Galutinis jungiklis: kas tai yra, žymėjimas + prijungimo taisyklės

Beveik visose automatinėse sistemose yra toks prietaisas kaip ribinis jungiklis, atsakingas už jų išjungimą, kai judanti dalis pasiekia tam tikrą tašką. Apšvietimo valdymo sistemose ribiniai jungikliai naudojami kaip davikliai. Kai susidaro užprogramuotos aplinkybės, jie suformuoja signalą.

Mes papasakosime viską apie funkcionalią paskirtį ir ribinių išjungimo įrenginių atmainas. Mūsų pateiktame straipsnyje aprašytos praktikoje patikrintos montavimo schemos, išvardytos prijungimo taisyklės. Pateikti žymėjimo ypatumai, duoti patarimai dėl pasirinkimo.

Kas yra ribiniai jungikliai?

Ribiniai jungikliai – tai elektrotechniniai įrenginiai, skirti darbinei grandinei atjungti ir sujungti. Jie montuojami ant judančių mechanizmų, kad apribotų jų judėjimą nustatytose ribose. Šių įrenginių atliekamos funkcijos yra identiškos standartiniam jungikliui.

Ribinių jungiklių vidinė dalis yra uždaryta patvariame korpuse, dažniausiai metaliniame. Visi jo elementai optimizuoti paprastam tvirtinimui ir lengvai orientacijai erdvėje.

Ryškūs, skirtingų spalvų šviesos diodai leidžia kontroliuoti maitinimo tiekimą ir daviklio suveikimą. Dvi poros kontaktų, dažniausiai esančių ribiniame jungiklyje, suteikia galimybę kontroliuoti jo prijungimo būklę.

Jei uždaroje poroje po signalo perdavimo nėra jo sugrįžimo, tai rodo kabelio, vedančio prie jungiklio, gedimą. Po daviklio suveikimo signalui perduoti galima naudoti atvirą kontaktų porą.

Jautrūs davikliai yra pagrindas sistemose nuo nuotėkių. Aptikus vandenį, kuriam nustatyti jie yra skirti, įrenginiai ne tik signalizuoja apie besiformuojančią avarinę situaciją garsiniu ir spalviniu režimu, bet ir blokuoja sistemų, kuriomis transportuojamas vanduo, darbą.

Klasifikacija pagal veikimo principą

Išskiriamos trys pagrindinės ribinių jungiklių grupės: mechaniniai, bekontakčiai, magnetiniai. Pagrindinė visų šių prietaisų funkcija – automatiškai atjungti veikiantį mechanizmą, kai jo judanti dalis pasiekia nustatytą padėtį. Šie jungikliai tarnauja ne tik grandinei atjungti, bet ir jai sujungti.

Grandinės darbas galiniuose davikliuose koordinuojamas dviem būdais: tiesioginiu poveikiu judantiems kontaktams ir poziciniu jų valdymu. Pirmuoju atveju jie vadinami kontaktiniais, antruoju – bekontakčiais. Kontaktinių galinių jungiklių pavyzdys yra davikliai, atsakingi už automobilių durų uždarymą.

Nuotraukoje pavaizduotas kelių tipo galutinio jungiklio konstrukcinis variantas. Pagrindiniai jo komponentai yra: dangtelis (1), pagrindas (2), kontaktai (3), ritinėlis (4), svirtis (5), sandarinimo juosta (6), laido įvadas (7)

Tokio tipo davikliai gali ne tik įjungti ir išjungti mechanizmus, bet ir nustatyti kontroliuojamo objekto padėtį. Jiems priklauso plūdiniai jungikliai, taip pat degalų lygio nustatymo davikliai. Jų suveikimo signalas yra varžos pokytis, atitinkantis tam tikrą skysčio lygį.

Kontaktinių daviklių trūkumas yra mechaninių judančių dalių buvimas, palyginti trumpas tarnavimo laikas dėl neefektyvios apsaugos nuo drėgmės ir dulkių. Privalumas – paprasta konstrukcija, montavimas ir eksploatacija. Bekontakčiai jungikliai yra žymiai patikimiau apsaugoti nuo išorinių poveikių. Jų išteklius taip pat yra ilgesnis.

