Что такое тумблер в электрике
Перейти к содержимому

Что такое тумблер в электрике

  • автор:

Что такое тумблер?

Тумблер это небольшой электро-переключатель, принципиальной частью которого отличающей его от других переключателей является рычажно-пружинный механизм. Используется в цепях электрических аппаратов и радиоэлектронной аппаратуре. В основном это двух и трех позиционные тумблеры.

Двух позиционный тумблер (Положение 1 -"цепь замкнута", Положение 2 — "цепь разомкнута") —

Трех позиционный тумблер (Положение 1 -"замкнута цепь №1, разомкнута цепь №2", Положение 2 — "замкнута цепь №2, разомкнута цепь №1", Положение 3 — "обе цепи разомкнуты"

Тумблер, это слово относится к понятию "включить".Но это не кнопочка, с помощью которой можно ВКЛючить или ВЫКЛючить что либо.При чём за примерно 100 лет тумблеры претерпели неимоверные преобразования, как во внешнем исполнении, так и в функциональном отношении.

Были времена, и совсем недавно, когда в ЭВМ вводили команду с помощью тумблеров.

"ВКЛ" обозначало 1 в многозначном коде команды или адреса программы, а "ВЫКЛ", соответственно ноль- 0 в тех же кодах и адресах.То есть код :

0001 обозначает положения тумблеров вниз, вниз, вниз, вверх.

В современных компьютерах и ноутбуках тумблеров не наблюдается.

А вот в системах водо-энерго и теплоснабжения , в устройствах автоматики тумблера есть.

Тумблер

ТУМБЛЕР — (от англ. tumble опрокидываться) малогабаритный механический переключатель. Применяется главным образом для коммутации цепей управления в электро и радиотехнических приборах и устройствах … Большой Энциклопедический словарь

тумблер — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN bat handle switchtoggle switchtumbler switchtumbler … Справочник технического переводчика

тумблер — а; м. [англ. tumbler] Небольшой механический переключатель электрического тока на два три положения. Переключить т. Щиток с тумблерами. Ручка тумблера. * * * тумблер (от англ. tumble опрокидываться), малогабаритный механический переключатель… … Энциклопедический словарь

тумблер — (англ. tumbler) разновидность электрического переключателя. ту мор 1лат, tumor) мед. опухоль. Новый словарь иностранных слов. by EdwART, , 2009. тумблер а, м. (англ. tumbler … Словарь иностранных слов русского языка

ТУМБЛЕР — Включать/ включить тумблер. Жарг. мол. Притворяться непонимающим. Максимов, 64. Переключиться с тумблера дурочки. Жарг. мол. Шутл. Перестать дурачиться. Вахитов 2003, 129 … Большой словарь русских поговорок

Тумблер — [tumbler switch] малогабаритный переключатель на два три положения с рычажно пружинным приводом. Устанавливается тумблер обычно на панелях и щитках управления приборов (аппаратов) и пультах управления. Максимально допустимое напряжение 380 В, ток … Энциклопедический словарь по металлургии

тумблер — permetamasis jungiklis statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. toggle switch vok. Kipphebelumschalter, m rus. перекидной переключатель, m; тумблер, m pranc. interrupteur à bascule, m … Radioelektronikos terminų žodynas

тумблер — тумблер, тумблеры, тумблера, тумблеров, тумблеру, тумблерам, тумблер, тумблеры, тумблером, тумблерами, тумблере, тумблерах (Источник: «Полная акцентуированная парадигма по А. А. Зализняку») … Формы слов

Тумблеры

Тумблер – устройство, предназначенное для переключения низковольтных цепей постоянного и переменного тока небольшой мощности. Производители предлагают несколько видов таких коммутаторов. Подходящую модель выбирают в соответствии с характеристиками электрооборудования и условиями эксплуатации. Тумблеры, которые нужны для комфортного управления комплексом приборов, размещают на общей панели. Эти устройства востребованы в условиях, не требующих частых переключений.

Конструктивные особенности тумблеров

Тумблером называют устройство с короткой ручкой и положительным щелчком. В его состав входят рычаги, соединенные локтевым шарнирным механизмом. Модели небольших размеров и массы называют микротумблерами.

Все элементы изготавливаются из металла или прочных полимерных материалов. Если тумблер планируется использовать в условиях высокой влажности и/или контакта с агрессивными средами, в его конструкцию входят резиновые или силиконовые уплотнители. В комплекте поставки могут присутствовать декоративные гайки.

