SPDT Switch: functionaliteit, toepassingen en typen begrijpen

Introductie

De SPDT- schakelaar is belangrijk in de elektronica, omdat deze twee uitgangsverbindingen biedt om één ingang aan twee verschillende uitgangen te koppelen. Ze kunnen worden toegepast in vrijwel alle elektrische systemen, van verlichting in woningen tot complexe elektronische apparaten. Ze hebben drie aansluitingen, waarvan er één is verbonden met een van de uitgangsaansluitingen. De naam "AAN/AAN" is bedacht omdat ze een circuit op een vast moment sluiten. Schakelaars met een onderbrekingsfunctie werken op een manier waarbij de informatie van één bron wordt overgebracht naar twee verschillende circuits, vergelijkbaar met de werking van wissels in het spoor.

Wat is het belang van de SPDT-schakelaar?

De enkelpolige dubbelwerpschakelaar (SPDT) is een zeer aanpasbaar en veelgebruikt component in de elektrotechniek en elektronica. De architectuur en het ontwerp maken het mogelijk om met deze schakelaar signalen te wijzigen, moduleren, aansturen of schakelen, of om twee paden te besturen in een systeem voor energiebeheer of redundantie. Naast het veelvuldige gebruik in huishoudelijke apparaten, autosystemen en industriële besturingen, is een SPDT-schakelaar van groot belang in logische schakelingen voor het fabriceren van eenvoudige poorten of het schakelen van de toestand van logische schakelingen. Ze zijn goedkoop en betrouwbaar, met een breed toepassingsgebied, waardoor ze gemakkelijk in vrijwel elke situatie kunnen worden gebruikt, zowel in consumentenproducten als in industriële machines. Ze hebben talloze toepassingen in veel verschillende elektrische systemen, zowel digitaal als analoog . Over het algemeen verhogen SPDT-schakelaars de functionaliteit en betrouwbaarheid van elektronische systemen.

Componenten van een enkelpolige dubbelpolige (SPDT) schakelaar

Een enkelpolige, dubbelpolige schakelaar heeft drie aansluitingen, waaronder één ingangsaansluiting en twee uitgangsaansluitingen. Om echter als schakelaar te kunnen functioneren, moet de middelste een ingangspoort zijn. De twee uitgangspoorten worden beschreven als "normaal open" en "normaal gesloten", wat respectievelijk de toestanden "verbonden" en "niet verbonden" zijn. Het apparaat is uitgerust met een gemeenschappelijke aansluiting die zich onder het mobiele onderdeel bevindt. Terwijl het mechanisme een overgang ondergaat van een toestand van normale sluiting naar een toestand van normale openheid, verandert het wederzijdse contact tussen de twee uiteinden geleidelijk. De schakelaar fungeert als een brug om elektriciteit van het ene uiteinde naar het andere te laten stromen.

Hoe werkt een SPDT-schakelaar?

Een SPDT-switch verbindt één input met twee outputs. Deze verbinding maakt de besturing van de circuits via verschillende methoden mogelijk.

Overzicht van Single-Pole Double-Throw (SPDT)

• Gemeenschappelijke aansluiting (C): De “pool” van de schakelaar, die het bronsignaal verbindt.
• Normaal gesloten aansluiting (NC): Gemeenschappelijke aansluiting die tijdens normale bedrijfsomstandigheden wordt aangesloten en waardoor de stroom kan passeren.
• Normaal Open Aansluitklem (NO): Wanneer u de schakelaars omzet, verandert de verbinding van NC naar NO, waardoor er een nieuw circuit ontstaat.
• De SPDT-schakelaar opent of sluit twee verbindingen, waarbij de stroom door de twee verbindingen gaat wanneer ze “aan” zijn.

De gedeelde terminal van de SPDT-schakelaar verbindt tijdens inactieve toestanden met het normaal gesloten contact. Daarom wordt in deze positie elektrische stroom aan het circuit geleverd. De verbinding schakelt van de NC- naar de NO-terminal wanneer het relais wordt bekrachtigd (NO-contact). Deze manier van linken verandert, waarbij het circuit bij de NC-terminal wordt afgebroken en een nieuwe wordt opgezet bij de NO-terminal, waardoor de richting van de stromende stroom wordt omgedraaid.

