Jenis Sakelar

Meskipun mungkin tampak aneh untuk membahas topik dasar sakelar listrik pada tahap akhir dalam seri buku ini, saya melakukannya karena bab-bab berikutnya mengeksplorasi ranah teknologi digital yang lebih tua berdasarkan kontak sakelar mekanis daripada sirkuit gerbang solid-state , dan pemahaman menyeluruh tentang jenis sakelar diperlukan untuk menjalankannya.

Mempelajari fungsi sirkuit berbasis sakelar pada saat yang sama saat Anda mempelajari gerbang logika solid-state membuat kedua topik lebih mudah dipahami, dan menyiapkan panggung untuk pengalaman belajar yang disempurnakan dalam aljabar Boolean, matematika di balik sirkuit logika digital.

Apa itu Saklar Listrik?

Sakelar listrik adalah perangkat apa pun yang digunakan untuk memutus aliran elektron dalam suatu rangkaian. Sakelar pada dasarnya adalah perangkat biner:sakelar itu sepenuhnya menyala ("tertutup") atau sepenuhnya mati ("terbuka"). Ada banyak jenis sakelar yang berbeda, dan kami akan membahas beberapa jenis sakelar ini dalam bab ini.

Pelajari Berbagai Jenis Switch

Jenis sakelar yang paling sederhana adalah sakelar di mana dua konduktor listrik bersentuhan satu sama lain melalui gerakan mekanisme penggerak.

Sakelar lain lebih kompleks, berisi sirkuit elektronik yang dapat dihidupkan atau dimatikan tergantung pada beberapa rangsangan fisik (seperti cahaya atau medan magnet) yang dirasakan.

Bagaimanapun, output akhir dari sakelar apa pun akan (setidaknya) sepasang terminal koneksi kabel yang akan dihubungkan bersama oleh mekanisme kontak internal sakelar ("tertutup"), atau tidak terhubung bersama ("terbuka") .

Sakelar apa pun yang dirancang untuk dioperasikan oleh seseorang umumnya disebut sakelar tangan , dan mereka diproduksi dalam beberapa varietas:

Toggle Switch

Sakelar sakelar digerakkan oleh tuas yang dimiringkan di salah satu dari dua posisi atau lebih. Sakelar lampu yang umum digunakan dalam kabel rumah tangga adalah contoh sakelar sakelar.

Sebagian besar sakelar sakelar akan berhenti di salah satu posisi tuasnya, sementara yang lain memiliki mekanisme pegas internal yang mengembalikan tuas ke normal tertentu. posisi, memungkinkan untuk apa yang disebut operasi "sementara".

Sakelar Tombol Tekan

Sakelar tombol tekan adalah perangkat dua posisi yang digerakkan dengan tombol yang ditekan dan dilepaskan. Sebagian besar sakelar tombol tekan memiliki mekanisme pegas internal yang mengembalikan tombol ke posisi "keluar", atau "tidak ditekan", untuk pengoperasian sesaat.

Beberapa sakelar tombol tekan akan menyala atau mati secara bergantian dengan setiap penekanan tombol. Sakelar tombol tekan lainnya akan tetap dalam posisi "masuk", atau "ditekan", hingga tombol ditarik kembali.

Sakelar tombol jenis terakhir ini biasanya memiliki tombol berbentuk jamur untuk memudahkan aksi tarik-tarik.

Sakelar Pemilih

Sakelar pemilih digerakkan dengan semacam kenop putar atau tuas untuk memilih salah satu dari dua posisi atau lebih.

Seperti sakelar sakelar, sakelar pemilih dapat beristirahat di salah satu posisinya atau berisi mekanisme pegas kembali untuk operasi sesaat.

Sakelar Joystick

Sakelar joystick digerakkan oleh tuas yang bebas bergerak di lebih dari satu sumbu gerakan. Satu atau lebih dari beberapa mekanisme kontak sakelar digerakkan tergantung ke arah mana tuas didorong, dan terkadang seberapa jauh tuas didorong.

Notasi lingkaran-dan-titik pada simbol sakelar mewakili arah gerakan tuas joystick yang diperlukan untuk menggerakkan kontak. Sakelar tangan joystick biasanya digunakan untuk kontrol derek dan robot.