Конструктивные особенности тумблеров

Популярность тумблерам обеспечивают простая и надежная конструкция, бесперебойность, понятная схема подключения и функционирования, долговечность.

Какие характеристики учитывают при выборе подходящего вида тумблера

  • Номинальное напряжение, которое определяется характеристиками изоляционных материалов, расстоянием между открытыми контактами, соображениями безопасности. Устройства, рассчитанные на напряжение 220 В, обычно применяются при комплектации бытовых приборов, 380 В – промышленного инструмента и оборудования.
  • Номинальный прямой ток. Характеризует ток, который тумблерный переключатель может пропускать через замкнутые контакты. Его необходимая величина зависит от силы тока оборудования. Обычно она находится в пределах 1-16 А.
  • Величина максимального электрического сопротивления контактов.
  • Эксплуатационные условия, в которых планируется использовать устройство. От них зависит требуемая степень защиты оболочки, которая определяет защищенность элементов от влаги и грязи. Степень защиты – от IP22 до IP68, в последнем случае устройство может выдержать даже погружение в воду.
  • Средняя износостойкость. Обычно она составляет 10 тысяч рабочих циклов. Это расчетная величина, показывающая количество срабатываний, после которого электрические и другие характеристики переключателя резко ухудшаются.
  • Способ крепления на месте установки – с помощью саморезов или клипс.
  • Количество положений рычага – 2 (включить-выключить) или 3 (включение-выключение-дополнительный режим).
  • Количество подключаемых контактов – 2-6, с увеличением числа контактных пар растет максимальное значение допустимых нагрузок.

Характеристики тумблеров

Типы тумблеров и принцип их работы

Производители предлагают тумблерные переключатели с разным количеством полюсов и положений. Число полюсов равно количеству цепей, которыми может управлять устройство. Число положений характеризует количество контактов, к которым может подключаться каждый полюс. По количеству полюсов и положений тумблеры классифицируются следующим образом:

  • SPST – однополюсные одноконтурные. Имеют по одному входу и выходу. При переводе рычага в позицию «Включено» электроцепь замыкается, питание поступает от источника к потребителю. В позиции «Выключено» переключатель размыкает цепь и прекращает питание приборов, инструментов, оборудования. Мгновенную реакцию устройства на изменение положения рычага обеспечивает пружина, входящая в конструкцию.
  • SPDT – однополюсные двухконтурные. Имеют один полюс и две цепи. В конструкции предусмотрено 3 контакта. Один – общий, а два других служат для переключения на них с общего контакта. Такие устройства используют при необходимости выбора между двумя сигналами или источниками питания. При переключении рычага замыкается одна или вторая цепь, каждая из которых отвечает за выполнение определенного действия.
  • DPDT – двухполюсные двухконтурные. Применяются для коммутации двух линий, одновременного отключения цепей от электропитания.

принцип работы тумблеров

Это наиболее популярные варианты, но производители предлагают и устройства с большим количеством полюсов.

Как правильно подключить тумблер

При необходимости установки тумблера или замены вышедшего из строя устройства необходимо осуществить следующие шаги:

  1. Убедиться, что прибор, в котором осуществляется установка/замена тумблерного переключателя, отключен от электропитания. При замене демонтировать старый переключатель.
  2. Если выступающая часть тумблера больше по диаметру, чем отверстие в корпусе, это отверстие следует расширить.
  3. Зачистить контакты на кабеле питания на 10-13 мм.
  4. Зачищенные провода соединить с переключателем пайкой, скруткой, накидыванием петель.
  5. Включить электропитание и проверить работоспособность устройства. Если переключатель функционирует нормально, то корпус тумблера требуется зафиксировать.

При замене или подключении тумблера необходимо соблюдать правила электрической безопасности.

ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ, ТУМБЛЕРЫ, КНОПКИ

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

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

Что такое переключатель

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

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

Метод переключения

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

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

Стабильная и нестабильная кнопка

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

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

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

Полюса и позиции переключателей

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

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

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

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

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

Переключатели SPST

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

Принципиальная схема переключателя SPST и пример кулисного переключателя

Переключатели SPDT

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

Принципиальная схема переключателя SPDT и пример ползункового переключателя

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

Переключатели DPDT

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

Принципиальная схема переключателя DPDT и пример кулисного переключателя этого типа

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

Многополюсные переключатели

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

Принципиальная схема и пример переключателя 4PDT

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

Монтаж и механические параметры

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

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

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

Устойчивость к условиям окружающей среды

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

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

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

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

Электрические параметры переключателей

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

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

Клавиатуры

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

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

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

Выключатели безопасности

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

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

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

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

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

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

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *