Công tắc giới hạn: nó là gì, đánh dấu + quy tắc kết nối
Hầu hết tất cả các hệ thống tự động đều có một thiết bị như công tắc giới hạn, có nhiệm vụ tắt chúng khi bộ phận chuyển động đạt đến một điểm nhất định. Trong hệ thống điều khiển chiếu sáng, công tắc giới hạn được sử dụng làm cảm biến. Khi các tình huống được lập trình xảy ra, chúng sẽ tạo ra một tín hiệu.
Chúng tôi sẽ cho bạn biết mọi thứ về mục đích chức năng và các loại thiết bị chuyển mạch giới hạn. Bài viết chúng tôi trình bày mô tả sơ đồ nối dây đã được thử nghiệm thực tế và liệt kê các quy tắc kết nối. Các tính năng đánh dấu được đưa ra và lời khuyên về lựa chọn được đưa ra.
Nội dung của bài viết:
Công tắc giới hạn là gì?
Công tắc giới hạn là thiết bị điện được thiết kế để đóng và mở mạch làm việc. Chúng được gắn trên các cơ cấu chuyển động để hạn chế chuyển động trong phạm vi ranh giới xác định. Các chức năng mà các thiết bị này thực hiện giống hệt với một công tắc tiêu chuẩn.
Việc lấp đầy các công tắc giới hạn được bọc trong một vỏ bền, thường là kim loại. Tất cả các yếu tố của nó được tối ưu hóa để dễ dàng buộc chặt và định hướng dễ dàng trong không gian.
Đèn LED sáng, có màu sắc khác nhau cho phép bạn kiểm soát nguồn điện và phản hồi của cảm biến. Hai cặp tiếp điểm, thường thấy nhất trong công tắc hành trình, giúp bạn có thể theo dõi trạng thái kết nối của nó.
Nếu tín hiệu không được theo sau bởi tín hiệu trở lại khi đóng cặp, điều này cho thấy có lỗi trong cáp dẫn đến công tắc. Sau khi cảm biến được kích hoạt, có thể sử dụng một cặp tiếp điểm mở để truyền tín hiệu.
Cảm biến nhạy cảm là cơ sở trong hệ thống bảo vệ rò rỉ. Khi phát hiện thấy nước được thiết kế để phát hiện, các thiết bị này không chỉ báo hiệu tình trạng khẩn cấp sắp xảy ra bằng âm thanh và màu sắc mà còn chặn hoạt động của các hệ thống vận chuyển nước qua đó.
Phân loại theo nguyên lý hoạt động
Có ba nhóm công tắc giới hạn chính: cơ khí, không tiếp xúc, từ tính. Chức năng chính của tất cả các thiết bị này là tự động ngắt kết nối cơ cấu làm việc ngay khi bộ phận chuyển động của nó đạt đến vị trí đã đặt. Những công tắc này không chỉ dùng để mở mạch mà còn để kết nối nó.
Hoạt động của mạch trong các cảm biến cuối được phối hợp theo hai cách: bằng tác động trực tiếp lên các tiếp điểm chuyển động và bằng cách điều khiển vị trí của chúng. Trong trường hợp đầu tiên, chúng được gọi là liên hệ, trong trường hợp thứ hai - không tiếp xúc. Một ví dụ về công tắc giới hạn tiếp xúc là các cảm biến chịu trách nhiệm đóng cửa ô tô.
Các cảm biến loại này không chỉ có thể bật và tắt các cơ chế mà còn xác định vị trí của đối tượng được theo dõi. Bao gồm các công tắc phao, cũng như các cảm biến xác định mức nhiên liệu.Tín hiệu cho hoạt động của chúng là sự thay đổi điện trở tương ứng với một mức chất lỏng nhất định.
Nhược điểm của cảm biến tiếp xúc khi có các bộ phận chuyển động cơ học là tuổi thọ sử dụng tương đối ngắn do khả năng bảo vệ khỏi độ ẩm và bụi không hiệu quả. Ưu điểm là thiết kế, lắp đặt và vận hành đơn giản. Công tắc không tiếp xúc được bảo vệ đáng tin cậy hơn nhiều khỏi các tác động bên ngoài. Nguồn lực của họ cũng dài hơn.
Công tắc giới hạn loại cơ khí
Việc điều khiển các công tắc hành trình loại này có thể là con lăn hoặc đòn bẩy. Chúng được kích hoạt ngay khi cơ cấu điều khiển dưới dạng bánh xe, nút bấm hoặc đòn bẩy chịu tác động cơ học.
Trong trường hợp này, vị trí của các tiếp điểm thay đổi - chúng có thể đóng hoặc mở. Quá trình này đi kèm với tín hiệu - điều khiển hoặc cảnh báo.
Thông thường, công tắc giới hạn có hai tiếp điểm - mở và đóng. Có những thiết bị đầu cuối duy nhất, nhưng chúng rất hiếm. Trong mọi trường hợp, có các liên hệ trong mỗi trường hợp và sơ đồ làm việc với các số của chúng được hiển thị trên bảng.
Thiết kế của VC con lăn cung cấp khả năng tắt bằng cách nhấn bộ truyền động vào một nút ở dạng một thanh nhỏ. Vì nó được kết nối với các tiếp điểm động nên tại thời điểm tiếp xúc, mạch nguồn sẽ mở ra.
Sự khác biệt giữa các công tắc đòn bẩy là các tiếp điểm di động của chúng được kết nối với một đòn bẩy nhỏ bằng một thanh hoặc một thanh truyền. Hành động xảy ra khi bộ truyền động nhấn cần gạt này.
Ngoài các thiết bị đầu cuối tiêu chuẩn, còn có các microswitch. Chúng hoạt động theo cùng một nguyên tắc, nhưng việc điều chỉnh chúng trong quá trình lắp đặt đòi hỏi độ chính xác cao hơn do hành trình nhỏ. Để tăng hành trình làm việc, họ sử dụng một kỹ thuật như đưa một phần tử trung gian vào mạch - một đòn bẩy có con lăn.
Loại công tắc này được sử dụng cả trong sản xuất và gia đình. Một số lượng lớn các bộ điều khiển được sử dụng trong thiết kế thang máy.
Trong số đó có công tắc dạng cảm biến có tác dụng giới hạn độ cao tối thiểu và tối đa của thang máy, báo hiệu đứt dây, phát tín hiệu mở cửa và thực hiện nhiều hành động khác. Có những công tắc siêu nhỏ trên cửa của nhiều căn hộ để bật đèn trong phòng khi nó được mở.
Trong ô tô, các cảm biến cơ học như vậy được đưa vào các mạch báo động và chiếu sáng. Đặc điểm của chúng là sự hiện diện của một đầu vào có tiềm năng tích cực được kết nối với nó. Vỏ là cực âm, được ép vào một phần kim loại trên thân xe không có sơn.
Phần tử này được kết nối với mặt đất của xe bằng cáp. Điều kiện chính là công tắc không được tiếp xúc với bề mặt ẩm ướt. Kết nối các cảm biến cuối khi lắp đặt báo động ô tô bằng sơ đồ. Đầu ra của chúng có thể được lắp đặt cả trên cửa và bên trong thiết bị chiếu sáng.
Để bật nó khi cửa mở và tắt nó khi nó đóng, thực hiện đoản mạch tới cực dương. Nếu trần bên trong và cửa ra vào được chiếu sáng, một khối công tắc giới hạn sẽ được sử dụng để thực hiện nhiều chức năng khác nhau. Do khối được kích hoạt, các cảm biến quan trọng sẽ bị chặn khi cố gắng mở ổ khóa.
Tính năng của công tắc giới hạn không tiếp xúc
Một trong những loại công tắc giới hạn là loại sửa đổi không tiếp xúc (BVK). Giao tiếp của các thiết bị được cấu hình để kích hoạt khi một đối tượng cụ thể đi vào vùng nhạy cảm.
Bản thân thiết bị không có bộ phận chuyển động nào và không có tiếp xúc cơ học giữa đối tượng tác động và phần tử công tắc được cấu hình cho nó.
BVK bao gồm các phần sau:
- yếu tố nhạy cảm;
- phím nguồn;
- thành phần phân tích tín hiệu.
Khoảng cách mà thiết bị bắt đầu hoạt động được đặt dựa trên sự sửa đổi của cảm biến và các yêu cầu của quy trình. Việc loại trừ cả yếu tố chuyển động và cọ xát làm tăng đáng kể độ tin cậy của các thiết bị này.
Cảm biến không tiếp xúc, hay còn gọi là cảm biến tiệm cận, có chức năng mở rộng. Có hai loại - công tắc và cảm biến vị trí.
Nhiệm vụ đầu tiên của BVK là phát hiện vị trí của vật thể. Ngoài ra, cảm biến còn thực hiện việc đếm, định vị, tách và sắp xếp các vật thể. Nó có thể kiểm soát tốc độ, chuyển động, tính toán góc quay, hiệu chỉnh độ nghiêng và thực hiện nhiều thao tác khác.
Ở nhà công tắc lân cận cho đến nay chúng chủ yếu được sử dụng trong các tổ chức điều khiển ánh sáng. Tuy nhiên, trong lĩnh vực thiết kế hệ thống "Ngôi nhà thông minh" nó có phạm vi lớn hơn nhiều và nhiều triển vọng hơn.
Các thiết bị nhạy cảm được sử dụng trong công nghiệp, trong ngành vận tải, như một bộ phận của tự động hóa và trong lọc dầu. Dựa trên nguyên tắc phát hiện các vật thể đang đến gần, BKV được phân biệt giữa cảm ứng, điện dung, quang học và siêu âm.
Cảm biến tiệm cận cảm ứng
Chúng được điều chỉnh theo các vật liệu cả kim loại và vô định hình. Trong số những chất phản ứng với kim loại có các chất từ tính và sắt từ. Bên trong cảm biến có lõi - kim loại hoặc từ hóa.
Nếu chúng ta mô tả thiết kế của một cảm biến như vậy chi tiết hơn, thì nó bao gồm một bộ chuyển đổi bao gồm một cuộn dây đồng đặt trong cốc ferrite. Chức năng của nó bao gồm chuyển hướng vectơ của các đường điện từ đến phần trước của công tắc.
Bộ dao động trong mạch có thể có điện trở âm cố định hoặc bất kỳ loại nào khác. Các đường sức từ có hướng vuông góc với chiều dòng điện chạy qua các vòng quay của lõi từ hóa.
Trường lực xoay chiều được gây ra bởi điện áp xoay chiều ở đầu vào lõi. Thành phần quan trọng tiếp theo là bộ điều hòa tín hiệu, tạo ra độ trễ và phạm vi hoạt động của tín hiệu điều khiển. Nó bao gồm một máy dò kiểm soát kích hoạt.
Chìa khóa hoạt động của công tắc giới hạn cảm ứng là những thay đổi xảy ra khi một vật thể tiến lại gần hoặc di chuyển ra xa. Ngay khi ngưỡng điện áp vượt quá giá trị cho phép, cảm biến sẽ được kích hoạt bằng cách kết nối bộ kích hoạt để mở chìa khóa.
Công tắc giới hạn tiệm cận điện dung
Sau khi vật thể xuất hiện, mạch rung của thiết bị điện dung được khởi động và các thông số thời gian được thiết lập. Khi đối tượng đến gần cảm biến, công suất của cảm biến sau sẽ tăng lên và tần số do bộ đa hài tạo ra sẽ giảm.
Ngay khi vượt quá ngưỡng tần số, thiết bị sẽ tắt. Nhiều mô hình hoạt động theo nguyên tắc này. cảm biến chuyển động, tắt mở bóng đèn khi phát hiện vật thể trong vùng nhạy cảm.
Sơ đồ khối của cảm biến điện dung tương tự như một thiết bị cảm ứng: cả hai mẫu đều chứa máy phát điện và máy dò.
