد است. آنها با انواع ترمینال ها، از جمله درب، برج و انواع پین طراحی شده اند که برای کاربردهای مدار چاپی ایده آل هستند. رنگ برای عملگرهای سوئیچ های مینیاتوری مفید است. روند جدیدی که توسط صنعت کلید مینیاتوری آغاز شده است، استفاده از این کلاه های رنگی و فلورسنت برای شناسایی راحت تر و سریعتر دستگاه های عملیاتی در تجهیزات آزمایش و رایانه است. این طرح شناسایی رنگ اکنون برای کلیدهای بزرگتر به تصویب رسیده است.

• روتاری های مینیاتوری

بزرگترین تبدیل از استاندارد به مینیاتور در صنعت احتمالاً در زمینه سوئیچ دوار اتفاق افتاده است. یکی از مبتکران Daren است که برای سال های متمادی خط کاملی از سوئیچ های دوار با قطر 1/2 اینچ تولید کرده است. نه تنها اندازه چرخان ها کاهش یافته است، بلکه اوک اخیراً گروهی از سوئیچ های دوار بسیار کوچک را با قطر فقط 0.093 مهندسی کرده است. این کلیدها به طور واضح برای جوشکاری مستقیم به تراشه های مدار مجتمع و همچنین برای مدارهای کپسوله شده طراحی شده اند. چرخش مینیاتوری 1/2 با یک ویژگی توقف قابل تنظیم داخلی، به کاربر اجازه می دهد موقعیت های توقف را برای تأمین نیازهای خود تغییر دهد.

به دلیل ساختار جمع و جور موجود در مینیاتورهای دوار، گنجاندن تعداد زیادی قطب با سطح تماس مناسب دشوار است. به همین دلیل، معمولاً در مقایسه با سوئیچ های دوار اندازه استاندارد، روتاری های مینیاتوری دارای جریان پایین تر و ولتاژ پایین تر هستند. امید به زندگی بالقوه در سوئیچ های دوار بسیار متفاوت است، از 10000 تا بیش از 100000 عملکرد دارند. بسیاری از این روتاری ها به صورت تصویری در یک باند آب بندی می شوند و برخی دیگر مانند سوئیچ چرخشی جانکو مشخصات نظامی را دارند. با این حال، بسیاری از سوئیچ های دوار مینیاتوری درجه یک، وجود دارد که در حال حاضر با چندین باند ساخته می شوند.Daren، روتاری های مینیاتوری خود را به عنوان نصب "دکمه سوئیچ" در جایی که فضای پشت تابلو عالی است فراهم می کند. در این نوع نصب، سوئیچ چرخشی برای ترمینال ها فقط به 3/16 پشت پنل نیاز دارد.

کلیدهای دکمه ای مینیاتوری

دو نوع اساسی کلید دکمه ای مینیاتوری وجود دارد: ضربه محکم و ناگهانی. احتمالاً گسترده ترین نوع آن، سوئیچ دکمه ای کوچک را دارد که دارای قطر 1/2 "تا 1/4 است. نوع ضربه محکم و ناگهانی معمولاً به یک نیروی محرک منصفانه نیاز دارد که به ترتیب 16 اونس تا 60 اونس است. در مقایسه، برای انواع مختلف سوئیچ عملکرد بی صدا، فقط 3 تا 16 اونس مورد نیاز است.

امتیاز فعلی 5 تا 10 A در 117 ولت ac در سوئیچ های ضربه محکم معمول در نظر گرفته می شود. انواع عملکرد بی صدا حداکثر توان جریان حدود 1 آمپر در ولتاژ 117 ولت دارند. کلیدهای دکمه ای فشاری، به صورت معمول باز یا بسته می شوند. برخی از تولیدکنندگان نسخه های دو پرتاب 1 و 2 قطبی را تولید می کنند و یک کلید دکمه فشاری، به صورت 4 پرتوی دو قطب در بازار وجود دارد که 6 آمپر را در 117 ولت جریان هوا با استفاده از 1/2 حمل می کند. با افزایش تولید رایانه، کلید دکمه ای روشن برای ایجاد نیاز روزافزون به سوئیچ بصری ایجاد شده است.

لامپ های کوچک سری T-1 با امید به زندگی در حال حاضر به وفور یافت می شوند و اجازه داده اند که سوئیچ دکمه کوچک را در صفحه های پیچیده نصب کنید. تنوع زیاد کلیدهای دکمه ای روشن، سریعترین بخش صنعت سوئیچ را رشد می دهد. این دکمه های فشار کوچک در هر دو نسخه تک و دسته ای موجود هستند. فقط اندازه انگشت انسان امکانات کوچک سازی کلید مینیاتوری را محدود می کند.

جهت کسب اطلاعات بیشتر به سایت آژندبرق مراجعه نمایید.

شستی همانگونه که از نامش پیداست، کلیدی است که با انگشت ها و با فشار دادن فعال می شود. درحالت عادی این کلید، کلید لحظه‌ای بوده یعنی با فشار دادن دست این کلید، جریان را از خود عبور میدهد.شستی ها بسیار کاربردی هستند در برق صنعت و در اکثریت مدارهای کلاسیک شستی ها استفاده می‌شوند هر چند که در مدارهای منطق پذیر نیز شستی به کار می‌رود اما به طور محدود شستی ها نسبت به دیگر کلیدها حجم کمتری دارند و وزن سبک تری نیز دارند شستی ها عموماً به دو صورت استارت و استپ در برق صنعت یافت می‌شوند و شستی مکانیکی نیز موجود می باشد.

در واقع شستی یا پوش باتن به عنوان تجهیزات فرمان هستند که تحریک آنها با دست انجام می‌شود شستی‌ها جهت فرمان قطع و وصل مدار به کار می‌روند.معمولاً برای فرمان وصل مدار از رنگ سبز شستی با کنتاکت باز استفاده می‌شود و همچنین برای فرمان قطع مدار از رنگ قرمز و با کنتاکت بسته استفاده می‌شوند. در صورتی که از فرمان قطع و وصل در یک شستی استفاده شود به عنوان شستی استارت استوپ دوبل شناخته می‌شود.

شستی چیست؟

شستی یا شاسی وسیله‌ای برای کنترل برخی از جنبه‌های یک ماشین یا فرایند است که در بخش های مختلف مانند مدار فرمان، ماشین ابزار، تابلوهای صنعتی و … برای قطع و وصل مدار به کار می رود. دکمه فشاری یا push button معمولاً از مواد سخت مانند پلاستیک یا فلز ساخته می شود. سطح آن معمولاً صاف یا به گونه ای است که انگشتان دست به آسانی روی آن قرار گرفته و به راحتی باز و بسته می شود.

با اعمال فشار بر روی شستی، کنتاکت داخل آن تغییر وضعیت داده و فرمان اجرا می شود. با قطع این فشار کنتاکت ها به حالت اولیه باز می گردند.شستی ها در مدل ها و رنگ های مختلف و برای کاربردهای متفاوت تولید می شوند. برای جلوگیری از اشتباه اپراتور در هنگام فشار دادن شستی ها معمولاً شاسی ها بر اساس رنگ کد‌گذاری می‌شوند.

انواع شستی ها کدام اند؟

۱-شستی استارت

 شستی ای که پس از تحریک یا فشار دادن، کنتاکت قطع را وصل می کند شستی استارت نامیده می شود. به عبارتی دیگر شستی استارت در حالت عادی باز بوده با فشار دادن به صورت لحظه ای بسته می شود. در شستی استارت، با برداشتن فشار دست از روی آن کنتاکت مجدداً باز می شود در داخل شستی استارت یک فنر قرار گرفته است که موجب بازگشت آن می گردد. معمولاً رنگ شستی استارت سبز یا مشکی است.

 
۲-شستی استوپ

شستی که پس از تحریک یا فشار دادن، کنتاکت وصل را قطع می کند شستی استوپ نامیده می شود. به عبارتی دیگر شستی استوپ در حالت عادی بسته بوده با فشار دادن به صورت لحظه ای باز می گردد. در شستی استوپ، با برداشتن فشار دست از روی آن کنتاکت مجدداً بسته می شود در داخل شستی استوپ یک فنر قرار گرفته است که باعث بازگشت آن می شود، اما مدار کنتاکتور با استفاده از تیغه کمکی (کنتاکت باز( به حالت وصل باقی می ماند. اگر از کمکی استفاده نشود مدار ناپایدار می شود.

   البته وقتی که کنتاکتور وصل را به وسیله استوپ قطع کنیم، این موضوع را می توان زمانی که جریان برق شبکه قطع می شود، مشاهده کرد که چگونه مدار کنتاکتور قطع و با برقرار شدن جریان برق کنتاکتور وصل نمی شود مگر اینکه دوباره مدار را استارت کنیم. معمولاً رنگ شستی استوپ قرمز می باشد.

کاربرد شستی :

شستی کلیدی دستی در برق صنعتی است که برای کنترل دستی سیستم های الکتریکی و یا تغییراتی در وضعیت سیستم مثل راه اندازی و متوقف کردن و … به وجود آن نیاز است. کلید دستی قطعه ای است که برای تغییر وضعیت آن به طور مستقیم از نیروی دست انسان استفاده می شود.

شستی یا کلید فشاری می تواند خروجی سیگنال، الکتریکی و مکانیکی داشته باشد. این قطعه در مدار فرمان برای موارد متنوعی از جمله راه اندازی، ایجاد تغییر، رفع خطا، توقف و … کاربرد دارد.به شستی ها اصلاحا نوع برگشت پذیر اطلاق می شود. برگشت پذیر یعنی که شستی ها بعد از برداشتن نیروی دست به کمک فنر های داخلی به وضعیت اولیه بازمی گردند. البته انواع اضطراری آن ها وجود دارد که بعد از اعمال فشار، شستی قفل می شود و نیاز به آزاد کردن آن توسط دست و یا سوئیچ است.

شستی از نقطه نظر رنگ، ایمنی، چراغ، تعداد و نوع پلاتین به مدل های مختلفی دسته بندی می شوند. البته به صورت کلی در دسته ی ورودی های دیجیتال مدار فرمان، قرار می گیرند.دیجیتال بودن یک شستی به معنای این است که وضعیت مکانیکی یا پلاتین آن ها تنها دو وضعیت دارد. دو وضعیت فعال و غیر فعال، در واقع میزان کمیت های عبوری از جمله ولتاژ یا جریان را نمی تواند تغییر دهد.

در واقع شستی یا پوش باتن به‌عنوان تجهیزات فرمان هستند که تحریک آنها با دست انجام می‌شود شستی‌ها جهت فرمان قطع و وصل مدار به کار می‌روند؛ معمولاً برای فرمان وصل مدار از رنگ سبز شستی با کنتاکت باز استفاده می‌شود و همچنین برای فرمان قطع مدار از رنگ قرمز و با کنتاکت بسته استفاده می‌شوند. در صورتی که از فرمان قطع و وصل در یک شستی استفاده شود به‌عنوان شستی استارت استوپ دوبل شناخته می‌شود.

حتما با مطالعه‌ی عنوان شستی‌های بدون سیم تعجب کرده اید! با توجه به پیشرفت علم انتقال اطلاعات و فرمان به صورت بی سیم، شرکت‌های تولید کننده قطعات صنعتی برق نیز از این تکنولوژی در انواع شستی‌ها استفاده کرده اند.

چرا و در چه شرایطی از شستی بدون سیم استفاده کنیم؟

از شستی‌ها برای صدور انواع فرمان در ماشین آلات و تابلو برق‌ها استفاده می‌شود و این قطعات بسیار پر کاربرد هستند، اما آیا هیچ توجیهی برای ساخت و استفاده از شستی‌های بدون سیم وجود دارد؟در تاسیسات کوچک، انواع شستی‌ها به صورت مستقیم روی تابلو برق مونتاژ می‌شوند و سیم بندی آن‌ها در تابلو قرار می‌گیرد. به دلایل مختلف مانند بزرگ بودن ماشین آلات، قرار گرفتن اپراتور در محل دیگر، ارسال فرمان از محل مختلف و … همیشه این امکان وجود ندارد که شستی‌ها روی تابلو برق نصب شوند. برای رفع این مشکل معمولا شستی‌ها در جعبه‌های استاندارد نصب شده و توسط سیم و کابل به تابلوی کنترل اصلی متصل می‌شوند.