Mechaninio tipo ribiniai jungikliai

Šio tipo galinių jungiklių valdymas būna ritinėlinis arba svirtinis. Jie suveikia, kai tik valdymo mechanizmas ratuko, mygtuko ar svirties pavidalu patiria mechaninį poveikį.

Tuomet pasikeičia kontaktų padėtis – jie gali užsidaryti arba atsidaryti. Procesą lydi signalas – valdymo arba įspėjamasis.

Dažniausiai galiniai jungikliai turi du kontaktus – atvirą ir uždarytą. Egzistuoja pavieniai galiniai įtaisai, tačiau jie reti. Bet kuriuo atveju kontaktai yra kiekvieno korpuse, o darbinė schema su jų numeriais pavaizduota ant panelės.

Ritinėlinių galinių jungiklių konstrukcijoje numatytas išjungimas, kai vykdomasis mechanizmas paspaudžia mygtuką, esantį mažo stūmoklio pavidalu. Kadangi jis yra susijęs su dinaminiais kontaktais, prisilietimo momentu įvyksta maitinimo grandinės atidarymas.

Svirtinių jungiklių skirtumas yra tas, kad jų judantys kontaktai per traukę arba per stūmoklį yra susiję su maža svirtimi. Veiksmas įvyksta, kai vykdomasis mechanizmas paspaudžia šią svirtelę.

Nuotraukoje mechaninis galinis mikrojungiklis KW4-3Z-3 su spaudimo juosta. Jis skiriasi nuo standartinio darbinio elemento eigos dydžiu. Jis naudojamas CNC staklėse, 3D spausdintuvuose.

Be standartinių galinių įtaisų yra mikrojungikliai. Jie veikia tuo pačiu principu, tačiau jų reguliavimas montavimo metu reikalauja didesnio tikslumo dėl mažos eigos. Siekiant padidinti darbinę eigą, naudojama tokia technika kaip tarpinio elemento – svirtelės su ritinėliu – įtraukimas į schemą.

Tokio tipo jungiklius naudoja tiek gamyboje, tiek namuose. Lifto konstrukcijoje panaudota daug galinių jungiklių.

Tarp jų yra jungiklis, veikiantis kaip daviklis, ribojantis minimalų ir maksimalų lifto eigos aukštį, signalizuojantis apie lyno nutrūkimą, duodantis signalą apie durų atidarymą ir atliekantis dar daug veiksmų. Daugelio butų durse yra mikrojungikliai, įjungiantys šviesą kambaryje, kai durys atidaromos.

Automobiliuose tokie mechaniniai galiniai davikliai įtraukiami į signalizacijos ir apšvietimo schemas. Jų ypatybė yra vienas įėjimas su prie jo prijungtu teigiamu potencialu. Korpusas yra minuso gnybtas, prispaudžiamas prie metalinio elemento ant automobilio kėbulo, kuris yra be dažų.

Su automobilio mase šis elementas sujungtas kabeliu. Pagrindinė sąlyga – jungiklis neturi kontaktuoti su šlapia paviršiumi. Galiniai davikliai jungiami montuojant automobilio signalizaciją, naudojant schemą. Jų išėjimus leidžiama montuoti tiek ant durų, tiek salone ant apšvietimo prietaisų.

Kad įjungimas vyktų atidarant duris, o išjungimas – jas uždarant, atliekamas trumpasis jungimas prie pliuso. Esant salono lubų ir durų apšvietimui, naudojamas galinių jungiklių blokas, atliekantis įvairias funkcijas. Dėl bloko suveikimo svarbūs davikliai blokuojami bandant atidaryti spynas.

Bekontakčių ribinių jungiklių ypatybės

Viena iš galinių jungiklių rūšių yra jų belietė modifikacija (BGJ). Prietaisų ryšys sukonfigūruotas taip, kad suveiktų, kai tam tikras objektas patenka į jautrumo zoną.

Šie galiniai jungikliai nustatomi konkrečiai medžiagai ir nurodytam dydžiui. Kai tik objektas su tokiais parametrais patenka į jautrumo zoną, transformuojama generatoriaus virpesių amplitudė.

Pačiame prietaise nėra judančių dalių, taip pat nėra mechaninio kontakto tarp poveikio objekto ir pagal jį suderinto jungiklio elemento.