Ngoài máy phát điện tạo ra điện trường, thiết kế của chúng còn bao gồm các bộ phận cơ bản như bộ giải điều chế. Nó hoạt động như một bộ chuyển đổi biên độ dao động tần số cao với sự thay đổi điện áp đồng thời. Thành phần quan trọng tiếp theo là bộ kích hoạt, chịu trách nhiệm về mức tín hiệu nhất định, sự phụ thuộc vào chuyển mạch và độ trễ.
Để tăng tín hiệu đầu vào lên giá trị cài đặt, bộ khuếch đại được đưa vào mạch chuyển đổi điện dung. Đèn LED hiển thị các cài đặt và hoạt động của thiết bị.
Một yếu tố như hợp chất bảo vệ công tắc khỏi độ ẩm và các hạt rắn. Thân bằng nhựa hoặc đồng thau bảo vệ mọi thứ bên trong nó khỏi hư hỏng cơ học. Bộ này cũng bao gồm phần cứng gắn.
Phần tử chuyển mạch trong thiết bị này được đặt trên một tụ điện và là một tấm tương tác với bộ rung. Vai trò của phần tử ngưỡng được thực hiện bởi bộ so sánh được kết nối với bộ rung. Sau đó, cái sau được kết nối với bộ biến tần và điện áp.
Sự khác biệt giữa mô hình điện dung và mô hình cảm ứng là mô hình điện dung phản ứng với độ ẩm không khí và những thay đổi về mật độ. Sau này không nhạy cảm với những ảnh hưởng như vậy.
Thiết kế công tắc siêu âm
Thiết kế của công tắc giới hạn siêu âm cung cấp sự hiện diện của các bộ phát âm thanh thạch anh tạo thành sóng xung có chiều dài 100 - 500 kHz và một bộ thu có cài đặt tương ứng với một tần số nhất định.
Khi biên độ của sóng âm thanh thay đổi do thao tác của vật thể chuyển động, công tắc vi mô BVK sẽ ghi lại các giá trị mới và dựa trên đó để điều khiển tín hiệu đầu ra.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến siêu âm dựa trên sự thay đổi thời gian mà sóng âm truyền từ cảm biến đến vật thể được điều khiển. Khoảng cách phát hiện của các thiết bị như vậy khá lớn - lên tới 10 m, ưu điểm lớn của chúng là có thể phát hiện vật thể có hình dạng và màu sắc bất kỳ phản ánh âm thanh.
Các cảm biến như vậy được sử dụng để phát hiện các vật thể có bề mặt phẳng chiếm vị trí vuông góc so với đường tâm phát hiện.
Sự thiếu chính xác trong công việc của họ có thể gây ra:
- Các luồng không khí mạnh, đột ngột làm tăng cường hoặc làm suy yếu sóng.
- Thay đổi nhiệt độ đột ngột. Với một lượng nhiệt lớn phát ra từ một vật thể, tốc độ của sóng truyền sẽ thay đổi.
- Độ lệch so với phương thẳng đứng của góc giữa mặt phẳng nằm ngang của vật thể và trục của cảm biến. Nếu lỗi này vượt quá 10⁰ thì cảm biến sẽ không hoạt động.
- Đường nét góc cạnh của vật thể. Trong trường hợp này, việc xác định nó là rất khó khăn.
Rung động lan truyền trong môi trường rắn, khí, lỏng và tốc độ phụ thuộc vào các thông số liên quan. Cảm biến siêu âm không có bộ phận chuyển động nên không có mối quan hệ giữa số chu kỳ và tuổi thọ của thiết bị. Chúng được đặc trưng bởi khả năng chống lại tất cả các loại ảnh hưởng bên ngoài tăng lên.
Thiết bị quang học không tiếp xúc
BKV loại này điều khiển các vật thể vừa chặn bức xạ vừa phản xạ nó. Khi một vật thể đi vào khoảng trống giữa công tắc và nguồn sáng, cảm biến sẽ ngắt đầu ra ánh sáng. Phần tử chịu trách nhiệm cho hành động này có thể là rơle hoặc chất bán dẫn. Bán kính phản hồi lên tới 150 m.
Cảm biến tiệm cận hoạt động ở phạm vi nhiệt độ rộng - từ -60 đến +150⁰С. Chúng có thể chịu được áp suất khoảng 500 atm và có thể được sử dụng trong môi trường khắc nghiệt và thậm chí trong điều kiện có nguy cơ nổ cao.
Các loại đầu từ
Loại công tắc này hay còn gọi là công tắc phao hay công tắc sậy đang dần thay thế các loại công tắc cơ khí. Các tiếp điểm của chúng thay đổi vị trí khi chúng ở một khoảng cách nào đó so với nam châm. Trong trường hợp này, một tín hiệu được gửi đến mạch điều khiển.
Công tắc sậy chứa một hoặc hai tiếp điểm được làm bằng vật liệu đặc biệt - nam châm sắt. Công tắc giới hạn từ có kích thước nhỏ. Nó được đặt trong một vỏ làm bằng nhựa hoặc thủy tinh và được gắn vào mạch điện khi nó bị đứt.
Các tiếp điểm trong một công tắc như vậy có thể mở, đóng hoặc chuyển đổi được. Trong các thiết bị thuộc loại đầu tiên, tiếp điểm sẽ đóng khi được kích hoạt. Các tiếp điểm thường đóng sẽ mở trong những trường hợp tương tự và các tiếp điểm chuyển mạch sẽ hoạt động tùy theo tình huống.
Việc lựa chọn mô hình phụ thuộc vào hoàn cảnh cụ thể. Công tắc Reed được sử dụng trong thiết kế cổng trượt. Với sự giúp đỡ của họ, cấu trúc sẽ dừng lại khi đạt đến vị trí cực đoan khi mở hoặc đóng.
Một số mô hình phao được sử dụng như một phần của hệ thống báo động an ninh ở lối vào một ngôi nhà. Khi cửa đóng, mạch điện bị đóng do tác dụng của từ trường lên công tắc hành trình. Việc mở cửa sẽ kích thích chuyển động của nam châm và mở tiếp điểm, khiến chuông báo động bật lên.
Việc không có tiếp xúc cơ học trong thiết kế này là ưu điểm của nó, giúp tăng tuổi thọ. Chúng được phân biệt bằng cấu trúc đơn giản nhất, dựa trên sự tương tác của các điểm tiếp xúc được điều khiển từ tính với một nam châm thông thường.
Quy tắc kết nối và chi tiết cụ thể
Mặc dù bản thân các công tắc giới hạn được thiết kế khá đơn giản nhưng chúng được sử dụng trong các thiết bị có mạch điện phức tạp. Do đó, việc kết nối chúng phải được thực hiện bởi các chuyên gia và tuân thủ nghiêm ngặt các sơ đồ, dựa trên các tính năng kỹ thuật.
Hãy xem ví dụ về cách kết nối một công tắc cơ học đơn giản trong máy in 3D. Điều này là cần thiết để thiết lập các tọa độ cực trị cho việc vận chuyển của nó. Công tắc giới hạn plug-in có 3 tiếp điểm - COM, NO, NC. Khi cảm biến mở, tiếp điểm đầu tiên và cuối cùng ở mức +5V. Tiếp điểm thứ hai (NO) được nối đất.
Cảm biến được kết nối bằng hai dây - đỏ và đen. Khi thiết bị kích hoạt, bạn sẽ nghe thấy tiếng click thông thường. Công tắc đèn báo được kết nối theo cách tương tự, nhưng nó cũng có dây thứ ba - màu xanh lá cây.
Kích hoạt của nó được biểu thị bằng đèn LED sáng và tiếng click. Các đầu nối của nó trên bo mạch có các ký hiệu: cho dây màu đỏ V (+5 V), cho màu đen - G (mặt đất), cho màu xanh lá cây - S (tín hiệu).
Các chữ cái tương tự chỉ ra các đầu nối trên công tắc quang. Nó sẽ điều khiển hoạt động của xe chính xác hơn nhưng có thể gặp trục trặc trong điều kiện bụi bặm và ánh nắng mặt trời.Việc kích hoạt cặp quang học đi kèm với việc đưa vào một điốt phát sáng và diễn ra hoàn toàn âm thầm.
Công tắc giới hạn được các nhà sản xuất đồ nội thất sử dụng rộng rãi, lắp đặt chúng trong tủ quần áo. Việc kết nối được thực hiện theo hướng dẫn đi kèm với từng kiểu máy. Sơ đồ cho thấy vị trí buộc chặt cấu trúc nhựa bằng chìa khóa. Đối với cửa giữa phải lắp đặt sao cho không cản trở chuyển động chính xác của cửa phần kia dọc theo thanh dẫn hướng.
Nếu công tắc giới hạn được lắp đặt cho cửa xoay thì nó sẽ được cố định bằng vít tự khai thác bên trong tủ. Khi cửa đóng, ấn nút, mở mạch và đèn không hoạt động. Khi mở cửa sẽ nhả nút và đèn sẽ sáng.
Đánh dấu công tắc giới hạn
Mỗi thiết bị chuyển mạch này được đánh dấu tương ứng. Bằng cách giải mã nó, bạn có thể có được tất cả thông tin về một kiểu công tắc hành trình cụ thể. Nếu có mục VU222M trên đó thì có nghĩa đây là công tắc hành trình của dòng VU222. Yếu tố chuyển động là một đòn bẩy hiện đại hóa.
Hãy để chúng tôi giải mã chi tiết, ví dụ, đánh dấu công tắc VP 15M4221-54U2. Nó được trang bị một phần tử hoạt động di động thuộc dòng 15. Nó có một tiếp điểm đóng và một tiếp điểm ngắt, được trang bị một bộ đẩy có con lăn.
Mức độ bảo vệ là IP54 ở phía ổ đĩa, “U” biểu thị phiên bản khí hậu và số 2 biểu thị danh mục vị trí. Sản phẩm tuân thủ TU U 31.2-25019584-005-2004.
Nhà sản xuất dẫn đầu phân khúc
Nhiều công ty sản xuất cảm biến như vậy. Trong số đó có những nhà lãnh đạo được công nhận. Trong số đó có công ty Sick của Đức, là nhà sản xuất chính những sản phẩm chất lượng cao như vậy. Autonics cung cấp cho thị trường các công tắc giới hạn không tiếp xúc loại cảm ứng và điện dung.
Cảm biến không tiếp xúc chất lượng cao được sản xuất bởi công ty TEKO của Nga. Chúng được đặc trưng bởi độ kín cực cao (IP 68). Các công tắc giới hạn này hoạt động trong những môi trường nguy hiểm nhất, bao gồm cả môi trường dễ nổ và có nhiều phương pháp lắp đặt khác nhau.
Công tắc giới hạn từ nhà sản xuất Promfactor của Ukraine rất phổ biến. Công tắc và công tắc hành trình VP, PP, VU được sản xuất tại đây. Bảo hành, tuân theo tất cả các quy tắc vận hành, là 3 năm.
Kết luận và video hữu ích về chủ đề này
Video số 1. Phổ biến về công tắc giới hạn:
Video số 2. Cài đặt HF trên máy CNC tự chế:
Mục đích của công tắc giới hạn có thể rất khác nhau. Chúng được sử dụng cả trong các hệ thống công nghiệp phức tạp và trong cuộc sống hàng ngày để tăng sự thoải mái cho chúng ta. Điều chính là chúng chỉ được kết nối với mạch điện sau khi đã loại bỏ hoàn toàn điện áp.
Vui lòng viết bình luận vào khối bên dưới. Có lẽ bạn sẽ chia sẻ thông tin hữu ích cho khách truy cập trang web. Để lại bài viết kèm đề xuất, đăng ảnh về chủ đề, đặt câu hỏi.
Cần trợ giúp giải quyết vấn đề.Tôi đã lắp ráp một máy bơm thủy lực để trồng cây lâu năm, nhưng tôi không thể lắp đầu dò để bật nam châm trên nhà phân phối của Bulgaria. Có 2 cái, chúng di chuyển hình trụ để đóng và mở. Cho đến nay, chỉ có 2 nút microsha được điều khiển bằng tay. Rất chậm.
hình thành sóng xung có chiều dài 100 - 500 kHz - là thế nào?