Soorten SPDT-schakelaars

Er zijn twee soorten SPDT-switches: Make Before Break en Break Before Make.

• BBM: Standaard maakt een BBM SPDT-schakelaar contact met de paal met het normaal gesloten circuit, maar maakt geen contact met het normaal open circuit. Bij bekrachtiging verbreekt het het normaal gesloten circuit en maakt daarna verbinding met het normaal open circuit.
• MBB: Normaal gesproken is een MBB SPDT-schakelpaal verbonden met het gesloten circuit en niet met het open circuit. Wanneer deze wordt uitgeschakeld, wordt deze eerst verbonden met het normaal open circuit voordat deze wordt losgekoppeld van het normaal gesloten circuit.

Een SPDT-schakelaar bedraden in een basiscircuit

Het is veel gemakkelijker om een ​​bedradingsplan te maken voor een SPDT-schakelaar in de eenvoudigste circuits. Het kan verder worden uitgesplitst en uitgewerkt in de volgende stappen:

• Bepaal waar de schakeling precies begint en eindigt.
• Sluit de ingangsaansluiting aan op het gemeenschappelijke contact van de Sliding Gate Bipolar Transistor SPPT-schakelaar.
• Sluit het apparaat of de belasting aan op het normaal open of normaal gesloten contact op één uitgangsklem.
• Sluit de andere uitgangsklem aan op de negatieve voedingszijde of op de grond.
• Schakel het apparaat in om de verbinding te controleren.
• Controleer of de schakelaar de stroom en spanning aankan.
• Zorg ervoor dat alle bedrading goed vastzit. Voorkom kortsluiting door blootliggende geleiders of defecte verbindingen tussen draden.

Schema van een enkelpolige, dubbelpolige (SPDT) schakelaar

Bedieningsschakelaars zijn erg belangrijk in elektrische systemen omdat ze de meest basale manier bieden om de stroom aan en uit te zetten. Een SPDT-tuimelschakelaar is een drie-terminal met één ingang en twee uitgangen, aangeduid als A en B. De verbindingen moeten zich bevinden tussen COM en A of B, omdat er veranderingen zijn op beide, wat leidt tot de bediening van apparatuur vanaf twee verschillende locaties, een scenario dat zich altijd voordoet in driewegcircuits.

Een 12-volt stroombron, een gloeilamp, een elektromotor en een enkelpolige dubbele schakelaar zijn bedraad in het getoonde circuit. Hierdoor kan de tuimelschakelaar twee ladingen bedienen: een lamp en een motor. In de ene stand van de schakelaar zal de gloeilamp gloeien en de motor zal uit zijn, en het omgekeerde is mogelijk in de andere stand.

Structuur van de enkelpolige dubbelpolige (SPDT) schakelaar

Hieronder ziet u een voorbeeld van hoe deze schakelaar in zijn eenvoudigste vorm in elkaar zit. Sommige onderdelen van deze schakelaar zijn een paal, een worp en open en gesloten instellingen.

• De pool: De pool verwijst naar de schakelingen van de schakelaar binnenin. Afhankelijk van hoeveel afzonderlijke circuits het bestuurt, wordt een schakelaar enkelpolig of dubbelpolig genoemd.
• De Throw: Dit getal vertelt u hoeveel cycli de paal bestuurt. "Single throw" of "double throw" verwijst meestal naar hoeveel afzonderlijke cycli één paal aankan.
• De Open: Wanneer de paal niet aan een enkele worp is gekoppeld, wordt deze “open” of “geopend” genoemd.
• De Close: Wat is de Close? Een toestand met slechts één worp gekoppeld aan de paal wordt de gesloten of gesloten toestand genoemd.

Er zijn drie terminals in een SPDT-configuratie. Eén is gemarkeerd als gewoonlijk open, een andere als normaal gesloten en de derde is de gemeenschappelijke verbinding. Deze schakelaar wordt geleverd met vijf terminals: twee ingangen en drie uitgangen. Dit soort schakelaars kunnen echter van belang zijn in andere situaties, bijvoorbeeld wanneer men moet schakelen tussen verschillende stroombronnen. De SPDT werkt bijna op een vergelijkbare manier als de SPST-schakelaar.