BGJ sudaro šios dalys:

• jautrumo elemento;
• galios rakto;
• signalo analizatoriaus komponento;

Atstumas, kuriame įtaisas pradeda veikti, nustatomas pagal daviklio modifikaciją ir proceso reikalavimus. Judančių ir besitrinančių elementų nebuvimas jame žymiai padidina šių įtaisų darbo patikimumą.

Beliečiai davikliai arba, kaip jie dar vadinami, artumo davikliai, pasižymi plačiomis funkcinėmis galimybėmis. Egzistuoja dvi kategorijos – jungikliai ir padėties davikliai.

Pirmoji BVK užduotis – aptikti daikto padėtį. Be to, jutiklis atlieka objektų skaičiavimą, pozicionavimą, atskyrimą, rūšiavimą. Jis gali kontroliuoti greitį, judėjimą, apskaičiuoti posūkio kampą, koreguoti iškraipymą ir atlikti daugybę kitų veiksmų.

Buitinėmis sąlygomis bekontakčiai jungikliai kol kas daugiausia naudojami apšvietimo valdymo organizavime. Tačiau „Išmaniojo namo“ sistemų įrengimo srityje jis turi gerokai didesnę taikymo sritį ir daug daugiau perspektyvų.

Jautrūs prietaisai taikomi pramonėje, transporto sektoriuje, kaip automatikos elementas, naftos perdirbime. Pagal artėjančių objektų aptikimo principą skiriami indukciniai, talpiniai, optiniai, ultragarsiniai BVK.

Indukciniai bekontakčiai jutikliai

Jie suderinti tiek metalinėms, tiek amorfinėms medžiagoms. Tarp reaguojančių į metalą yra magnetinių, feromagnetinių variantų. Jutiklio viduje yra šerdis – metalinė arba įmagnetinta.

Jungiklis gali gauti maitinimą su dideliu įtampos verčių išsibarstymu – nuo 10 V nuolatinės srovės, kintamos – nuo 264 V. Išėjimo signalo sukūrimas vyksta esant 0,2 A nuolatinės srovės atveju ir 0,5 A esant kintamajai.

Jei apibūdinti tokio jutiklio konstrukciją išsamiau, tai jis sudarytas iš keitiklio, apimančio varinę ritę, esančią ferito dubenėlyje. Į jo funkcijas įeina elektromagnetinių linijų vektoriaus nukreipimas į jungiklio priekinę dalį.

Grandinėje esantis osciliatorius gali būti tiek su fiksuota neigiama varža, tiek bet kokio kito tipo. Magnetinio lauko linijos yra orientuotos statmenai srovės, tekančios per įmagnetintos šerdies vijas, krypčiai.

Kintamąjį jėgos lauką lemia kintamoji įtampa šerdies įvaduose. Kitas svarbus mazgas – signalo formuotojas, sukuriantis histerezę ir valdymo signalo veikimo diapazoną. Į jį įeina detektorius, valdomas trigerio.

Schemoje pavaizduotas indukcinis judesio jungiklis veikiantis. Pagrindinis jo elementas – induktyvumo ritė, maitinama iš generatoriaus.

Indukcinio ribinio jungiklio funkcionavimo esminis momentas yra pokyčiai, vykstantys artėjant arba tolstant objektui. Kai tik įtampos slenkstis viršija leistiną vertę, jutiklis suveikia prijungdamas trigerį, atidarantį raktą.

Talpiniai bekontakčiai ribiniai jungikliai

Objektui atsiradus, talpinio prietaiso vibratoriaus kontūras paleidžiamas, nustatomi laiko parametrai. Artėjant daiktui prie jutiklio, pastarojo talpa didėja, o dažnis, generuojamas multivibratoriaus, mažėja.

Kai tik dažnių slenkstis bus viršytas, prietaisas išsijungs. Šiuo principu veikia daugelis judesio jutiklių modelių, kurie išjungia ir įjungia lemputes, kai aptinka objektą jautrumo zonoje.

Talpinio jutiklio struktūrinė schema yra panaši į indukcinį prietaisą: abiejuose modeliuose yra generatorius ir detektorius.

Talpinio tipo galinio jungiklio veikimo principas pagrįstas priėmimo elemento – kondensatoriaus talpos kitimu. Tokiuose jutikliuose perjungimo operacija pradedama, kai į jų lauką patenka dielektriniai ir metaliniai objektai.

Be generatoriaus, gaminančio elektrinį lauką, jų konstrukciją sudaro tokios pagrindinės dalys kaip demoduliatorius. Jis atlieka aukšto dažnio virpesių amplitudės keitiklio vaidmenį, kartu keisdamas įtampą. Kita svarbi sudedamoji dalis – trigeris, atsakingas už tam tikrą signalo lygį, perjungimą ir histerezės priklausomybę.

Siekiant padidinti įvesties signalą iki nustatytos vertės, į talpinio jungiklio schemą įtraukiamas stiprintuvas. Už prietaiso nustatymo ir veikimo kontrolę atsako šviesos diodo indikatorius.

Nuo drėgmės ir kietųjų dalelių patekimo jungiklį saugo toks elementas kaip mišinys (compundas). Plastikinis arba žalvarinis korpusas apsaugo viską, kas yra jo viduje, nuo mechaninių pažeidimų. Į komplektą taip pat įeina tvirtinimo detalės.

Perjungimo elementas šiame prietaise yra ant kondensatoriaus ir yra plokštelė, sąveikaujanti su vibratoriumi. Slenksčio elemento vaidmenį atlieka komparatorius, sujungtas su vibratoriumi. Pastarasis savo ruožtu yra prijungtas prie dažnio ir įtampos keitiklio.

Talpiniai galiniai jungikliai reaguoja į kietas medžiagas, miltelines, skystas, tiek laidžias elektrą, tiek nelaidžias.

Talpinių modelių skirtumas nuo indukcinių yra tas, kad pirmieji reaguoja į oro drėgmę ir tankio pokytį. Antrieji – yra nejautrūs tokiam poveikiui.

Ultragarsinių jungiklių sandara

Ultragarsinių galinių jungiklių konstrukcijoje numatyti kvarciniai garso spinduliuotuvai, formuojantys 100–500 kHz ilgio impulsines bangas, ir imtuvas, kurio nustatymai atitinka tam tikrą dažnį.

Keičiantis garso bangų amplitudei dėl judančio objekto manevrų, mikrojungiklis BVK fiksuoja naujas vertes ir pagal tai valdo išėjimo signalus.

Ultragarsinių daviklių veikimo principas pagrįstas garso bangos sklidimo laiko pokyčiu nuo daviklio iki valdomo objekto. Tokių prietaisų aptikimo atstumas gana didelis – iki 10 m. Didelis jų privalumas yra tai, kad jie gali aptikti bet kokios formos ir spalvos objektą, atspindintį garsą.

Šio ultragarsinio daviklio veikimas pagrįstas paprastu principu: kai tik viena jo kojelė gauna signalą, kita priima impulsą, kurio ilgis lygus atstumui iki objekto.

Tokie davikliai naudojami aptikti objektus su plokščiu paviršiumi, kuris yra statmenas vidurinei aptikimo linijai.

Jų darbo netikslumus gali sukelti:

1. Staiga atsirandantys didelės galios oro srautai, sustiprinantys arba susilpninantys bangą.
2. Staigus temperatūros režimo pokytis. Esant dideliam objekto skleidžiamam šilumos kiekiui, kinta sklindančių bangų greitis.
3. Nukrypimas nuo vertikalės kampo tarp objekto horizontaliosios plokštumos ir daviklio ašies. Jei ši paklaida viršija 10⁰, daviklis neveikia.
4. Kampiniai objekto kontūrai. Tokiu atveju jo aptikimas yra labai apsunkintas.

Virpesiai sklinda kietoje, dujinėje, skystoje terpėje, o greitis priklauso nuo atitinkamų parametrų. Ultragarsiniai davikliai neturi judančių dalių, todėl nėra priklausomybės tarp ciklų skaičiaus ir prietaiso tarnavimo laiko. Jie pasižymi didesniu atsparumu įvairaus pobūdžio išoriniams poveikiams.