این کار مشکل قرار گرفتن شستی‌ها روی تابلو برق را حل می‌کند، اما مشکلات دیگری به سیستم اضافه خواهد شد. طبق استاندارد‌های صنعت برق و برای برقراری ارتباط بین شستی‌ها و تابلو‌های فرمان، ما مجاز نیستیم که سیم‌ها و کابل‌ها را بدون محافظ و بدون تجهیزات خاص روی ماشین آلات یا سطوح مختلف قرار دهیم. برای اتصال کابل به جعبه‌های استاندارد و تابلو‌ها باید از انواع گلند استفاده کرد.

با توجه به محل قرار گیری تجهیزات و برای حفاظت سیم‌ها و کابل‌ها باید از روش‌ها و تجهیزات مختلف مانند لوله‌های فولادی، لوله‌های پلاستیکی، لوله‌های خرطومی فلزی، کانال، داکت، انواع گلند و … استفاده کرد. این تجهیزات باید در تمام مسیر بین شستی‌ها و تابلو برق‌ها قرار داده شده و به صورت دوره‌ای مورد بازبینی و رفع اشکال قرار بگیرند.

در نظر داشته باشید که تمام ماشین آلات و یا محیط‌های صنعتی در شرایط عادی قرار ندارند. بسیاری از محیط‌ها در معرض خطراتی مانند آلودگی‌های میکروبی (بیمارستان ها، صنایع دارویی و تحقیقاتی)، نفوذ آب، نفوذ گرد و غبار، نفوذ ذرات و گاز‌های قابل اشتعال، حرارت بسیار بالا، حیوانات و … وجود داشته و یا اصلا امکان در نظر گرفتن مسیری برای عبور سیم‌ها و کابل‌ها وجود ندارد. این شرایط حفاظت، از سیم و کابل را سخت‌تر کرده و هزینه‌های اجرا و نگهداری را به شدت افزایش می‌دهد.

برای رفع این مشکل و کاهش هزینه ها‌ی اجرا و تغییرات بعدی می‌توان از روش انتقال فرمان به صورت بدون سیم استفاده کرد. بسیاری از تغییرات در ماشین آلات و ساختمان‌ها نیاز به ایجاد مسیر‌های جدید برای انتقال سیم‌ها و کابل‌ها دارد. حتما در ساختمان‌های زیادی وجود داکت‌ها و لوله‌های روی کار را مشاهده کرده اید. این مسیر‌ها در تغییرات بعدی و به علت عدم وجود مسیر مناسب برای عبور سیم‌ها و کابل‌ها ایجاد شده اند.

در روش انتقال فرمان به صورت بدون سیم، نیازی به احداث سیم و کابل بین ادوات فرمان مانند شستی ها، میکروسوئیچ ها، کلید‌های کششی و … نبوده و بسیاری از مشکلات حذف می‌شوند.در تمام سیستم‌های انتقال فرمان بدون سیم، علاوه بر شستی یا فرستنده، یک یا چند گیرنده، آنتن، تکرار کننده و … نیز وجود دارد که داخل تابلو برق و یا محل‌های مورد نیاز نصب و سیم بندی می‌شوند. این تجهیزات در مدل‌های مختلفی از نظر روش نصب، منبع تغذیه، نوع خروجی و … وجود دارند .

میکروسوئیچ (Micro Switch) گونه‌ای از کلید است. سوییچی برقی که توسط نیروی فیزیکی بسیار کمی تحریک می شود. یک نوع از ابزارهای کلیدزنی در صنعت برق به حساب می آید و کاربردهای بسیار متنوعی در صنعت برق دارد به طوری که ما همه روزه از قطعاتی استفاده می کنیم که میکروسوئیچ در آنها به کار گرفته شده است. میکروسوئیچ ها در واقع همان لیمیت سوئیچ در ابعاد کوچک تر  است که با کوچک ترین فشار عمل می کند. از میکرو سوئیچ برای قطع و یا وصل کردن جریان برق در مدارهای الکتریکی استفاده می شود.

میکرو سوییچ ها در دو مدل مختلف صنعتی و خانگی طراحی و تولید و به بازار عرضه می شود. از نظر کارکرد تفاوتی بین آنها وجود ندارد ولی میکروسوییچ های صنعتی عمر مفید بیشتری نسبت به میکروسوییچ های خانگی دارند و استاندارد های فنی بیشتری برای ساخت آنها باید رعایت شود. از ویژگی های مشخص میکرو سوئیچ این است که یک حرکت تقریبا کوچک در دکمه محرک، یک حرکت نسبتا بزرگ در اتصال های الکتریکی ایجاد می کند که این امر با سرعت بالا (بدون در نظر گرفتن سرعت تحریک) رخ می دهد. میکروسوئیچ ازجمله قطعاتی است که در تابلوهای کنترل به ویژه مدار فرمان کاربرد دارد.

با توجه به نوع محرک میکروسوئیچ ها به انواع مختلفی از جمله میکروسوئیچ اهرمی، میکروسوئیچ فشاری، و میکروسوئیچ غلطکی تقسیم می شود، میکروسوئیچ ها در طیف وسیعی از مصارف برق صنعتی در تنظیمات مختلف سوئیچ ، مصالح خانه سازی، عملگرها و موارد دیگر کاربرد دارد. نام دیگر آن «کلید مینیاتوری ضربه ای سریع» است.

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

 به دلیل نام کمپانیMicro ، (اولین شرکت تولید کننده ی این نوع کلید) این سوئیچ به صورت تجاری؛ «میکرو» نام گرفت. محرک این سوئیچ ها اغلب دارای یک چرخ محوری در بالای یک دکمه ی فشاری است. این سوئیچ به طور گسترده ای در برنامه های سیستم کنترل از قبیل اتصالات سوئیچ های ایمنی در آسانسورها، دستگاه های فروش و غیره مورد استفاده قرار می گیرد.

*انواع میکرو سوئیچ کدام است ؟

 با توجه به کاربرد و نوع استفاده ای که از لیمیت سوئیچ می شود، انواع میکرو سوئیچ تولید و در بازار وجود دارد. برخی از آنها یک طرفه و برخی دو طرفه است. برخی آنتن و برخی دیگر فنر، قرقره، چراغ، میله، رگلاژ، اهرم و یا غلطک دارد. تعدادی از میکرو سوئیچ‌ها به خاطر نوع کاربردی که دارند، چندین کنتاکت دارند. در برخی از آنها کنتاکت ها در خلأ و در برخی دیگر در روغن نگهداری می شوند. تولیدکنندگان مختلفی در سطح جهان مشغول تولید انواع میکروسوئیچ هستند که یکی از معتبرترین آنها اشنایدر فرانسه است. میکرو سوئیچ اشنایدر در انواع مختلف سبک، سنگین، بدنه فلزی یا پلاستیکی و اندازه های کوچک، متوسط و بزرگ عرضه می شوند. از جمله تجهیزات تولیدی این برند میکرو سوئیچ های صنعتی است، که در ایران به نام تله مکانیک معروف است تله مکانیک یکی از زیر مجموعه های شرکت اشنایدر الکتریک است.

میکرو سوئیچ اشنایدر عمر مفید بالایی دارد و از مقاومت بسیار خوبی برخوردار است و می توان از آنها در آسانسور ها، بالابرها و سایر تجهیزات و وسایلی که نیاز به عملکرد حساس و سریع دارند استفاده کرد. مدل های مختلف ارائه شده توسط این کمپانی عبارتند از: میکرو سوئیچ فشاری، میکرو سوییچ غلطکی، میکروسوییچ اهرمی، میکروسوئیچ بالابر، میکروسوئیچ تابلویی، میکرو سوییچ مغناطیسی، میکروسوییچ صلیبی و ... . 

* نحوه ی کار کرد میکروسوئیچ چگونه است؟

 یک میکرو سوئیچ (micro switch) که گاهی اوقات «کلید مینیاتور سریع (فنری)» نامیده می شود، یک نوع کلید با اتصال آنی و لحظه ای است که به طور گسترده در ابزار خودرو، صنعت و پزشکی به عنوان  سنسوراستفاده می شود.

 * کاربرد میکروسوئیچ

 میکروسوئیچ ها کاربرد وسیعی در صنعت برق دارند، استفاده از یک میکروسوئیچ می تواند خیلی کمک کار باشد و در مواقعی حتی ضروری. امروزه میکروسوئیچ در صنعت آسانسور، بالابر، رباتیک، ایمنی و تشخیص در بردهای مختلف، اتومبیل سازی، دزدگیر و غیره کاربردهای فراوانی دارد. میکرو سوئیچ ها می‌توانند حضور، غیاب، حرکت، موقعیت مکانی و یا از حرکت ایستادن یک شیء را تشخیص دهد و بر اساس آن جریان را قطع یا وصل کند. مهمترین مزیت میکروسوئیچ ها تنوع، قیمت مناسب و کاربرد وسیع است.

میکروسوئیچ هایی وجود دارند که می توانند موتورهای کوچک، لامپ ها و سیم پیچ ها را مسقیم قطع و وصل کند. هر کلید مکانیکی از دو قسمت رسانا تشکیل می شوند که با اتصال آن دو مدار وصل و با جدا شدن آنها قطع می شود. این دو قطعه  کنتاک نامیده می شود، کنتاک علاوه بر این که باید رسانا باشد و در برابر خوردگی نیز مقاومت داشته باشند باید دارای سختی متناسب برای مقابله و مقاومت مکانیکی در مقابل سایش را نیز داشته باشد.

یکی از روش های مناسب برای مقابله با ایجاد قوس الکتریکی در کلید در زمان قطع و وصل کردن افزایش سرعت به این عمل می باشد. برای افزایش سرعت در قطع و وصل کردن در بسیاری از کلیدها از فنر استفاده می شود. به این ترتیب زمانی که فاصله کنتاک ها کم است و قابلیت ایجاد قوس الکتریکی وجود دارد را به حداقل می رساند. همچنین می توان از عایق های سرامیکی برای جلوگیری از قوس الکتریکی استفاده کرد.

* حالت خاموش و روشن در میکروسوئیچ ها

 تصویر حالت NC یا حالت اتصال معمولی از یک سوئیچ را نشان می دهد. در اینجا کلید زده نشده است از این رو، تمام قسمتهای دیگر در وضعیت rest پیش فرض خود قرار دارند. بیایید مونتاژ داخلی سوئیچ را که به نیروی محرک پاسخ می دهد و وضعیت rest  که کلید را تغییر می دهد، بیابیم.

*  ساختار داخلی میکروسوئیچ ها چگونه است؟

 اجتماع ساختار داخلی: در دهانه ی پوشش پلاستیکی سوئیچ، قسمت های مختلف ساختار داخلی سوئیچ دیده می شود. این یک مونتاژ ساده است که شامل موارد زیر می شود:

 ۱- اتصال ثابت برای  دو موقعیت NC  وNO.

۲- یک اتصال متحرک

۳-  مونتاژ اتصال متحرک

4- نوار فلزی کششی

 بخش خارجی ساختار اتصال متحرک، یک نوار فلزی است که به شکل U معکوس شده است، که از سمت خودش کشیده شده است. این نوار کششی کوچک، نیروی محرک را به اتصال متحرک  انتقال می دهد و سپس آن را به حالت rest  باز می گرداند و پس از آن اعمال نیرو، از محرک برداشته می شود. این کار را مانند یک فنر انجام می دهد، این نوار فلزی  است که ضربه ی آنی و سریع  میکرو سوئیچ را ایجاد می کند.