Het lezen van een Single-Pole Double-Throw (SPDT) schakelaar

Het kennen van de outputs van SPDT-switches is onderdeel van elke microcontrollerprogrammering. Met een gedeelde pin in het midden en twee extra terminals zijn deze apparaten relatief eenvoudig te begrijpen en dienovereenkomstig nuttig in situaties waarin binaire opties moeten worden ingevoerd.

Gereedschappen en benodigdheden

De meest gebruikte hulpmiddelen voor het uitlezen van een SPDT-schakelaar zijn onder andere een Arduino 101 of Arduino Uno , een SPDT-schakelaar, een breadboard , jumperdraden, blauwe en gele LED's en twee weerstanden van 100 Ω.

Circuitcomponenten

Arduino kan de LED en de schakelaar beïnvloeden. Daarom is het raadzaam om de voedingsrail te gebruiken om deze drie apparaten tegelijkertijd van een stabiele spanning van 3.3 V te voorzien.

Deze zijn:

Aardingsaansluiting (GND)

• Verbind de 3.3V-uitgang van de Arduino met behulp van een draad met de rode voedingsrail op het breadboard.
• Gebruik een zwarte jumper om de zwarte rail van het breadboard te verbinden met de aardingspin op een Arduino

Microcontrollerconfiguratie

• Verbind de centrale aansluiting van de SPDT-schakelaar met pin acht op Arduino.
• Eén poot van de externe schakelaar moet worden aangesloten op de rode voedingsrail op het breadboard.
• Er moet een extra draad worden gebruikt om de tweede externe pin aan te sluiten op de zwarte aardingsrail van dit specifieke type elektronisch apparaat.

Microcontroller LED-integratie

• Soldeer de negatieve pinnen van de LED op de zwarte breadboardrail.
• Sluit de positieve aansluitingen weer aan op de 100-ohm-weerstanden.
• De vijfde en zesde pin zijn respectievelijk de plaatsen waar deze weerstanden geplaatst worden.

Code

De uitgangswaarde verandert het uitgangssignaal door de schakelaar aan te sluiten op een voedingsspanning van 3.3V en aarde, waardoor de werking van een LED wordt geregeld . In de beginstand brandt de blauwe LED; de schakelaar vormt dus een bruikbaar ingangssignaal in de robotica.

Veelvoorkomende toepassingen van SPDT-schakelaars?

De meest voorkomende toepassingen van SPDT-schakelaars zijn het regelen van de stroom en spanning van omkeerbare motoren, keuzeschakelaars, besturingscircuits, audioapparatuur, veiligheidsschakelaars en voedingen. Ze regelen de draairichting van een gelijkstroommotor, selecteren tussen ingangen of uitgangen, schakelen een apparaat in of uit, leiden een audiosignaal door en schakelen apparatuur uit in gevaarlijke situaties. SPDT-schakelaars schakelen tussen spanningsuitgangen of schakelen voedingen in of uit. Dit maakt ze zeer bruikbaar in elektrische en elektronische apparatuur vanwege hun flexibiliteit.

SPDT-switchtoepassingen/gebruiken

• Regelt de belasting vanaf twee verschillende locaties in een driewegcircuit.
• Maakt het mogelijk om twee verschillende circuits met één ingang te bedienen.
• Regelcircuit voor de uitgangsschakelaars van ABB/Siemens VFD's en een PLC-systeem.
• Alle accessorswitches hebben een gemeenschappelijke lay-out.

SPDT-heks voor het besturen van meerdere circuits

De tekst geeft een systematische uitleg over hoe u een SPDT-schakelaar kunt configureren om meerdere circuits te regelen door elk circuit aan te sluiten op een van de uitgangsaansluitingen van de schakelaar.

• Bij schakelingen met een ingang en een uitgang moet u de schakeling isoleren.
• De ingang van het circuit moet worden aangesloten op de gemeenschappelijke aansluiting van de SPDT-schakelaar.
• Het is verstandig om de uitgang aan één kant van uw circuit aan te sluiten op een schakelaansluiting.
• Wanneer u een ander circuit aansluit, moet u eerst de andere uitgangsaansluiting van de schakelaar loskoppelen voordat u deze aansluit.
• Ga door met stap 3 en 4 voor meer circuits.
• Test de circuits door de schakelaar te bedienen.
• Zorg ervoor dat het vermogen en de stroomsterkte van uw elektrische systeem overeenkomen met de schakelaar die u wilt gebruiken.
• Voorkom kortsluiting door elke draad stevig vast te maken aan het juiste aansluitpunt.
• Wees altijd voorzichtig als u met elektriciteit werkt.

Voordelen nadelen

SPDT-circuits zijn kosteneffectief, zeer betrouwbaar, werken met hoge spanningen en stromen en hebben meer dan voldoende vermogen om relais, pompen en motoren te schakelen. Het nadeel is dat ze niet twee belastingen tegelijk kunnen aansturen; dit leidt tot aanzienlijke kosten.

Hoe SPDT-switches verschillen van SPST en DPDT

Om ze beter te begrijpen, moeten SPDT's worden vergeleken met veel andere veelvoorkomende drukschakelaarconfiguraties:

Enkele pool enkele worp

Eén type elektrische schakelaar wordt een SPST-schakelaar genoemd. Deze heeft een verbinding die aan of uit kan worden gezet vanaf één invoerbron. Het hebben van contactpunten die "normaal open" of "normaal gesloten" worden genoemd, heeft minder kosten bij het observeren van deze druk.

Dubbele paal dubbele worp

DPDT staat voor "Double Pole Double Throw." Dit zijn elektrische drukschakelaars met de mogelijkheid om twee verschillende ingangsbronnen aan te sluiten op twee uitgangen. Het apparaat bestaat uit slechts twee SPDT-schakelcomponenten die met elkaar zijn verbonden.

Kies de juiste SPDT-schakelaar voor de klus

Kies de juiste SPDT-schakelaar voor gebruik met uw gereedschap of voor zakelijke doeleinden op basis van specificaties zoals de huidige spanning, temperatuur, omgeving, grootte, bevestigingspositie, bouwmaterialen en actuatoren. Applications Engineering beschikt over een groot assortiment aan elektrische schakelaars van goede kwaliteit, verkrijgbaar in verschillende worpontwerpen: solid-state, SPST en differentiële drukschakelaars.

Grootte

Zoals al eerder is vermeld, zijn sommige schakelaars zo klein dat je ze nauwelijks ziet; andere zijn zo groot dat je een vrachtwagen nodig hebt om ze te verplaatsen. Aan de andere kant heeft een robuuste industriële opstelling geen oversized schakelaar nodig; het kan echter om twee redenen de voorkeur hebben: dit type kan worden bediend met handschoenen aan of wanneer de fijne motoriek beperkt is. Kleine geïntegreerde goederen willen meestal zo klein mogelijk zijn.

Standaard staat

De meeste hebben geen vaste stand, hoewel sommige vormen van momentary switches wel een standaardinstelling hebben. Deze switches gaan direct terug naar hun normale stand zodra de externe kracht ophoudt. Deze tijdelijke switches kunnen ook standaard worden ingesteld om aan of uit te staan.

Vacatures

Dit geeft aan hoeveel schakelaars er in één unit zijn ingebouwd. Elke schakelaar wordt afzonderlijk aangestuurd en bevindt zich in dezelfde unit, maar verschilt in schakelstand en positie.

Montage opties

Schakelaars kunnen op printplaten worden gemonteerd in doorsteek- en oppervlaktemontageconfiguraties ; de pitch is belangrijk voor de traceerbaarheid van het breadboard. Paneelmontage of DIN-rails zijn beschikbaar voor diverse toepassingen. De montagemethode wordt meestal bepaald door het type installatie en de grootte van de schakelaar. Kleinere schakelaars worden direct op printplaten gemonteerd, terwijl grotere schakelaars op panelen of DIN-rails worden gemonteerd.

Activeringsopties

Handmatige of elektronische schakelaars kunnen nodig zijn met grote handschoenen, kleine schroevendraaiers of ander speciaal gereedschap. De meest voorkomende keuze die een bedrijf doorgaans moet maken, is het niveau van actuatoren; andere beschikbare opties voor actuatie zijn echter verhoogde of vlakke actuatorniveaus.

Stroom- en spanningswaarde

Schakelaars kunnen worden beoordeeld voor alles van een paar volt tot honderden of duizenden ampère. Hoewel er een algemene overeenkomst is tussen stroom- en spanningsclassificaties, is dit zeker geen regel. Schakelaars met een zeer vergelijkbaar fysiek ontwerp, die geschikt zijn voor zware stromen, kunnen mogelijk geen hoge spanning aan. Er moet op worden gelet dat de schakelaar geschikt is voor zowel de voorspelde stroom als de spanning in een bepaalde toepassing.

Omgevingsfactoren

De IP-classificatie (Ingress Protection) van een schakelaar geeft aan in welke mate de schakelaar bestand is tegen stof, water, trillingen en fysieke schokken. Vandalismebestendige of robuuste schakelaars blijven functioneren, zelfs als ze opzettelijk door een gebruiker worden beschadigd. Al deze factoren spelen een rol bij de productie van elke schakelaar, en verschillende eigenschappen worden toegevoegd aan diverse series of toepassingen.

Veelvoorkomende fouten bij het bedraden van een SPDT-schakelaar

Veiligheidsrichtlijnen voor SPDT-schakelaaraansluiting

1. Geen omgekeerde bedrading: Alle uitgangsklemmen, NO en NC, moeten correct worden aangesloten en men moet weten welke uitgangslijn het is met betrekking tot de status van de schakelaar.
2. Bevestig de draden: Alle draden moeten correct worden bevestigd en afgedekt om kortsluiting te voorkomen.
3. Geen dunne draden: De draden moeten een dikte hebben die de stroom en spanning van het circuit kan geleiden, om schade aan elektrische onderdelen te voorkomen.
4. Keuze van een geschikte schakelaar: De spanning en stroomsterkte van de schakelaar moeten zodanig zijn dat ze geschikt zijn voor het circuit en het risico op elektrische schokken uitsluiten.
5. Test het circuit voordat u de stroom inschakelt: Gebruik een voltmeter of ander testapparaat om het circuit op problemen te onderzoeken voordat u dure of gevoelige componenten aansluit.
6. Basisveiligheidsregels: Zorg ervoor dat de stroom altijd is uitgeschakeld voor de elektrische verbinding wanneer u eraan werkt. Draag geschikte veiligheidsuitrusting om uzelf te beschermen tegen elektrische schokken. Houd draden en componenten in de behuizing.

Problemen met SPDT-schakelbedrading oplossen

Hier zijn enkele strategieën voor het oplossen van problemen met de bedrading van SPDT-schakelaars:

• Bedradingsintegriteit: Zorg ervoor dat alle verbindingen goed vastzitten, zodat er geen losse draden of onderdelen losraken.
• Uitlijning van de schakelaar: Zorg ervoor dat de schakelaar op de juiste plaats zit, zodat deze langer meegaat.
• Elektrisch potentieel en snelheid: De hoeveelheid stroom en ampèrage in het circuit moeten worden gecontroleerd aan de hand van de opgegeven specificaties.
• Zoek naar korte posities: kortsluitingen zijn bedoeld om defecte schakelingen te isoleren.

Test het circuit: Controleer de bedrading of aansluitingen op problemen met een multimeter of andere testapparatuur. Vervang de schakelaar als deze nog steeds niet goed werkt.

Door deze stappen te volgen bij het oplossen van problemen, kunt u efficiënt diagnoses stellen en problemen oplossen die verband houden met de bedrading van SPDT-schakelaars.

Wanneer u zich aan deze richtlijnen houdt, kunt u bedradingsproblemen met SPDT-schakelaars vakkundig identificeren en oplossen.

Conclusie

SPDT-schakelaars worden veelvuldig gebruikt en zijn essentiële componenten gebleven in talloze elektrische en elektronische ontwerpen vanwege de flexibiliteit die ze bieden in de aansturing en/of het energiebeheer van een circuit. Dit komt doordat ze een gemeenschappelijke ingang verbinden met een van twee unieke uitgangen, waardoor ze effectief toepasbaar zijn in uiteenlopende sectoren, van consumentenproducten tot industriële toepassingen. Inzicht in de verschillende categorieën, operationele kosten en elektrische aansluitingen van SPDT-schakelaars vormt de basis voor elke gebruiker of student elektronica om circuits correct te ontwerpen en fouten op te sporen. Zorgvuldige selectie van de juiste schakelaar, afgestemd op de eisen van de toepassing, in combinatie met het naleven van de geldende voorschriften voor bedrading en installatie, kan de betrouwbaarheid en efficiëntie van elektronische systemen verhogen.