Optiniai bekontakčiai įrenginiai

Šio tipo bekontakčiai ribiniai jungikliai (BKV) kontroliuoja objektus, tiek užstojančius, tiek atspindinčius spinduliuotę. Kai objektas patenka į erdvę tarp jungiklio ir šviesos šaltinio, daviklis nutraukia šviesos srautą. Už šį veiksmą atsakingas elementas gali būti relė arba puslaidininkis. Reagavimo spindulys siekia iki 150 m.

Tai yra optinio ribinio daviklio nuotrauka. Jis nustato judančių dalių kraštutinių taškų padėtis 3D spausdintuvuose, CNC staklėse.

Artumo davikliai veikia plačiame temperatūros diapazone – nuo -60 iki +150⁰C. Jie atlaiko apie 500 atm slėgį, gali būti naudojami agresyvioje aplinkoje ir net padidinto sprogimo pavojaus sąlygomis.

Magnetinės ribinių jungiklių atmainos

Šis jungiklių tipas, kitaip dar vadinamas plūdiniais arba herkonais, palaipsniui išstumia mechaninius modelius. Jų kontaktai keičia padėtį, kai yra tam tikru atstumu nuo magneto. Tuomet valdymo schemai siunčiamas signalas.

Herkoniniame jungiklyje yra vienas arba du kontaktai, pagaminti iš specialios medžiagos – feromagnetiko. Magnetinis ribinis jungiklis pasižymi mažais matmenimis. Jis dedamas į plastikinį arba stiklinį korpusą, o į elektros grandinę montuojamas jos pertraukoje.

Tokiame jungiklyje kontaktai gali būti atviri, uždaryti arba perjungiami. Pirmojo tipo prietaisuose kontaktas suveikus užsidaro. Paprastai uždaryti kontaktai atsidaro analogiškomis sąlygomis, o perjungiami elgiasi pagal situaciją.

Modelio pasirinkimas priklauso nuo konkrečių aplinkybių. Gerkonai naudojami stumdomų vartų konstrukcijoje. Jų pagalba atliekamas konstrukcijos sustabdymas, kai ji pasiekia galinę padėtį atidarant arba uždarant.

Kai kurie plūdiniai modeliai naudojami kaip apsauginės signalizacijos dalis prie įėjimo į namą. Kai durys uždarytos, grandinė uždaryta dėl magnetinio lauko poveikio galiniam jungikliui. Atidaromos durys sukelia magneto judėjimą ir kontakto atsidarymą, dėl ko įsijungia signalizacija.

Montuojant magnetus, atsižvelgiama į jų poliškumą. Netinkamai sumontavus, jie nevykdys jiems skirtų funkcijų.

Tai, kad šioje konstrukcijoje nėra mechaninio kontakto, yra jos privalumas, didinantis ilgaamžiškumą. Jie pasižymi paprasčiausia struktūra, pagrįsta magnetiniu valdomų kontaktų sąveika su paprastu magnetu.

Prijungimo taisyklės ir specifika

Nors patys galiniai jungikliai yra gana paprasti, jie naudojami sudėtingų elektros grandinių įrangoje. Todėl jų prijungimą turi atlikti specialistai, griežtai laikantis principinių schemų ir atsižvelgiant į technikos ypatumus.

Panagrinėkime paprasto mechaninio jungiklio prijungimo prie 3D spausdintuvo pavyzdį. Tai reikalinga norint nustatyti kraštines jo vežimėlio koordinates. Prijungiamas galinis jungiklis turi 3 kontaktus – COM, NO, NC. Kai jutiklis yra atidarytas, pirmasis ir paskutinis kontaktai yra +5 V įtampos. Antrasis kontaktas (NO) yra įžemintas.

Schemoje kontaktai COM (1) ir NO (2) yra uždaryti, o COM ir NC (3) – atidaryti. Kai spausdintuvo vežimėlis pasiekia kraštinę padėtį, kontaktai COM ir NC susijungia ir įvyksta jo atšokimas 2 mm.

Jutiklis prijungiamas dviem laidais – raudonos ir juodos spalvos. Kai prietaisas suveikia, turi pasigirsti būdingas spragtelėjimas. Indikatorinis jungiklis prijungiamas pagal tą pačią schemą, tačiau jis turi ir trečią laidą – žalią.