عملگر میکروسوئیچ اغلب به صورت یک میله کج بر روی دکمه قطع و وصل آن قرار گرفته است. میکروسوئیچ کاربردهای زیادی دارد که از جمله آن می توان به قفل درها و دستگاه های اتوماتیک فروش خوراکی ها اشاره نمود. وقتی شی یا سیال در حال حرکت باشد بر روی اهرم فشار می آورد. با این فشار اهرم خم شده و بر روی دکمه قطع و وصل فشرده می شود و سوئیچ اتفاق می افتد. از لحاظ وضعیت قطع و وصل،  میکروسوئیچ  دارای سه پورت مختلف است که به سه نوع معمولی، باز و بسته تقسیم می شود. برای موارد معمول بهتر است از دو نوع  میکروسوئیچ  معمولی یا باز استفاده شود. در این حالت میکروسوئیچ  به صورت معمولی باز است و با فشار بر روی اهرم و دکمه بسته خواهد شد. تفاوتی که بین میکروسوئیچ با کلیدهای قطع و وصل عادی وجود دارد، این است که شاسی میکروسوئیچ به صورت فنری است، یعنی تا زمانی که روی آن فشار اعمال می‏شود، جریان برق را قطع یا وصل نگه می‏ دارد و در لحظه رها شدن شاسی، وضعیت به حالت اولیه خود برمی گردد. مثل زنگ آیفون، بوق خودروها و ... .

PLC  مخفف (  Programmable Logic Controller) است. آنها رایانه های صنعتی هستند که برای کنترل فرایندهای مختلف الکترو مکانیکی برای استفاده در تولید، کارخانه ها یا سایر محیط های اتوماسیون استفاده می شوند. PLC از نظر اندازه و فاکتور متفاوت است. برخی از آنها به اندازه کافی کوچک هستند که در جیب شما جای می گیرند، در حالی که برخی دیگر به اندازه کافی بزرگ هستند که برای سوار شدن به رک های سنگین خود نیاز دارند. برخی از PLC ها را می توان با هواپیماها و ماژول های عملکردی متناسب با انواع مختلف کاربردهای صنعتی سفارشی کرد.

عملکرد های مهم  PLC :

PLC  به طور گسترده ای در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد، زیرا سریع هستند و کار با آن ها آسان است و برنامه ریزی با آن ها راحت است. PLC ها را می توان به روش های مختلفی برنامه ریزی کرد. امروزه بیشتر PLC  ها از یکی از 5 زبان برنامه نویسی زیر استفاده می کنند: نمودار نردبان، متن ساختاری، نمودار بلوک عملکرد، لیست دستورالعمل ها یا نمودارهای عملکرد متوالی. سیستمهای SCADA و HMI کاربران را قادر می سازد تا داده های مربوط به طبقه تولید را مشاهده کرده و رابطی برای تأمین ورودی کنترل برای کاربران فراهم کنند و PLC  ها یکی از عناصر اساسی سخت افزار در این سیستم ها هستند.

PLC  به عنوان رابط فیزیکی بین دستگاه های موجود در کارخانه یا کف تولید و یک سیستم SCADA یا HMI عمل می کنند. آن ها فرآیندهای خودکار مانند خطوط مونتاژ، عملکردهای دستگاه یا دستگاه های رباتی و برقراری ارتباط را، نظارت و کنترل می کنند. توابع یک PLC به سه دسته اصلی تقسیم می شوند: ورودی ها، خروجی ها و CPU. PLC ها با نظارت بر ورودی هایی که ماشین ها و دستگاه ها به آن متصل هستند، داده ها را از کف کارخانه ضبط می کنند. سپس داده های ورودی توسط CPU پردازش می شود، که منطق داده ها را بر اساس حالت ورودی اعمال می کند. سپس CPU منطق برنامه ایجاد شده توسط کاربر را اجرا کرده و داده ها یا دستورات را به ماشین ها و دستگاه هایی که به آنها متصل است، خروجی می دهد.

دو نوع ورودی اصلی وجود دارد: ورودی داده از دستگاه ها و ماشین آلات و ورودی داده ای که توسط انسان تسهیل می شود. داده های ورودی از حسگرها و ماشین ها به PLC ارسال می شود. ورودی ها می توانند شامل موارد روشن یا خاموش برای مواردی مانند سوئیچ های مکانیکی، دکمه ها و رمزگذارها باشند. حالت های بالا یا پایین برای مواردی مانند دما، سنسورهای فشار و آشکارسازهای سطح مایع، حالت های باز یا بسته برای مواردی مانند پمپ ها و .... استفاده می شود.

ورودی های تسهیل شده توسط انسان شامل فشار دادن دکمه ها، سوئیچ ها، سنسورهای دستگاه هایی مانند صفحه کلید، صفحه لمسی، ریموت یا کارت خوان است. خروجی ها اعمال فیزیکی یا نتایج بصری هستند، که براساس یک منطق PLC در پاسخ به آن ورودی ها ساخته می شوند. خروجی های فیزیکی شامل راه اندازی موتورها، روشن کردن چراغ، تخلیه سوپاپ، گرم کردن یا پمپ کردن است. خروجی های بصری به دستگاه هایی مانند چاپگرها، پروژکتورها، GPS  یا نمایشگرها ارسال می شوند.

PLC  ها به صورت چرخه کار می کنند. ابتدا PLC وضعیت تمام دستگاه های ورودی متصل به آن را تشخیص می دهد. PLC منطق ایجاد شده توسط کاربر را اعمال می کند و سپس آن را بر اساس حالت های ورودی اجرا می کند. سپس PLC دستوراتی را به هر دستگاه خروجی متصل به PLC یا روشن یا خاموش کردن آنها صادر می کند. پس از انجام تمام این مراحل،  PLC با برقراری ارتباط با دستگاه های تشخیص داخلی و برنامه نویسی، برای اطمینان از اینکه همه چیز در شرایط عادی کار است، آن ها را از لحاظ ایمنی بررسی می کند.

 PLC با هر بار اتمام فرآیند، چرخه را از سر می گیرد. با طیف گسترده ای از درایورهای دستگاه موجود، می توانید Ignition را با تقریباً هر PLC مدرن یا قدیمی متصل کنید. پس از نصب درایور دستگاه، داده ها را می توان مشاهده یا به PLC ارسال کرد. با داده های PLC که اکنون در سیستم برچسب Ignition در دسترس است، می توانید کارهای بیشتری را با ماژول های هسته قوی Ignition انجام دهید.

با استفاده از یک سیستم جامع SCADA ،MES وHMI ، راه حل هشدار دهنده و گزارش دهنده یا یک راه حل مناسب را  در کل شرکت ایجاد کنید که به شما امکان می دهد داده ها را در PLC در هر سطح از سازمان مشاهده و کنترل کنید.

نکات موثر در PLC :

به طور سنتی،PLC   با استفاده از روش پاسخ به نظرسنجی ارتباط برقرار می کند. به طور معمول، در کارخانه های محلی و محیط های تولیدی، این نوع روش ارتباطی کاملاً مناسب است، زیرا فواصل ارتباطی در آن کوتاه و عمدتا سخت است. با پاسخ به نظرسنجی، PLC  به طور مداوم با آنها ارتباط برقرار می کند تا هرگونه تغییر داده ها را بررسی کند. با محبوبیت بیشتر اینترنت صنعتی اشیا، نیاز به داده های مکان ها از راه دور بیشتر می شود. این به PLC  ها و دستگاه های محاسباتی بیشتری در لبه شبکه تبدیل می شود.

ارتباط با دستگاه های لبه ای شامل مسافت های طولانی است که در آنها شبکه های تلفن همراه بیشتر استفاده می شود. به دلیل فرکانس بالای ارتباطات، پاسخ به نظرسنجی، موجب می شود شبکه تلفن همراه هزینه فوق العاده بالایی را متحمل شود.

برای حل این مسئله، راه حل هایی مانند MQTT برای ساده سازی ارتباطات از لبه شبکه، از یک پروتکل انتشار و اشتراک استفاده می کنند. در حالی که PLC مدرن از پروتکل های ارتباطی مدرن استفاده می کند، PLC  های قدیمی که هنوز در لبه شبکه هستند برای سرعت بخشیدن به آنها به سخت افزار اضافی نیاز دارند. بخش هایEdge  مانند Ignition Edge IIoT همراه با یک کارگزار MQTT ، داده ها را با استفاده از پاسخ نظرسنجی از PLC  های قدیمی جدا می کند و سپس داده ها را با استفاده از یک پروتکل انتشار و اشتراک انتقال می دهد.

 این معماری IIoT به سازمان های صنعتی امکان می دهد تا راه حل های IIoT را در بالای سیستم های Brownfield  ایجاد کنند. این باعث بهبود پهنای باند می شود و داده های PLC را از لبه های شبکه به طور گسترده در سراسر سازمان در دسترس قرار می دهد. این صنعت همچنان شاهد ورود محصولات جدید به بازار از دستگاه هایی مانند کنترلرهای اتوماسیون قابل برنامه ریزی (PAC) است که عملکرد PLC ها را با عملکرد رایانه های سطح بالاتر تا سخت افزارهای جاسازی شده صنعتی ترکیب می کند. 

حتی با وجود این محصولات جدید، PLC ها به دلیل سادگی، مقرون به صرفه بودن و مفید بودن همچنان محبوب هستند. و نرم افزاری مانند Ignition سازمان ها را قادر می سازد تا سودمندی خود را برای سال های زیادی به حداکثر برسانند. با استفاده از روش های تشخیصی یکپارچه، استفاده از PLC ساده تر شده و هزینه آنها بسیار کمتر شده است.

استفاده از PLC در صنعت :

قبل از اینکه صنعت خودرو مزایای کنترل کننده های قابل برنامه ریزی منطقی (PLC) را کشف کند، روند اصلاح مدار نیازمند تلاش فراوان بود. در گذشته، مدل های مختلف اتومبیل، مهندسان کارخانه را مجبور می کرد تجهیزات تولیدی را که توسط مدارها مدیریت می شوند، به طور مداوم اصلاح کنند. در برخی موارد، مهندسان مجبور شدند تمام پانل های کنترل شده را از بین ببرند و سیستم های کاملاً جدیدی را جایگزین کنند. در حال حاضر، PLC ها به مهندسان این امکان را می دهند تا تغییرات ساختاری بی شماری را با سهولت نسبی انجام دهند، که این باعث کاهش هزینه های تغییر و خرابی می شود.

 قبل از PLC ، کنترل کننده های کنتاکتور بسیاری از این کارهای کنترل را حل می کردند. این امر اغلب تحت عنوان کنترل سیم کشی سخت شناخته می شود. برق کاران باید قبل از سیم کشی اجزای لازم برای انجام یک کار خاص، نمودارهای مدار را طراحی، اجزای الکتریکی را مشخص و نصب کرده و لیست و بخش های دیگر سیم کشی را ایجاد کنند و سپس سیم کشی کنند.

خطاهای طراحی، برق کار را مجبور می کند سیم ها را ردیابی کند تا مشکل را شناسایی کند و سپس سیم ها را دوباره وصل کند. تغییر در عملکرد یا توسعه سیستم به تغییرات گسترده مولفه و سیم کشی مجدد نیاز دارد.

PLC  ها دستگاه های کنترل، حالت جامدی هستند که انواع مختلف سیستم های الکتریکی موجود در محیط های تجاری و صنعتی را کنترل و نظارت می کنند. PLC ها از ماژول ها یا نقاط ورودی، واحد پردازش مرکزی (CPU) و ماژول ها یا نقاط خروجی تشکیل شده اند. یک ورودی انواع سیگنال های دیجیتال یا آنالوگ را از حسگرهای مختلف میدان می پذیرد و آنها را به سیگنال های منطقی که CPU می تواند استفاده کند تبدیل می کند. CPU بر اساس دستورالعمل های برنامه در حافظه، تصمیم گیری و دستورالعمل های کنترل را اجرا می کند.

ماژول های خروجی دستورالعمل های کنترل را از CPU به یک سیگنال دیجیتال یا آنالوگ تبدیل می کنند که برای کنترل دستگاه های مختلف میدان یا محرک استفاده می شود. برای وارد کردن دستورالعمل های مورد نظر از یک دستگاه برنامه نویسی استفاده می شود. این دستورالعمل ها تعیین می کنند PLC برای یک ورودی خاص چه کاری انجام می دهد. اکنون، برنامه نویسی نرم افزار PLC باعث تغییر سیم کشی بین دستگاه ها و تماس با بخش های دیگر می شود. گرچه سیم کشی سخت برای اتصال دستگاه های میدانی هنوز لازم است، اما شدت آن نسبت به قبل کمتر است.

ماژول جوی استیک که معادل فارسی آن اهرمک یا دسته کنترل یک دستگاه ورودی است که به کاربران اجازه می دهد یک کاراکتر یا وسیله را در برنامه کامپیوتری مانند یک هواپیما در یک شبیه سازی پرواز کنترل کنند. جوی استیک ها شبیه به دستگاه کنترل بازی ها هستند، اما تقریبا همیشه شامل دکمه های اضافی برای قابلیت های مخصوص تعیین شده هستند.

جوی استیک تشکیل شده از دسته‌ای که در یک انتهای خود گِرد نقطه‌ای حرکت می‌کند و اطلاعات زاویهٔ خود را به‌صورت دوبعدی یا سه‌بعدی به رایانه می‌فرستد. جوی استیک ها معمولاً برای کنترل حرکت و فرمان در بازی‌های رایانه‌ای به‌کار می‌روند و بر روی بسیاری از آن‌ها دکمه‌هایی نیز برای فرمان‌های گوناگون جاسازی شده‌است.

در واقع ماژول جوی استیک یک قطعه الکترونیکی است که با بهره‌گیری از پتانسیومتر دو محوره، امکان حرکت و کنترل را در دو محور X و Y فراهم می‌کند. این دسته از ماژول‌ها از دو خروجی آنالوگ برای محورهای X و Y و یک خروجی برای سوئیچ بهره می‌برند. هنگامی که سوئیچ فشار داده شود، این خروجی سوئیچ فعال می‌گردد.

در بسیاری از پروژه های الکترونیکی و رباتیکی کنترل کردن اجزای پروژه مانند موتورها امری مهم و ضروری است، روش های بسیار متنوعی برای کنترل وجود دارد از جمله استفاده از کامپیوتر، گوشی های تلفن هوشمند، ماژول های کنترلی رادیویی، کلیدهای فشاری، جوی استیک و …. در این آموزش با ماژول جوی استیک آشنا می شوید.

یک دهه پیش وجه تمایز گیمر های کنسول و کامپیوتری کنترل های بازی(شامل کیبورد و موس و دسته بازی) بود.در حالی که pc gamer ها از کیبورد و console gamerها از جوی استیک(joystick) استفاده می کردند . با این حال، امروزه همه چیز تغییر پیدا کرده به طوری که حالا خیلی از بازی ها با تمرکز بر کنسول طراحی و سپس برای کامپیوتر منتشر می شوند.

 اگرچه همیشه اولویت انتخاب ما در کامپیوتر بازی با موس و کیبورد بوده (برخی بازی ها بهتر است با جوی استیک بازی شوند) و از طرفی بیشتر بازی های کنسول که به بازار معرفی شده، بایستی جوی استیک مناسبی در دست داشته باشید، با این حال چگونه کار با جوی استیک ها را در کامپوتر بهبود ببخشیم؟

انواع جوی استیک ها در اصل برای شبیه سازی حرکت و کنترل پرواز که در تعدادی از سیستم های صنعتی و بازی های ویدئویی طراحی و مورد قبول واقع شدند که از مزایای آن ها می توان به راحتی، رابط کاربری مناسب و سادگی آنان نام برد.

سال ها پیش رایانه ها از یک پورت آنالوگ جهت متصل شدن جوی استیک استفاده میکردند، اما با تکامل و پیشرفت دنیای کامپیوتر و محبوب شدن خروجی های USB، تولید کنندگان این وسیله نیز از USB به عنوان رابط استفاده کردند.

امروزه این دستگاه به راحتی و با قیمت ارزان در دسترس است.در برخی از مواقع زندگی، شما بایستی دستگاه یا شخصیتی را در برنامه ی کامپیوتر کنترل کنید، این دقیقا همان کار جوی استیک است، یک دستگاه ورودی که کامپیوتر را قادر می سازد تا یک دستگاه یا شخصیت همچون شبیه ساز پرواز را کنترل کند.درست حدس زدید، جوی استیک وسیله ای برای تبدیل حرکات فیزیکی دستانتان به سیگنال های الکتریکی است که حرکاتتان به واحد های محاسباتی ریاضی(زبان اسمبلی) تبدیل میکند.

اولین جوی استیک چه زمانی اختراع شد؟

اولین جوی استیک توسط C. B. Mirick در آزمایشگاه تحقیقات دریای ایلات متحده اختراع شد و در سال 1926 ثبت شد. اولین جوی استیک به صورت الکترونیکی و دومحور بود، شبیه به جوی استیک های در حال استفاده امروزی و هدف اصلی طراحی آن برای کنترل از راه دور هواپیما بود.

امروزه انواع دیگر جوی استیک ها در بازار میتواند با رایانه شخصی سازگار باشد و بسیاری از جوی استیک ها به کامپیوتر با پورت USB متصل میشوند . به دلیل ماهیت صوری و حساسیت بالای جوی استیک ها، گزینه ی مناسبی برای برنامه های با دقت بالا، مثل کنترل دوربین های مداربسته هستند.تولیدکنندگان جوی استیک ویژگی های بیشتری را برای دستگاه های تخصصی درنظر میگیرند.

جوی استیک دارای برخی دکمه ها و یک دسته است.این دسته به پایه متصل و قابلیت چرخش دارد. با چرخش دسته موقعیت آن نسبت به پایه تغییر میکند.اقدامات کنترلی مناسب با جهت و زاویه دسته انجام می شود.

بیشتر جوی استیک ها دو بعدی هستند، اگرچه تک بعدی و سه بعدی آنان نیز وجود دارد.جوی‌استیک‌های مخصوصی وجود دارد که جز فناوری‌های کمکی هستند و می‌توانند برای افراد ناتوان جسمی جایگزین ماوس رایانه شود. همچنین برای افراد ناتوان جسمی که در کنترل دست و بازوی خود مشکل دارند استفاده از گوشی‌های هوشمند و لمسی بسیار سخت است.

این افراد با کمک یک جوی استیک که با دهان و لب‌ها و بدون کمک دست کنترل می‌شود قادر خواهند بود از گوشی‌های هوشمند استفاده کنند. فرد ناتوان با مکش مختصر هوا به داخل عمل کلیک‌کردن و با بازدم عمل برگشت را انجام دهند. با توجه به نیاز کاربر می‌توان کارکردهای دیگر به دستگاه افزوده شود. برخی از روش‌های ساخت اینگونه دستگاه‌های کمکی به صورت متن‌باز در اختیار افراد قرار می‌گیرد تا با هزینه کم بتوان این وسیله را برای افراد ناتوان که در به‌کارگیری گوشی‌های لمسی ناتوان هستند ساخت.

جوی استیک احتمالا بیشترین وسیله است که گیمر ها با آن سرو کار دارند، به زبان ساده جوی استیک وسیله ای است که حرکات دست شما را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. راحتی استفاده از جوی استیک باعث شده هنگام کار با آن واقعا حس کنید درون بازی یا درون رباتی که کنترل می کنید هستید.

ساختار ماژول جوی استیک درست مانند جوی استیک های دسته PS2 می باشد، به صورت عادی قسمت سر ماژول در وسط قرار دارد و وقتی آنرا جا به جا می کنید و سپس رها می کنید مجددا با استفاده از فنر مرکزی (self-centering spring)، به حالت وسط باز می گردد، حرکت جوی استیک بسیار نرم بوده و یک کلید نیز روی ماژول تعبیه شده است.

اساس کار جوی استیک بر تغییر مقاومت دو پتانسیومتر معمولا 10 کیلویی استوار است، دو پتانسیومتر برای محور x و y قرار داده شده که با تغییر مقاومت این پتانسیومتر ها و تبدیل این مقاومت به ولتاژ الکتریکی و خواندن ولتاژ توسط آردوینو (یا هر پردازنده دیگری) می توان موقعیت x و y را تخمین زد. برای این کار، پردازنده باید واحد ADC داشته باشد تا مقدار آنالوگ خوانده شده توسط جوی استیک را به مقدار دیجیتال تبدیل کند و بر اساس این مقدار دیجیتال عملیات مورد نظر را انجام دهد.

برد آردوینو 6 کانال ADC ده بیتی دارد، یعنی 5 ولت مرجع را به 1024 بخش تقسیم می کند، وقتی جوی استیک را مثلا در محور x از ابتدا به انتهای مسیر خود می بریم مقدار ADC آن از 0 تا 1023 تغییر می کند و وقتی در موقعیت رها در مرکز قرار دارد مقدار آن 512 خواهد بود.

جوستیک چیست؟

جوستیک، اهرمکی است که به­منظور تبدیل حرکات فیزیکی دست به سیگنال­های الکتریکی، مورد استفاده قرار می­گیرد. اولین جوستیک ­ها دو محوره بودند و برای کنترل هواپیما از راه دور به­کار گرفته می­شدند. در حال حاضر جوی استیک­ها دارای انواع و مدل­های مختلفی هستند که معمولا با رایانه­های شخصی سازگار می­باشند و از طریق پورت USB به کامپیوتر متصل می­شوند. ماهیت صوری و حساسیت بالای این ابزار باعث شده است که از آن برای برنامه­های دیگری مثل کنترل دوربین­های مداربسته نیز استفاده شود. هر جوی استیک دارای تعدادی دکمه و یک دسته است که برروی آن تعبیه شده است؛ این دسته به یک پایه متصل است و قابلیت چرخش دارد. همچنین با چرخش دسته می­توان موقعیت آن را نسبت به پایه تغییر داد. بیشتر جوی استیک­ها دو بعدی هستند؛ البته مدل­های تک بعدی و سه بعدی آن­ها نیز در بازار موجود است.

مشخصات فیزیکی جوی استیک

عملکرد فوق ­العاده جوستیک­ها باعث شده است بسیاری از فعالیت­های روزمره افراد به­طرز چشمگیری آسان­تر شوند. از همین ­رو ویژگی­ها و مشخصات این وسیله را می­توان به ­عنوان مزیت­های آن نیز در نظر گرفت. برخی از این مشخصات عبارتند از:

• دارای وزن بسیار پایین و حجم کم
• سهولت در نصب و سیم­کشی
• مقاومت بالا در برابر عوامل خارجی
• قابلیت سفارشی سازی در تعداد پلاتین­ها
• طول عمر بسیار زیاد
• قابلیت حرکت کردن در جهت­های مختلف
• دارای مدل­های مختلف با عملکردی متفاوت

نحوه کار جوی استیک ها چگونه است؟

اساسا جوی استیک حرکات دست شما را به صورت دیجیتال تبدیل میکند و به کامپیوتر جهت تحلیل و انجام اقدام لازم ارسال میکند.جوی استیک احتمالا بیشترین وسیله ای ایست که گیمر ها با آن در بازی های ویدئویی مواجه می شوند و میتوانند در راه های مختلفی از محاسبات، کنترل ویلچرها و پهباد ها استفاده شوند.

جوی استیک ها به صورت فوق العاده جادویی عمل کرده چون حرکات دستانتان را به زبان ماشین ترجمه میکنند.باور داشته باشید که اگر جوی استیک شما درجه یک و بی عیب و نقص باشد، شما احساس میکنید که با دنیای مجازی به طور مستقیم در ارتباط هستید.

پایانه ها هنگامی که در حالت ساکن(حالتی که دسته اتصالی را با فشار یا حرکت به مکانی وارد نمیکند) قرار دارند نمیتوانند مدار الکتریکی را کامل کنند.هنگامی که ترمینال ها بر روی شکاف در مدار قرار می گیرند، دیسک فلزی را بر روی پایه قرار می دهد.کنسول به سرعت اقدام کنترلی مناسبی را از طریق سیم متصل به کنسول تشخیص میدهد.

جوی استیک همچنین دارای دکمه هایی شبیه آنچه در بالا ذکر شد دارد.دکمه ها میتوانند برای فعالیت ها واقدامات کنترلی به جز حرکت استفاده شوند.جوی استیک ها قدیمی(آنالوگی)بجای دکمه ها، از شفت استفاده میکنند.دو شفت در پایین میله قرار دارند که یکی برای محور Y و دیگری برای محور X استفاده میشوند.طبیعتا جوی استیک های آنالوگی از دیجیتالی ارزانتر و به عبارتی برای بازی هایی که دامنه حرکات وسیع تری دارند مناسبتر هستند.

نصب جوی استیک در رایانه شخصی

قبل ازنصب جوی استیک، به برنامه ای که با آن کار میکند را نصب کنید.معمولا همراه جوی استیک، CD وجود دارد تا بتوان درایور های ضروری آنرا نصب کرد.درصورتی که CD همراه جوی استیک وجود نداشت، میتوانید وبسایت کارخانه سازنده جوی استیک را برای دانلود درایور های آن بررسی کنید.

مراحل زیر را برای تنظیم جوی استیک و نصب نرم افزار بایستی دنبال کنید:

جوی استیک را با کابل USB متصل کنید.
  CD تهیه شده را وارد کنید.CD به صورت اتوماتیک شروع میشود، در غیر این صورت به my computer بروید و درایورCD را بیابید و محتویات داخل آن را نصب کنید.
پس از نصب آن بایستی ببینید که آیا به درستی نصب شده است یا خیر.برای اینکار نرم افزار جوی استیک خود را باز کرده و دکمه ها را نیز میتوانید سفارشی سازی کنید.

پورت های جوی استیک کامپیوتر

امروزه اکثر جوی استیک های کامپیوتری با استفاده از یک پورت (درگاه) یو اس بی (USB) به کامپیوتر وصل می شوند. در زیر فهرستی از انواع پورت هایی که جوی استیک از آنها پشتیبانی می کند را مطالعه می کنید:

- بلوتوث
- گیم پورت (درگاه بازی)
- پورت سریال (درگاه سریال)
- یو اس بی (USB)

چگونه داده های جوی استیک را بهینه کنیم؟

یکی از بزرگترین مشکلات ماژول های جوی استیک غیر خطی بودن آن است، یعنی مقدار ADC بصورت خطی با حرکت سر جوی اسیتک تغییر نمی کند، این موضوع می تواند در پروژه هایی که به دقت بالا نیاز دارد، مانند کنترل ربات های پرنده ، کمی آزار دهنده باشد.

می توان با روش های میانگین گیری، داده های جوی استیک را نرم تر کرد تا این میزان غیرخطی بودن زیاد آزاردهنده نباشد.کد زیر را روی آردوینو خود آپلود کنید و با مشاهده خروجی در Serial Monitor، داده ها را با حالت راه اندازی ساده مقایسه کنید.

متغیر MaxReading تعداد دفعات میانگین گیری را مشخص می کند، هر چه این مقدار بیشتر باشد داده ها بصورت نرم تر و خطی تر تغییر می کنند اما درعوض سرعت پاسخ دهی ماژول افت می کند، بنابراین با توجه به دقت مورد نیاز برای پروژه خود باید بین پارامتر سرعت و دقت مصالحه برقرار (trade off) کنید.

این محصول جزو ماژول‌هایی است که در محدوده وسیعی از پروژه‌ها می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. با خرید ماژول جوی استیک می‌توانید از آن در موارد زیر استفاده کنید:با توجه به سازگاری این ماژول با بردهای آردوینو، از این محصول می‌توانید در پروژه‌های مبتنی بر آردوینو استفاده کنید

با توجه به این که ماژول جوی استیک عمر طولانی دارد و عملکرد آن نیز پایدار و ثابت است، با خرید ماژول جوی استیک می‌توانید از این محصول در پروژه‌هایی که تعمیر و نگهداری آن‌ها دشوار است استفاده کنید
از این ماژول می‌توانید در کنار میکروکنترلرها نیز استفاده کنید. البته در این صورت، میکروکنترلر انتخاب شده باید مجهز به ADC باشد

قابلیت کنترلی این محصول، آن را به گزینه‌ای مناسب برای استفاده در انواع پروژه‌های رباتیک تبدیل کرده استبه طور معمول از ماژول جوی استیک در دسته‌های کنسول‌های بازی مختلف استفاده می‌شودبا استفاده از این ماژول، امکان کنترل انواع دوربین‌های مداربسته و چرخاندن آن به موقعیت مناسب فراهم می‌شودبا به کارگیری ماژول جوی استیک می‌توانید امکان کنترل از راه دور را در انواع پروژه‌های صنعتی فراهم کنید.

زمانی که برق اختراع شد وسیله ای به نام کلید نیز ساخته شد تا بتوان به وسیله ی آن برق را خاموش و روشن  (قطع و وصل)کرد. کلید یکی از آسان ترین و ابتدایی‌ترین  قطعات حیاتی هر  مدار است و به هیچگونه معادلاتی برای محاسبه نیاز ندارند. قطعه ای که باز و بسته بودن یک مدار الکتریکی را کنترل می‌کند. این قطعه جاری شدن جریان در یک مدار را فراهم می آورد. کلید نیاز به تعامل و کنترل توسط کاربر را دارد.

کلید تنها در یکی از این دو حالت باز(روشن) یا بسته(خاموش) وجود دارد. کلید روشن، خاموش می‌تواند به سادگی با یک SPST سری با خط توان به کار رود. بعضی از کلیدها  دائمی هستند همچون کلیدهای روشنایی روی دیوار، در یک وضعیت می‌مانند تا زمانی که در حالت جدید قرار گیرند و در حالت جدید می‌مانند تا به روی حالت دیگر قرار گیرند. همچنین ممکن است این کلیدها، همانند: کلید تاگل یا کشویی، دائمی است.  ولی بعضی از کلیدهای لحظه ای هستند و می‌توانند برای اهداف خاص استفاده شوند و زمانی که فشار داده شوند باعث عبور جریان و یا روشن شدن لامپ می‌شوند و وقتی دست را از روی کلید برداریم خاموش می شوند همچون: کلید بوق ماشین، صفحه کلید یا کیبورد کامپیوتر و تنها در زمانی که فعال است (مثلا فشار داده شوند.) عمل می‌کند و اگر فعال نباشد در حالت خاموش باقی می‌ماند. 

* انواع کلید

در بازار انواع مختلفی از کلیدها وجود دارد مانند: تاگل، چرخشی، DIP، دکمه فشاری، راکر و غشایی که هر کدام کارایی مخصوص به خود را دارند. عملکرد کلید می‌تواند فشار دادن، جابه جا کردن کشویی، تکان دادن، چرخاندن، پرتاب، کشیدن، چرخش کلید، گرما، مغناطیسی کردن، ضربه زدن، زبان زدن و هر عمل فیزیکی که باعث اتصال مکانیکی در داخل کلید برای اتصال یا جدا کردن می‌شود.

کلید باید حداقل دو پایانه داشته باشد، یکی برای وارد شدن جریان و یکی برای خارج شدن. در اغلب اوقات، کلید بیش از دو پایه دارد. این جایی است که دانستن تعداد پل و حالت، لازم است. یکی از انواع کلید ها میکروسوئیچ هستند، یکی از قطعه های پرکاربرد که در بسیاری از پروژه ها مورد استفاده قرار می گیرند.

* میکروسوئیچ چیست؟

میکروسوئیچ (Micro Switch) گونه‌ای از کلید است. سوییچی برقی که توسط نیروی فیزیکی بسیار کمی تحریک می شود. نوعی از کلید که بسیار حساس و تحریک پذیر است و برای قطع و وصل کردن جریان برق در مدارهای الکترونیکی به کار برده می شود و معمولاً بخشی از  مدار فرمان است و با یک ضربه کوچک می تواند کنتاکتور مربوط به ادوات بزرگ تر را فعال یا غیرفعال کند. میکروسوئیچ با فشار فیزیکی بسیار کمی تحریک می‌شود. عمل کلیدزنی در وضعیت‌های مشخصی از محرّک اتفاق می‌افتد.

از ویژگی های بارز میکرو سوئیچ این است که یک حرکت نسبتا کوچک در دکمه محرک، یک حرکت نسبتا بزرگ در اتصال های الکتریکی ایجاد می کند که با سرعت بالا (بدون در نظر گرفتن سرعت تحریک) رخ می دهد. میکروسوئیچ از جمله قطعاتی است که در تابلوهای کنترل به ویژه مدار فرمان کاربرد دارد.

این سوئیچ ها به عنوان سوئیچ فنری (سریع) نامیده می شوند، میکروسوئیچ نوعی سوئیچ محدودکننده ی کوچک است و همانگونه که اشاره شد در مدارهای الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع کلید ها با نام های کلید محدودکننده مکانیکی و یا کلید مینیاتوری ضربه ای سریع نیز نامیده می شود و به طور گسترده در ابزار خودرو، صنعت و پزشکی به عنوان سنسور استفاده می شود. معمولا یک مکانیسم فنری به سرعت عملکرد میکروسوئیچ کمک می کند و با کوچک ترین ضربه یا تحریک شاسی، عمل مکانیکی مورد نیاز برای تغییر وضعیت کنتاکت ها انجام خواهد شد. ولتاژ و جریان کار و طراحی بازوی (شاسی) میکروسوئیچ ها متناسب با کاربرد متفاوت خواهد بود.

برتری اصلی میکروسوییچ‌ها نسبت به سایر ابزارهای کلیدزنی این است که در میکروسوییچ جا بجایی‌های کوچک محرک که بر دکمه ی میکروسوییچ اعمال می‌شود، سبب جابجایی به‌نسبت زیاد کنتاکت‌های الکتریکی میکروسوییچ خواهد شد که جدای از سرعت محرک، سرعت زیادی دارد. بیشتر طراحی‌های موفق از پدیده ی پسماند  نیز استفاده می کنند، بدین معنی که حرکت کوچک محرک در جهت معکوس برای بازگرداندن کنتاکت‌ها به حالت نخست کافی نخواهد بود و محرک باید به اندازه ی قابل توجهی در جهت عکس حرکت کند.

پیترمک‌گل در سال۱۹۳۲میلادی در فریپورت، نخستین میکروسوئیچ را به نام  ایلینویز ابداع کرد. مک‌گل در آن زمان یکی از کارمندان شرکت باتری‌سازی برگس بود. او در سال ۱۹۳۷ یک شرکت با عنوان میکروسوئیچ بنا نهاد. از آن زمان تا کنون نام تجاری میکروسوییچ برای اشاره به این نوع از سوئیچ‌ها رایج شده‌است و شرکت‌های زیاد دیگری هم به تولید آن می‌پردازند این سوئیچ به دلیل نام کمپانی Micro ، اولین شرکت سازنده ی این نوع کلید بصورت تجاری ؛ "میکرو" نام گرفت. 

* اجزای اصلی  تشکیل دهنده ی میکروسوئیچ  به شرح زیر است:

- اهرمی:

در هر میکروسوئیچ یک شاسی  وجود دارد که با برخورد جسم یا به عبارتی هدف با این شاسی، کنتاکت ها تغییر وضعیت می دهند.

- عملگر:

قسمتی است که به اهرم متصل است و حرکت خطی، عمودی و یا دورانی اهرم را به تغییر وضعیت در کنتاکت ها تبدیل می کند.

- بدنه:

بدنه ی سوئیچ که شامل کنتاکت هاست و حالت آن توسط عملگر کنترل می شود.

- پایانه های الکتریکی

این پایه ها به کنتاکت های سوئیچ متصل شده و سیم ها را از طریق پیچ های پایانه به سوئیچ متصل می کند.

* * انواع میکروسوئیچ‏

با توجه به ولتاژ و جریانی که میکروسوئیچ‏ ها می‏ توانند از خود عبور دهند در انواع و شکل های گوناگون، تقسیم ‏بندی می‏ شوند و در بازار به فروش می رسند. با توجه به نوع محرک میکروسوئیچ ها به انواع مختلفی از جمله میکروسوئیچ اهرمی، میکروسوئیچ فشاری، و میکروسوئیچ غلطکی تقسیم می شوند، انتخاب میکروسوئیچ از نظر نوع عملکرد متناسب با کاربرد مورد نظر خواهد بود.

برخی از میکروسوئیچ یک طرفه و برخی دوطرفه است. برخی دارای آنتن است و برخی دیگر فنر، قرقره، چراغ، میله، رگلاژ، اهرم و یا غلطک دارند. تعدادی از میکرو سوئیچ‌ها بخاطر نوع کاربردی که دارند، چندین کنتاکت دارند. در برخی از آنها کنتاکت ها در خلأ و در برخی دیگر در روغن نگهداری می شوند.

* میکروسوئیچ اهرمی

میکروسوئیچ های اهرمی به صورت شعاعی فعال می شوند، به این صورت که حول یک محور می چرخند و با حرکت این اهرم به چپ و راست یا بالا و پایین سوئیچ عمل می کند. اهرم در این میکروسوئیچ ها می تواند فرق داشته باشد.

- انواع اهرم ها

1- اهرم غلتکدار:

در این نوع اهرم بخشی که با هدف برخورد می کند غلتکدار است. این غلتک اصطکاک و در نتیجه نیروی لازم برای فعال شدن اهرم را کاهش می دهد. زمانی که نیرو اعمال نشود، اهرم به حالت خنثی برمی گردد. این نوع میکروسوئیچ نسبت به انواع دیگر محبوبیت بیشتری دارد.

2- اهرم غلتکدار قابل تنظیم

مشابه اهرم غلتکدار استاندارد است، اما طول اهرم از چند میلی متر تا چند سانتیمتر قابل تنظیم است. قطر غلتک ها نیز فرق می کند و با توجه به شرایط کار مشخص می شوند.

3-  اهرم میله ای

اهرم های میله ای نیز همچون سایر اهرم ها به صورت شعاعی فعال می شوند اما عملگر این نوع سوئیچ ها میله نازک با طول زیاد است. میله های قابل تنظیم می توانند به 10 سانتی متر یا بیشتر برسند.

4- میله انعطاف پذیر

طول و شکل ظاهری  این میله ها شبیه اهرم میله ای است، ولی برخلاف اهرم های عادی که فقط در یک صفحه فعال می شوند، میله های انعطاف پذیر در هر جهتی می توانند فعال شوند.

5- محور چرخشی

این سوئیچ ها را می توان روی یک محور (به عنوان مثال، لولای درب) نصب کرد تا هنگام چرخش لولا یا محور، سوئیچ فعال شود.

* میکروسوئیچ پیستونی

در میکروسوئیچ پیستونی با فشردن یا کشیدن پیستون متصل به عملگر، سوئیچ عمل خواهد کرد. متناسب با نوع کاربرد می تواند شامل یک غلتک یا فنر نیز باشد.

1- پیستون گرد: شامل یک پیستون است که با اعمال نیروی عمودی فعال می شود. سر پیستون در انواع و اندازه های مختلف موجود است.

- پیستون گرد جانبی: در این نوع سوئیچ سر پیستون عمود بر سوئیچ نیست و به صورت جانبی تعبیه شده است و از این نظر با پیستون گرد معمولی متفاوت است.

2- پیستون غلتکدار:  در مواردی که جهت اعمال نیرو کاملاً عمود نیست می توان از سوئیچ مدل پیستونی غلتکدار استفاده کرد. غلتک بخشی از نیروی غیر عمود را به نیروی عمود تبدیل می کند که می تواند پیستون را فعال کند.

- پیستون غلتکدار جانبی: تفاوت این نوع سوئیچ باحالت پیستون غلتکدار معمولی، مکان قرارگیری پیستون نسبت به سوئیچ است. در این مدل پیستون به صورت جانبی نسبت به سوئیچ قرار گرفته است.

3-  بند کششی در این سوئیچ ها با کشیدن یا سفت شدن طناب متصل به سوئیچ، فنر داخلی باز شده و در نتیجه سوئیچ فعال می شود. میکروسوئیچ ها ازنظر واکنشی که به تحریک یا نیروی اعمالی نشان می دهند، نیز دسته بندی می شوند.

* کاربردهای میکرو سوئیچ

کاربرد میکروسوییچ ‌ها بسیار گسترده و مختلف است، در زیر به چند نمونه اشاره می کنیم

- سیستم های تهویه مطبوع: سوییچ های فشار هوا برای تشخیص تغییر در فشار هوا و سوییچ ها برای کنترل پنل کنترل مورد استفاده قرار می گیرند.

- شمارش قطعات عبوری

- دستگاه های سکه ای یا  تشخیص جمع‌شدگی کاغذ در دستگاه های کپی

- سیستم دوربین مدار بسته

- پنل های مربوط به سیستم های کنترل تردد.

- سیستم آسانسور که برای انتخاب طبقه مورد استفاده قرار می گیرند.
- ماشین لباسشویی و ظرفشویی: برای تشخیص سطح آب، خاموش شیا روشن بودن دستگاه.
- یونیت ها و دستگاه های هواساز: استفاده به عنوان دکمه ریست.

- اینترلاک درهای دستگاه مایکروویو
- پلوپز ها و مایکرو ویوها: به عنوان سوئیچ های ایمنی جهت باز و یا بسته بودن درب دستگاه مورد استفاده قرار می گیرند.
- یخچال ها: دستگاه یخ ساز یخچال ها که به علمکرد موقعیت درست یخ ساز کمک می کند.
-  تایمرهای کنترلی

- تشخیص انسداد در خط تولید

- کنترل نوار نقاله در کارخانه ها

- ماشین های برش

برخی دیگر از کاربردهای میکروسوئیچ شامل روبات‏ های تشخیص مانع، تشخیص رسیدن بازوی دستگاه به انتهای دامنه حرکتی، شیشه بالابر خودروها، دزدگیر خودروها و غیره است.

* ویژگی های میکروسوئیچ ها

میکروسوئیچ ها نسبت به سایر سنسور ها از مقاومت بهتری در مقابل نویزها و اعوجاج الکتریکی و تداخل رادیویی برخوردارند، از دیگر خصوصیات آنها می توان به پوشش با دوام و مقاوم در محیط های صنعتی مختلف اشاره کرد. استفاده  از این نوع کلید ها بسیار آسان است، همچنین عملکرد آسان و هزینه ی پایین و عمر مفید بالا (بیش از ۱ میلیون چرخه و در مدل‌های پرکار تا ۱۰ میلیون چرخه) از دیگر ویژگی های بارز این محصول است.اصطکاک و فرسودگی قطعات متحرک میکروسوئیچ از معایب این نوع کلید هاست. 

* فرق میکروسوئیچ با کلید های عادی

از آنجایی که شاسی میکروسوئیچ به صورت فنری است، بنابراین میکروسوئیچ با کلیدهای قطع و وصل عادی فرق دارد. یعنی وقتی که شاسی فشار داه می شود جریان را قطع یا وصل نگه داشته و وقتی دکمه را رها می شود، وضعیت به حالت اولیه ی خود بر می گردد. این وسیله نخستین بار برای مشخص کردن محدوده حرکت شیء مورد استفاده قرار گرفت و به همین خاطر به آن لیمیت سوئیچ نیز می گویند.

اصولا میکروسوئیچ‏ ها دارای 3 عدد پایه است. یکی از پایه‏ های میکروسوئیچ با COM تعیین می ‏شود که پایه ورودی آن است. یکی از پایه ‏های آن با علامت( NC ( normally close و پایه دیگر با علامت(  NO ( normally openمشخص می‏ شود. در حالت عادی و پیش از فشردن شاسی میکروسوئیچ، پایه COM به پایه NC متصل، و از پایه NO جدا می ‏شود.

سوئیچ مینیاتوری با ضربه محکم و ناگهانی، که با نام تجاری میکروسوئیچ نیز شناخته می شود، یک سوئیچ الکتریکی است که با استفاده از مکانیزم نقطه اوج، که گاهی اوقات مکانیسم "بیش از حد مرکز" نامیده می شود، با نیروی فیزیکی بسیار کمی فعال می شود. میکرو سوئیچ کاربردهای متعددی دارد که یکی از آنها درب ماشین لباسشویی است که گاهی نیاز به تعویض یا تعمیر پیدا میکند.

سوئیچینگ به طور قابل اعتماد در موقعیت های خاص و قابل تکرار محرک اتفاق می افتد، که لزوماً در مورد مکانیزم های دیگر درست نیست. به دلیل هزینه کم اما دوام بالای آن که بیش از 1 میلیون چرخه و تا 10 میلیون چرخه برای مدل های سنگین است، بسیار رایج هستند. این دوام نتیجه طبیعی طراحی است.

ویژگی تعیین کننده میکرو سوئیچ ها این است که یک حرکت نسبتاً کوچک در دکمه محرک، حرکت نسبتاً بزرگی را در کنتاکت های الکتریکی ایجاد می کند که با سرعت بالا (صرف نظر از سرعت عمل) رخ می دهد. اکثر طرح های موفق از پسماند نیز برخوردار هستند، بدین معنی که یک چرخش کوچک از محرک برای معکوس کردن یک قطعه کافی نیست. باید یک حرکت قابل توجه در جهت مخالف وجود داشته باشد. هر دوی این ویژگی ها باعث دستیابی به قطعه ای تمیز و قابل اطمینان می شوند و به مدار سوئیچ شده کمک می کنند.

نحوه کار  میکروسوئیچ :

در یک نوع میکروسوئیچ، در داخل آن دو فنر رسانا وجود دارد. یک فنر مسطح بلند در یک انتهای کلید لولا شده و از طرف دیگر دارای تماس الکتریکی است. یک فنر منحنی کوچک از قبل بارگذاری شده (یعنی در حین مونتاژ فشرده شده) بنابراین سعی در امتداد آن دارد، بین فنر مسطح نزدیک کنتاکت ها و تکیه گاه نزدیک نقطه میانی محل اتصال قرار دارد، فنر تخت یک توپی محرک روی فنر مسطح نزدیک نقطه لولای آن فشار می آورد.

از آنجا که فنر مسطح لنگر دارد و از نظر کششی قوی است ، فنر منحنی نمی تواند آن را به سمت راست حرکت دهد. فنر منحنی، فنر صاف را که از نقطه لنگر دور است، به سمت بالا فشار داده یا می کشد. با توجه به هندسه، نیروی رو به بالا متناسب با جابجایی است که با حرکت فنر تخت به سمت پایین کاهش می یابد.

در واقع، نیرو متناسب با سینوس زاویه است که تقریباً با زاویه کوچک نسبت به زاویه متناسب است.همان طور که محرک فشار می دهد، فنر تخت را خم می کند در حالی که فنر منحنی، تماس های الکتریکی را لمس می کند. وقتی فنر مسطح به اندازه کافی خم شود نیروی کافی برای فشرده سازی فنر منحنی فراهم می کند و تماس ها شروع به حرکت می کنند.

همان طور که فنر مسطح به سمت پایین حرکت می کند، نیروی رو به بالا فنر منحنی باعث کاهش سرعت حرکت حتی در غیاب حرکت بیش تر محرک می شود تا زمانی که فنر مسطح روی تماس باز و عادی تأثیر بگذارد. حتی اگر فنر تخت هنگام حرکت به سمت پایین منعطف شود، سوئیچ طوری طراحی شده است که اثر خالص شتاب است. این عملکرد "بیش از حد وسط" صدای کلیک بسیار متمایز و احساس بسیار واضحی را ایجاد می کند.

در حالت تحریک شده فنر منحنی مقداری نیروی رو به بالا ایجاد می کند. اگر محرک آزاد شود، فنر صاف را به سمت بالا حرکت می دهد. با حرکت فنر مسطح، نیروی حاصل از فنر منحنی افزایش می یابد. این منجر به شتاب می شود تا زمانی که قطعاتی مانند درب ماشین لباسشویی، بسته شوند. درست در جهت پایین، سوئیچ به گونه ای طراحی شده است که فنر منحنی به اندازه کافی محکم است که می تواند قطعات را حرکت دهد، حتی  فنر تخت باید منعطف شود، زیرا محرک در طول تغییر حرکت نمی کند.

میکروسوئیچ درب ماشین لباسشویی :

میکروسوئیچ درب ماشین لباسشویی نقش جلوگیری از باز شدن واشر هنگام چرخش در زمان باز شدن درب ماشین لباسشویی دارد. این وسیله ایمنی یعنی میکروسوئیچ اگر کار نکند، واشر هنگامی که درب ماشین لباسشویی بسته هم باشد، نمی چرخد. خرابی میکروسوئیچ درب ماشین لباسشویی یکی از مشکلات رایج ماشین لباسشویی است.

این میکروسوئیچ برای این که هنگام شستشو درب ماشین لباسشویی بسته باشد، ساخته شده است. وقتی که آب درون دستگاه است و کاسه آن با سرعت 60 دور در دقیقه شروع به چرخش می کند و میزان گرمای آب بیش تر از 60 درجه می شود، میکروسوئیچ فعال می شود. بنابراین باعث می شود تا وقتی که درب ماشین لباسشویی به طور کامل بسته نشده باشد، آب وارد ماشین نشود.

تعویض میکروسوئیچ درب ماشین لباسشویی :

هنگامی که مطمئن شدید میکروسوئیچ خراب شده، برای تعویض آن باید ماشین را از برق بکشید و دریچه های آب گرم و سرد را نیز قطع کنید. تعویض میکروسوئیچ می تواند خطرناک باشد بنابراین از تجهیزات کامل استفاده کنید و یا در صورت نیاز از تکنسین تعمیرات آن کمک بگیرید.

مراحل تعویض میکروسوئیچ درب ماشین لباسشویی :

_ جدا کردن کنسول کنترل از دستگاه.
_ اگر کنسول پیچ ندارد با یک چاقو گیره های کنسول را آزاد کنید.
_ دو طرف سیم میکروسوئیچ را فشار دهید و از هم بکشید.
_ خارهای پنل را فشار دهید تا آزاد شود.
_ قرار دادن جلوی ماشین لباسشویی روی زمین.
به این ترتیب می توانید میکروسوئیچ را پیدا کنید و اقدام به تعویض آن نمایید.

جعبه توزیع الکتریکی معمولی، مجهز به یک بخش جامد است که قادر به محافظت از اجزای داخلی در برابر شرایط نامساعد مختلف، مانند قرار گرفتن بیش از حد در معرض گرما یا سرما است. سیم کشی و سایر قطعات موجود در جعبه توزیع معمولاً در داخل بخش های مخصوصی نصب می شوند و به کاهش احتمال آسیب دیدن اجزا در هنگام تغییر هر نوع عامل کمک می کنند که در غیر این صورت نوعی عمل سایشی را روی پوشش های سیم و سایر عناصر ایجاد می کند.

به طور معمول، جعبه توزیع مجهز به یک پوشش ضد آب است که امکان دسترسی آسان به اجزای داخلی را در هر زمان فراهم می کند و در صورت لزوم بازرسی و تعویض قطعات آن، به راحتی می توان این امر را انجام داد. با یک جعبه توزیع که به عنوان بخشی از مخزن سپتیک یا سیستم دفع زباله گنجانده شده است می توان به راحتی کار را انجام داد. در حقیقت جعبه توزیع معمولاً ساخته می شود تا در صورت قرار گرفتن در معرض عناصر مختلف برای مدت زمان طولانی، به خوبی نگهداری شود.

جعبه ای از این نوع ممکن است با فلز ساخته شود، اما اغلب با استفاده از بتن یا مواد مشابه نیز ایجاد می شود. معمولاً این نوع جعبه می تواند به عنوان وسیله ای برای هدایت زباله ها به دور از مخزن و به سیستم بزرگ تری که معمولاً توسط شهرداری اداره می شود، عمل کند. جعبه توزیع زباله تا حدی به جداسازی پسماندهای جامد از پسماندهای مایع کمک می کند که این امر به افزایش کارایی فرآیند تصفیه زباله کمک می کند.

از کاربردهای دیگر جعبه توزیع این است که در کنار طراحی هایی که برای نصب و استفاده به عنوان بخشی از یک سیستم بزرگتر در نظر گرفته شده است، جعبه های توزیع قابل حمل نیز وجود دارد که ممکن است به عنوان بخشی از تجهیزات تنظیم شده برای استفاده کوتاه مدت مورد استفاده قرار گیرد. در مورد جعبه های برقی، نسخه های قابل حمل برای استفاده در مکان هایی که ساخت و سازهای جدید در حال انجام است و منبع مستقل نیرو در حین ساخت قطعه مورد نیاز است، ایده آل هستند. یک جعبه توزیع نیز ممکن است در ایجاد سیستم های دفع زباله های خصوصی مورد استفاده قرار گیرد و اساساً همان عملکردی که در طراحی کلی شبکه اتصال خانه ها و سایر بناها به سیستم دفع زباله شهری وجود دارد را ایفا می کنند.

روش های مختلف برای طراحی جعبه توزیع

• نصب، بازرسی، آزمایش و رفع خطاها در جعبه توزیع سیستم سپتیک
• ارسال یک سؤال یا نظر درباره نصب و راه اندازی، بازرسی، عیب یابی و تعمیر یا تعویض جعبه

جعبه توزیع سپتیک ظرفی است که برای دریافت پساب سیستم سپتیک از یک مخزن سپتیک و توزیع مجدد پساب در شبکه ای از لوله های جذب بستر در میدان تخلیه یا بستر جذب می شود. جعبه با استفاده از نیروی جاذبه و پساب جریان یافته به شبکه لوله کشی میدان تخلیه کار می کند. ممکن است از خود بپرسید:

• چگونه می توان سیستم سپتیک را پیدا کرد؟
• فاصله از سپتیک تا جعبه چقدر است؟
• جعبه به طور متوسط چقدر از مخزن اصلی فاصله دارد؟

فاصله از مخزن سپتیک تا جعبه نشانه ای از مکان جعبه است. فاصله مشخصی از مخزن سپتیک تا جعبه توزیع وجود ندارد. بلکه محل آن به فضا و نحوه قرارگیری میدان تخلیه سپتیک بستگی دارد. اما شما اغلب می توانید ایده معقولی را به دست آورید که جعبه احتمالاً به هر طریقی باشد:

• به دنبال فرورفتگی در قطر دو فوت زمین و بین مخزن سپتیک و میدان تخلیه قرار بگیرید.
• جعبه عموماً عمیق نیست، اغلب بین 6 اینچ و دو فوت تا بالای جعبه است.

همچنین ممکن است الگویی از فرورفتگی های موازی را ببینید، به طور معمول حدود 5 فوت از هم جدا شده که خطوط جداشویی زهکشی جداگانه را مشخص می کند. جعبه در انتهای یا محل تخلیه میدان تخلیه است که نزدیک به مخزن سپتیک است. به عنوان مثال، اگر محل تخلیه زمین و سطح مستطیلی باشد، جعبه توزیع معمولاً در لبه یا در نزدیکی لبه تخلیه نزدیک به مخزن سپتیک قرار دارد. ببینید آیا می توانید یک نقشه سایت یا نقشه سپتیک پیدا کنید که هنگام تأیید سیستم سپتیک توسط اداره بهداشت یا ساختمان محلی شما ثبت شده باشد، برای برخی از طرح هایی که به طور معمول جعبه توزیع یافت می شود می توان به راحتی کار را انجام داد.

کاربردهای دیگر در جعبه توزیع

از آن جایی که جعبه توزیع در ابعاد و اندازه های مشخصی طراحی می شود، لذا کاربرد و عملکرد هر یک از آن ها متفاوت می باشد. به طور معمول تعریف جعبه توزیع برابر است با پساب فاضلاب نیمه تصفیه شده ای که از یک مخزن سپتیک خارج می شود. این مشکل به طور گسترده ای در صنعت سپتیک شناخته شده است، اما به ندرت برای صاحبان خانه شناخته شده است. هنگامی که سیستم سپتیک از نوع بزرگتری را دارید، به دو یا چند خط تخلیه احتیاج دارید. متأسفانه، وارد کردن مقدار برابر پساب به هر خط بسیار دشوار است. 

این اغلب منجر به استفاده بیش از حد از یک خط و متعاقباً خرابی زودرس آن می شود. از آنجا که این خط دو برابر، سه برابر یا حتی چهار برابر پساب بیش از آنچه که برای بازیافت طراحی شده بود، تصفیه می کند و هنگامی که برای عیب یابی مشکل بیرون استفاده می شود، باعث می شود شما یک خط اضافی یا حتی یک میدان تخلیه کاملاً جدید نصب کنید تا مشکل را برطرف کنید. راه حل هایی که این صنعت در مورد مسئله نابرابر توزیع فاضلاب ارائه داده است، بسیار است. سه راه حل رایج عبارتند از:

- یک سیستم پایین آورنده ایجاد کنید

- از تقسیم کننده جریان استفاده کنید

- از جعبه توزیع استفاده کنید

- از سیستم های پایین آورنده استفاده کنید.

در واقع، این سیستم ها بیش از حد اضافه می شوند و قبل از استفاده از خط بعدی در پایین، خط بالای را به آرامی خراب می کنند. شما خط بالای لیچ فیلد را پر می کنید و سپس سرریز می کنید. وقتی پردازش پساب را متوقف می کند، به خط بعدی می رسد. این روش نصب اساساً توزیع نابرابر قانونی است. برای رفع مشکل توزیع نابرابر از سیستم های پایین آوردن استفاده می شود. گزینه دوم استفاده از تقسیم کننده جریان است و انتخاب سوم استفاده از جعبه توزیع است.

 جعبه های توزیع خوب کار می کنند تا جایی که روی آنها را با بیل پر از خاک بپوشانید. وقتی آن بیل را پر از خاک در بالای جعبه توزیع قرار می دهید، کج می شود و فقط یک 1/16 اینچ شیب طول می کشد تا پساب بیشتری از یک خط به پایین منتقل شود. بنابراین این مشکل میکرو شیب را با " تسطیح کننده های سرعت " همپوشانی می کنند. دستگاه شماره گیری را می چرخانید و جریان های منتهی به هر خط را به صورت افقی قرار می دهید. جعبه توزیع هر بار که جابجا می شود حفاری ها باید دوباره نصب شوند و مورد استفاده قرار گیرند.

جعبه توزیع متشکل از یک مخزن یا سیستم پیش تصفیه است، روشی برای توزیع پساب تصفیه شده و یک سیستم تصفیه خاک است. پیش تصفیه می تواند از تصفیه اولیه باشد که در یک مخزن سپتیک انجام می شود، جایی که مواد جامد از پساب مایع جدا می شوند و مقدار محدودی از جریان های بی هوازی رخ می دهد، تا واحدهای پیشرفته تصفیه هوازی و سیستم های تصفیه بیو فیلتراسیون به کار گرفته شوند. مؤلفه های تصفیه خاک می تواند از سنگرهای جانبی ثقل، شبکه های تحت فشار لوله در ترانشه های جانبی، تا سیستم های پراکندگی آبیاری قطره ای باشند.

سیستم پراکندگی خاک برای یک سایت خاص مورد نیاز است که اغلب توسط مناسب بودن خاک های موجود در آن سایت تعیین می شود، همانطور که توسط سایت یا ارزیابی خاک در محل تعیین می شود. به همین ترتیب، بهترین روش توزیع پساب برای یک سایت، به خاک و همچنین سیستم پراکندگی خاک و پیش تصفیه انتخاب شده بستگی دارد. به جز سیستم های مسطح که همه خط ها در یک ارتفاع هستند و از دو طرف به یکدیگر متصل هستند، هرگز نباید از "چند منظوره گرانش" استفاده شود.

روش هایی که پساب را از طریق نیروی جاذبه توزیع می کنند، خصوصاً هنگام توزیع از جریان هایی که از یک مخزن فاضلاب جریان دارند، نسبتاً ناکارآمد هستند. استفاده از آنها محدود به مکان هایی با خاک قابل نفوذ عمیق است که می تواند تصفیه نهایی قابل قبولی را ارائه دهد و با خیال راحت آب را به محیط پخش کند. در سیستم توزیع، کلیه پساب ها به یک ترانشه جانبی تخلیه می شوند و برای مدت زمانی، بخشی از آن ترانشه با سرعت بسیار بالایی بارگیری می شود.

Proximity یا حسگر مجاورت جزو حسگرهایی است که در صنایع زیادی مورد استفاده قرار می گیرد، اما بیش از همه با موبایل ها شناخته شده است. این حسگر نزدیک شدن اشیاء را تشخیص می دهد و عکس العمل نشان می دهد. برای ایجاد عکس العمل لازم نیست تماس فیزیکی برقرار شود، تنها با نزدیک شدن جسم سنسور فعال خواهد شد.

این سنسور موجی الکترومغناطیسی یا الکترواستاتیکی از خود گسل خواهد کرد، موج ارسالی می تواند مادون قرمز باشد، پس از فرستادن موج منتظر دریافت موج گیرنده خواهد ماند. بازتاب دریافتی از جسم به سنسور برخورد خواهد کرد و در گوشی های موبایل نمایشگر خاموش خواهد شد.

سنسور مجاورتی چیست؟

همانطور که گفتیم یک سنسور مجاورتی (Proximity Sensor)  که سوئیچ پراکسیمیتی هم نامیده می شود، توانایی تشخیص اشیای اطراف را بدون ایجاد تماس فیزیکی با آنها دارد. در واقع نحوه کار یک سنسور مجاورتی اینگونه است:

• ایجاد میدان، پرتو الکترومغناطیسی (مثل مادون قرمز یا هر پرتو نوری)، پالس صوتی
• انتشار و تابش سیگنال به سمت اجسام
• برخورد سیگنال به جسم هدف و ایجاد تغییر در سیگنال
• دریافت سیگنال بازگشتی ناشی از برخورد پرتو
• بررسی و محاسبه تغییرات در میدان یا سیگنال بازگشتی
• تشخیص اهداف با توجه به ساختار و نوع سنسور

سنسور به نزدیک شدن یک شیء به سنسور و حضور آن در نزدیکی خودش پاسخ می‌دهد. البته در اکثر موارد حداکثر فاصله‌ای که شیء می‌تواند از سنسور مجاورتی داشته باشد تا سنسور بتواند آن را تشخیص دهد، در حدود ۰ تا ۲۰ میلی‌متر است. جسم پیدا شده در واقع هدف امواج ارسالی از طرف سنسور مجاورتی است.

انواع سنسور‌های مجاورتی

نکته: در مورد ساختار داخلی این نوع سنسورها مطلبی ارائه نمی شود زیرا دانستن ساختار داخلی سنسور در عمل نیازی نیست

انواع سنسور مجاورتی از نظر نوع عملکرد و کاربرد عبارتند از:

۱- سنسور نوع خازنی

Capacitive Proximity Sensors

2- سنسور نوع القایی

inductive Proximity Sensors

3- سنسور نوع اولتراسونیک

Ultrasonic Proximity Sensors

4- سنسور نوع نوری

Photoelectric Proximity Sensors

البته انواع دیگری از این سنسورها در صنعت موجود است ولی بیشتر این مدل ها کاربرد دارند.

حسگر مجاورتی القایی

حسگر مجاورتی القایی، در تشخیص و شناسایی اشیاء فلزی استفاده می‌شود. محدوده قابل شناسایی توسط حسگر مجاورتی القایی، وابسته به نوع فلز استفاده شده برای شناسایی است. فلزاتی مانند استیل و آهن باعث محدوده بالا شناسایی این سنسور می‌شوند. برخلاف آن، فلزاتی مانند آلومینیوم و مس توانایی کاهش محدوده شناسایی توسط حسگر به اندازه ۶۰ درصد را دارند.

سنسورهای القایی برای چه کاربردهایی استفاده می شوند؟

سنسورهای القایی در ماشین آلات صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند . ماشین آلاتی که در صنعت نساجی، صنعت خودرو، خطوط تولید و غیره استفاده می شوند. در واقع این سنسورها برای تشخیص قطعات فلزی در محیط های خشن و همچنین تشخیص قطعاتی که به سرعت حرکت می کنند به کار گرفته می شوند.

حسگر مجاورتی خازنی

حسگرهای مجاورتی خازنی، توانایی شناسایی هر دو نوع ماده فلزی و غیرفلزی به شکل پودر گرانول، مایع و جامد را دارند. این سنسور‌ها مقداری شار الکتریکی در خود نگهداری می‌کنند و همین امر هم باعث قدرت تشخیص مواد فلزی و غیرفلزی توسط آن‌ها می‌شود.

سنسورهای مجاورتی خازنی به نسبت سنسور‌های مجاورتی القایی دارای بُرد شناسایی بیشتری هستند. این حسگر‌ها توانایی تشخیص از ۵ الی ۴۰ میلیمتر را دارند. اغلب این سنسور‌ها قابلیت کنترل حساسیت را دارند و به عبارت ساده‌تر، کاربر می‌تواند حساسیت این سنسورها را از کم تا زیاد تنظیم کند.

چرا سنسور مجاورتی خازنی را انتخاب کنیم؟

نحوه عملکرد سنسورهای مجاورتی خازنی شبیه به سنسورهای القایی است. یک میدان الکترومغناطیسی توسط خازنی که در قسمت اصلی سنسور قرار دارد ایجاد می شود. یک قطعه نزدیک، شدت و فرکانس نوسانات را تغییر می هد. بر خلاف سنسورهای القایی، سنسورهای خازنی فقط قطعات فلزی را تشخیص نمی دهند. بلکه تمامی اشکال و مواد مختلف ( جامد، مایع، چسبناک، پودری و غیره) را تشخیص می دهند.

سنسور مجاورتی فتوالکتریک

سنسورهای مجاورتی نوع فتوالکتریک بسیار انطباق‌پذیر هستند و در سال‌های اخیر توانسته‌اند به خوبی مشکلات فراوان موجود در راه اندازه‌گیری صنعتی را حل کنند. به دلیل پیشرفت بسیار سریع تکنولوژی فتوالکتریک، سنسورهای نوع فتوالکتریک اکنون قادر به تشخیص اشیاء هدف با قطر کمتر از یک میلی متر و حتی در فاصله دورتر از ۶۰ متر نیز هستند.

 سنسورهای مجاورتی نوع فتوالکتریک بسیار متنوعی بر حسب روش انتشار نور و دریافت آن توسط گیرنده وجود دارند. با این وجود تمام سنسورهای فتوالکتریک دارای تعدادی اجزای پایه‌ای و مشترک هستند. این اجزاء عبارتند از یک منبع انتشار نور مانند دیودهای لیزر (Laser Diode) و یا دیودهای نشر نور (Light Emitting Diode)، یک گیرنده فتودیود (Photodiode) یا فتورزیستور (Phototransistor) برای دریافت نور ساطع شده و مدارات الکترونیکی طراحی شده برای تقویت سیگنال دریافتی. منبع انتشار نور که گاهی اوقات فرستنده نیز نامیده می‌شود، یک پرتو (Beam) از نور مرئی (Visible) یا فروسرخ (Infrared) را به سمت گیرنده منتشر می‌کند.

سنسور چیست؟ ( حسگر/ Sensor )

سنسور ( sensor ) از کلمه sens گرفته شده است و در لغت به معنی حس کننده یا حسگر می باشد که می تواند کمیت هایی مانند دما و رطوبت، فشار و... را به کمیت های الکتریکی پیوسته ( آنالوگ / analogue ) یا غیرپیوسته ( دیجیتال / Digital ) تبدیل کند. سنسورها یکی از پر کاربردترین تجهیزات اتوماسیون صنعتی می باشند که مانند حواس پنجگانه انسان برای ماشین ها عمل می کنند.

 در صنعت برای رسیدن به سرعت و دقت مطلوب در انجام فرآیندهای کاری (مانند ساخت یک محصول در خط تولید)، نیاز هست که ماشین آلات و تجهیزات موجود در خطوط تولید به صورت اتوماتیک و به ترتیب و دقتی که می خواهیم، کار را برای ما انجام دهند، به همین دلیل سنسورها در جاهای مختلف نصب می شوند تا کاری که می خواهیم طبق نیاز ما انجام شود. عملکرد سنسورها و قابلیت اتصال آنها به دستگاه های مختلف مانند PLC، باعث شده است که سنسورها بخشی از اجزای جدا نشدنی دستگاه های کنترل اتوماتیک شوند.در دسته بندی هایی که برای سنسورها انجام می شود، سنسورها را به دو دسته " تماسی " و " غیرتماسی " تقسیم می کنند که هر یک از این دسته ها دارای زیر مجموعه هایی است.

سنسورهای تماسی:

برای سنجش دمای محیط مورد استفاده قرار می گیرند. سنسورهای تماسی دمای خود را مورد سنجش قرار داده و با تماس این سنسور به جسم مورد نظر دیگر و یا قرار گرفتن سنسور در محیط، تعادل گرمایی بین سنسور و محیط ایجاد می شود و مورد سنجش قرار می گیرد.

سنسورهای غیرتماسی:

سنسورهایی هستند که با نزدیک شدن یک جسم یا قطعه، آن را حس کرده و فعال می شوند.

مزایای سنسورهای غیرتماسی:

• سرعت سوئیچینگ زیاد
• عدم ایجاد نویز در هنگام سوئیچینگ
• عدم نیاز به نیرو و فشار
• طول عمر زیاد
• قابل استفاده در محیط های مختلف با شرایط سخت کاری

حسگرهای مجاورتی چطور کار می‌کنند؟

حسگرهای مجاورت نوعی از حسگرها هستند که قادر به تشخیص وجود اجسام نزدیک بدون هیچ گونه تماس فیزیکی می‌باشد. یک حسگر مجاورتی اغلب یک میدان الکترومغناطیسی، الکترواستاتیکی و یا پرتویی از تشعشعات الکترومغناطیسی (به عنوان مثال، پرتو مادون قرمز) را از خود منتشر می‌کند و به دنبال تغییرات در محیط یا سیگنال‌های برگشتی می‌ماند.

این دست حسگرها غالباً در کنار بلندگو (اسپیکر) گوشی جای گرفته‌اند و زمانی که کاربر مشغول مکالمه با گوشی است، و آن را به کناره‌ی صورت و گوش خود نزدیک می‌کند، حسگرهای مجاورت فعال شده و قابلیت لمسی صفحه را از کار می‌اندازند تا از ورود ناخواسته‌ی اطلاعات جلوگیری شود. از این گذشته این حسگرها نور صفحه نمایش را قطع کرده و به ذخیره‌ی بیش از پیش انرژی الکتریکی کمک می‌کنند.

اما زمانی که کاربر از هدفون یا کیت‌های هندزفری استفاده می‌نماید، این حسگرها فعال نمی‌شوند چرا که نمی‌توانند مجاورت اندام صورت کاربر را در نزدیکی خود حس کنند. حسگرهای HSDL-9100 نوعی از حسگرهای مجاورت مینیاتوری (بسیار ریز) هستند که از متداول‌ترین تولیدات موجود در این زمینه به شمار رفته و امروزه در اغلب گوشی‌های هوشمند یافت می‌شود.

جالب اینکه به دلیل وجود همین حسگرها وقتی کاربر تلفن همراه را در نزدیک صورت خود قرار می‌دهد در زمان زنگ خوردن گوشی، صدای کمتری از آن بلند می‌شود. چرا که حسگر بدن کاربر را تشخیص داده و می‌داند صدای بلند زنگ می‌تواند به گوش وی آسیب برساند؛ به همین خاطر است که از شدت صدای زنگ می‌کاهد.

مزایای سنسور مجاورتی

• سنسورهای مجاورتی قطعات مکانیکی نداشته و برای تشخیص اهداف خود نیازی به ارتباط فیزیکی با آنها ندارند که همین مسئله باعث افزایش عمر مفید و ضریب اطمینان سنسورهای مجاورتی نسبت به دیگر سنسورها می شود.
• قابل اعتماد بودن حتی در محیط های بسیار سخت و خشن (مثلاً در محیط‌ های نفتی یا محیط ‌های صحرایی و فضای آزاد)
• نصب و راه‌اندازی آسان
• قیمت‌های بسیار مناسب و جذاب (مثلاً ارزان‌تر از سنسورهای نوری)