Beberapa sakelar dirancang khusus untuk dioperasikan dengan gerakan mesin, bukan oleh tangan operator manusia.

Sakelar yang dioperasikan dengan gerakan ini biasanya disebut sakelar batas , karena sering digunakan untuk membatasi gerak suatu mesin dengan mematikan daya penggerak suatu komponen jika bergerak terlalu jauh. Seperti halnya sakelar tangan, sakelar batas hadir dalam beberapa jenis:

Limit Switch

Sakelar batas ini sangat mirip sakelar sakelar atau sakelar tangan pemilih yang kokoh yang dilengkapi dengan tuas yang didorong oleh bagian mesin.

Seringkali, tuas berujung dengan bantalan rol kecil, mencegah tuas aus karena kontak berulang dengan bagian mesin.

Sakelar Kedekatan

Sakelar kedekatan merasakan pendekatan bagian mesin logam baik oleh medan magnet atau elektromagnetik frekuensi tinggi.

Sakelar kedekatan sederhana menggunakan magnet permanen untuk menggerakkan mekanisme sakelar tertutup setiap kali bagian mesin mendekat (biasanya 1 inci atau kurang).

Sakelar proximity yang lebih kompleks bekerja seperti detektor logam, memberi energi pada kumparan kawat dengan arus frekuensi tinggi, dan secara elektronik memantau besarnya arus tersebut.

Jika bagian logam (tidak harus magnet) cukup dekat dengan koil, arus akan meningkat, dan membuat rangkaian pemantauan trip.

Simbol yang ditunjukkan di sini untuk sakelar kedekatan adalah simbol elektronik, seperti yang ditunjukkan oleh kotak berbentuk berlian yang mengelilingi sakelar.

Sakelar kedekatan non-elektronik akan menggunakan simbol yang sama dengan sakelar batas yang digerakkan tuas.

Bentuk lain dari proximity switch adalah optical switch, yang terdiri dari sumber cahaya dan fotosel. Posisi mesin dideteksi oleh gangguan atau pantulan berkas cahaya.

Sakelar optik juga berguna dalam aplikasi keselamatan, di mana berkas cahaya dapat digunakan untuk mendeteksi masuknya personel ke area berbahaya.

Berbagai Jenis Proses Switch

Dalam banyak proses industri, perlu untuk memantau berbagai kuantitas fisik dengan sakelar.

Sakelar tersebut dapat digunakan untuk membunyikan alarm, yang menunjukkan bahwa variabel proses telah melebihi parameter normal, atau dapat digunakan untuk mematikan proses atau peralatan jika variabel tersebut telah mencapai tingkat yang berbahaya atau merusak.

Ada banyak jenis switch proses.

Sakelar Kecepatan

Sakelar ini merasakan kecepatan putar poros baik dengan mekanisme berat sentrifugal yang dipasang pada Poros, atau dengan semacam deteksi gerakan poros non-kontak seperti optik atau magnetik.

Sakelar Tekanan

Tekanan gas atau cairan dapat digunakan untuk menggerakkan mekanisme sakelar jika tekanan tersebut diterapkan ke piston, diafragma, atau bellow, yang mengubah tekanan menjadi gaya mekanis.

Sakelar Suhu

Mekanisme penginderaan suhu yang murah adalah “strip bimetalik:” strip tipis dari dua logam, disambungkan saling membelakangi, masing-masing logam memiliki laju ekspansi termal yang berbeda.

Ketika strip memanas atau mendingin, tingkat ekspansi termal yang berbeda antara dua logam menyebabkannya menekuk. Pembengkokan strip kemudian dapat digunakan untuk menggerakkan mekanisme kontak sakelar.

Sakelar suhu lainnya menggunakan bohlam kuningan yang diisi dengan cairan atau gas, dengan tabung kecil yang menghubungkan bohlam ke sakelar penginderaan tekanan. Saat bohlam dipanaskan, gas atau cairan memuai, menghasilkan peningkatan tekanan yang kemudian menggerakkan mekanisme sakelar.

Saklar Level Cairan

Benda terapung dapat digunakan untuk menggerakkan mekanisme sakelar ketika level cairan dalam tangki naik melewati titik tertentu. Jika cairan bersifat konduktif listrik, cairan itu sendiri dapat digunakan sebagai konduktor untuk menjembatani antara dua probe logam yang dimasukkan ke dalam tangki pada kedalaman yang diperlukan.

Teknik konduktivitas biasanya diimplementasikan dengan desain relai khusus yang dipicu oleh sejumlah kecil arus melalui cairan konduktif. Dalam kebanyakan kasus, tidak praktis dan berbahaya untuk mengalihkan arus beban penuh dari rangkaian melalui cairan.

Sakelar level juga dapat dirancang untuk mendeteksi level material padat seperti serpihan kayu, biji-bijian, batu bara, atau pakan ternak di silo penyimpanan, tempat sampah, atau hopper.

Desain umum untuk aplikasi ini adalah roda dayung kecil, dimasukkan ke dalam wadah pada ketinggian yang diinginkan, yang diputar perlahan oleh motor listrik kecil.

Ketika bahan padat mengisi tempat sampah setinggi itu, bahan tersebut mencegah roda dayung berputar. Respons torsi motor kecil daripada trip mekanisme sakelar.

Desain lain menggunakan garpu logam berbentuk "garpu tala", dimasukkan ke dalam tempat sampah dari luar pada ketinggian yang diinginkan. Garpu digetarkan pada frekuensi resonansinya oleh rangkaian elektronik dan rakitan kumparan magnet/elektromagnet.

Saat wadah terisi hingga ketinggian tersebut, material padat meredam getaran garpu, perubahan amplitudo getaran dan/atau frekuensi yang dideteksi oleh sirkuit elektronik.

Saklar Aliran Cairan

Dimasukkan ke dalam pipa, sakelar aliran akan mendeteksi laju aliran gas atau cairan apa pun yang melebihi ambang batas tertentu, biasanya dengan dayung atau baling-baling kecil yang didorong oleh aliran.

Sakelar aliran lainnya dibuat sebagai sakelar tekanan diferensial, yang mengukur penurunan tekanan melintasi batasan yang terpasang di dalam pipa.

Beralih Level Nuklir

Jenis sakelar level lainnya, yang cocok untuk pendeteksian material cair atau padat, adalah sakelar nuklir. Terdiri dari bahan sumber radioaktif dan detektor radiasi, keduanya dipasang melintasi diameter bejana penyimpanan untuk bahan padat atau cair.

Setiap ketinggian material di luar tingkat pengaturan sumber/detektor akan melemahkan kekuatan radiasi yang mencapai detektor. Penurunan radiasi pada detektor ini dapat digunakan untuk memicu mekanisme relai yang menyediakan kontak sakelar untuk pengukuran, titik alarm, atau bahkan pengontrolan ketinggian kapal.


Sumber dan detektor adalah di luar kapal, tanpa intrusi sama sekali kecuali fluks radiasi itu sendiri.

Sumber radioaktif yang digunakan cukup lemah dan tidak menimbulkan ancaman kesehatan langsung bagi personel operasi atau pemeliharaan.

Semua Sakelar Memiliki Banyak Aplikasi

Seperti biasa, ada lebih dari satu cara untuk menerapkan sakelar untuk memantau proses fisik atau berfungsi sebagai kontrol operator.

Biasanya tidak ada sakelar "sempurna" tunggal untuk aplikasi apa pun, meskipun beberapa jelas menunjukkan keunggulan tertentu dibandingkan yang lain. Sakelar harus disesuaikan secara cerdas dengan tugas untuk operasi yang efisien dan andal.

TINJAUAN:

• Sebuah saklar adalah perangkat listrik, biasanya elektromekanis, yang digunakan untuk mengontrol kontinuitas antara dua titik.
• Tangan sakelar digerakkan oleh sentuhan manusia.
• Batas sakelar digerakkan oleh gerakan mesin.
• Proses sakelar digerakkan oleh perubahan dalam beberapa proses fisik (suhu, level, aliran, dll.).

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Mengganti Lembar Kerja