Apie jo suveikimą signalizuoja užsidegęs šviesos diodas ir spragtelėjimas. Jo jungtys ant plokštės pažymėtos: raudonam laidui V (+5 V), juodam – G (žemė), žaliam – S (signalas).

Tos pačios raidės žymi ir optinio jungiklio jungtis. Jis tiksliau kontroliuos vežimėlio darbą, tačiau gali sutrikti esant dulkėtumui ir saulės šviesai. Optinės poros suveikimą lydi šviesos diodo įjungimas ir jis vyksta visiškai tyliai.

Galiniai jungikliai plačiai naudojami baldų gamintojų, juos montuojant stumdomose spintose. Prijungimas atliekamas pagal prie kiekvieno modelio pridedamą instrukciją. Schemoje nurodoma plastikinės konstrukcijos su mygtuku tvirtinimo vieta. Vidurinių durų atveju ją reikia sumontuoti taip, kad ji netrukdytų teisingam kitų sekcijos durų judėjimui kreiptuvais.

Schepose pavaizduota galinių jungiklių prijungimo tvarka stumdomoms spintų durims (b variantas) ir varstomoms durims (a variantas)

Montuojant galinį jungiklį varstomoms durims, jis tvirtinamas savisriegiais spintos viduje. Uždarytoje būsenoje durys spaudžia mygtuką, atjungia grandinę ir apšvietimas neveikia. Atidarytoje būsenoje durys atleidžia mygtuką ir apšvietimas įsijungia.

Ribinių jungiklių žymėjimas

Kiekvienas iš šių perjungimo įtaisų turi atitinkamą žymėjimą. Jį iššifravus galima gauti visą informaciją apie konkrečią galinio jungiklio modelį. Jei ant jo yra užrašas VU222M, tai reiškia, kad prieš jus yra galinis VU222 serijos jungiklis. Judantis elementas – modernizuota svirtis.

Šioje struktūrinėje schemoje parodytas galinio jungiklio, skirto veikti valdymo grandinėse, veikiančiose kintamąja ir nuolatine srove, sąlyginis žymėjimas, maksimali įtampa 660 V.

Išsamiai iššifruosime, pavyzdžiui, jungiklio VP 15M4221-54U2 žymėjimą. Jis turi vieną judantį veikimo elementą iš 15 serijos. Jis turi vieną uždarymo kontaktą ir vieną atidarymo kontaktą, su ritininiu stūmikliu.

Apsaugos lygis – IP54 iš pavaros pusės, «U» žymi klimatinį vykdymą, o skaičius 2 – išdėstymo kategoriją. Gaminys atitinka TU U 31.2-25019584-005-2004.

Pirmaujantys šios srities gamintojai

Tokius jutiklius gamina daug firmų. Tarp jų yra pripažintų lyderių. Tarp jų – Vokietijos įmonė Sick, kaip pagrindinis tokios aukštos kokybės produktų gamintojas. Įmonė Autonics tiekia rinkai galinius bekontakčius indukcinio ir talpinio tipų jungiklius.

Aukštos kokybės bekontakčius jutiklius gamina Rusijos įmonė «TEKO». Jie pasižymi ypač aukštu sandarumu (IP 68). Šie galiniai jungikliai veikia pačiose pavojingiausiose aplinkose, įskaitant sprogias, ir yra prieinami įvairūs montavimo metodai.

Populiarūs yra Ukrainos gamintojo «Promfaktor» galiniai jungikliai. Čia gaminami galiniai jungikliai ir perjungikliai VP, PP, VU. Garantija, laikantis visų eksploatacijos taisyklių, yra 3 metai.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Vaizdo įrašas #1. Populiariai apie galinį jungiklį:

Vaizdo įrašas #2. KV montavimas ant savadarbės CNC staklės:

Galinių jungiklių paskirtis gali būti labai įvairi. Jie naudojami tiek sudėtingose pramoninėse sistemose, tiek buityje, siekiant padidinti mūsų komfortą. Svarbiausia, juos prijungti prie elektros grandinės galima tik visiškai atjungus įtampą.

Prašome rašyti komentarus žemiau esančiame bloke. Galbūt pasidalinsite informacija, kuri bus naudinga svetainės lankytojams. Palikite įrašus su rekomendacijomis, skelbkite nuotraukas tema, užduokite klausimus.