מתגי החלפה הם מכשירים פשוטים אך אמינים השולטים בזרימת החשמל בלחיצת מנוף מהירה. ידועים בעמידות וברבגוניות, הם נמצאים בשימוש נרחב בבתים, כלי רכב, תעשיות ואלקטרוניקה. מאמר זה מסביר כיצד פועלים מתגי החלפה, תצורת הפינים שלהם, המפרטים, היישומים והחיווט, ועוזר לך לבחור ולהשתמש במתג המתאים עבור הפרויקט שלך.
ג1. החלפת מתג סקירה כללית
ג2. החלפת מתג מפרטים ודירוגים
ג3. בניית מתג החלפה
ג4. דגמי מתגי החלפה נפוצים
ג5. דוגמה לתרשים מעגל מתג החלפה
ג6. החלפת סמלי מתג בסכימות
ג7. החלפת יישומי מתג
ג8. אמצעי זהירות של מתג החלפה
ג9. השוואת מתג מתג לעומת נדנדה
ג10. מסקנה
ג11. שאלות נפוצות [שאלות נפוצות]
החלף מתג נגמרview
מתג החלפה הוא מכשיר מכני הפותח או סוגר מעגל חשמלי באמצעות מנוף או ידית. הזזת הידית מזיזה אבזור פנימי, יוצרת או מנתקת מגע עם הדקים כדי לאפשר או לחסום את זרימת הזרם. הם נקראים גם מתגי הפעלה או מתגי ג'ויסטיק, תלוי בעיצוב. המנגנון הפשוט שלהם הופך אותם לאופציה מהימנה בכל דבר, החל ממנורות ועד לוחות מטוסים.
החלף מפרטים ודירוגים של מתג
| מפרט | דירוג / ערך |
|---|---|
| התנגדות למגע | ≤ 20 mΩ |
| נפילות מתח (בעומס) | ≤ 100 mV בזרם נקוב |
| דירוג נוכחי | • מיניאטורה: 100 mA – 500 mA • סטנדרטי/תעשייתי: 1 אמפר – 15 אמפר (עד 30 אמפר לרכב כבד) |
| דירוג מתח | 12 וולט DC , 24 וולט DC , 120 וולט AC או 250 וולט AC (תלוי בדגם) |
| התנגדות בידוד | ≥ 1,000 MΩ ב-500 וולט DC |
| חוזק דיאלקטרי | 1,000 – 1,500 Vrms |
| טמפרטורת פעולה | -30 מעלות צלזיוס עד +85 מעלות צלזיוס (סוגים מחוספסים עשויים לחרוג מזה) |
| חיים מכניים | 50,000 – 100,000 פעולות (סוגים תעשייתיים: >200,000 מחזורים) |
החלפת מבנה מתג
מתג דו-מצבי בנוי מכמה חלקים שתוכננו בקפידה ופועלים יחד כדי לספק פעולת מיתוג אמינה:
• מנוף (מפעיל): הידית או המחבט הגלויים שאתה מסובב כדי לשלוט במעגל. צורתו (שטוחה, עגולה או מורחבת) תלויה ביישום, כאשר מנופים ארוכים יותר מעניקים הפעלה קלה יותר בכפפות או במסגרות תעשייתיות.
• קפיץ: רכיב קטן אך בסיסי היוצר את תחושת פעולת ההצמדה ומבטיח שהידית תחזור היטב למקומה. הקפיץ מספק משוב מישוש כך שהמפעיל יודע שהמתג השתנה במצב.
• בוכנה: משמש כקישור מכני בין הידית למגעים הפנימיים. כאשר הידית זזה, הבוכנה דוחפת או מושכת את האבזור המוליך למקומו.
• אבזור: האלמנט הנע המוליך המגשר או מפריד בין מסופים. התכן שלו מבטיח לחץ עקבי על המגעים כדי למזער את ההתנגדות והקשתות.
• מגעים (קבועים ונעים): הצמתים החשמליים הפותחים או סוגרים את המעגל. עיצוב מדויק מבטיח עמידות נמוכה, חיים ארוכים ובלאי מינימלי גם במחזורים חוזרים ונשנים.
• מארז / בית: גוף המגן המחזיק את כל החלקים ביישור. זה יכול להיות פלסטיק מבודד לשימוש כללי או מתכת לסביבות מחוספסות ומוגנות. המארז תומך גם באלמנטים איטום בדגמים עמידים בפני מזג אוויר.
• בסיס ומסופים: הבסיס של המתג שבו מתחברים חוטים או מחברים חיצוניים. מסופים עשויים להיות זיזי הלחמה, עמודי ברגים או לשוניות חיבור מהיר, בהתאם לדרישות ההתקנה.
דגמי מתג החלפה נפוצים
• מתג החלפה מופעל: שולט בשני מעגלים נפרדים, כאשר כל מיקום מנוף מפעיל פלט אחד. נקרא לעתים קרובות מתג החלפה מכיוון שהוא מתחלף בין שני חיבורים. מקרה שימוש נפוץ הוא מעבר בין מקורות חשמל או קווי אות. הגרסה On-(On) כוללת פעולה קפיצית שחוזרת למצב ברירת המחדל כאשר היא משוחררת, שימושית עבור פונקציות מיתוג זמניות.
• מתג הפעלה-כיבוי: הדגם הפשוט והמוכר ביותר, המציע בקרת הפעלה או כיבוי בינארית. מפיק קליק מכני מובהק למשוב מישוש. נקרא לפעמים מתג הפעלה-כיבוי חיובי בשל הנעילה האיתנה שלו. נפוץ במנורות, כבלי מאריכים ומכשירי חשמל קטנים.
• מתג הפעלה-כיבוי-הפעלה: מוסיף מצב כבוי מרכזי בין שני מצבי ON, ומספק גמישות שליטה נוספת. דוגמה: בחירה בין שני מכשירים תוך השארת שניהם כבויים במצב האמצעי. לסוג (מופעל)-כבוי-(מופעל) יש מצבי ON קפיציים שחוזרים אוטומטית למצב OFF כאשר הם משוחררים. זה משמש לעתים קרובות באביזרי רכב, כגון פקדי חלונות או מושבים.
• מתג החלפה רגעי: משתמש במנגנון קפיץ שמחזיר את הידית למצב OFF לאחר שחרורה. מסומן בסוגריים בסימון המעגל, למשל, (מופעל)-כבוי-(מופעל). מדורגים בדרך כלל V 12 / A 15, מה שהופך אותם למתאימים עבור מעגלי מתח נמוך בכלי-רכב, ימיים או ציוד בדיקה. אידיאלי עבור מעגלי מתנע, פונקציות איפוס ולוחות בקרה הדורשים הפעלת דופק מהירה.
סוגי מתגי החלפה מיוחדים
• מתג החלפה עם כיסוי: כולל מכסה נפתח או נעילה המונע פעולה בשוגג. שימושי בתעופה, מירוץ או ציוד חיצוני שבו בטיחות היא חובה. לעתים קרובות משולב עם איטום עמיד למים לסביבות קשות.
• מתג החלפה שטוח: כולל פרופיל נמוךfile ידית או מפעיל שטוח ליישור שטוח עם לוחות או קירות. נפוץ בלוחות בקרה, מכונות ומתקנים צמודי קיר שבהם יש חשיבות למרחב ולאסתטיקה.
• מתג החלפת LED: LED מובנה מספק משוב חזותי של מצב הפעלה/כיבוי, לעתים קרובות זוהר בקצה או בבסיס הידית. פופולרי בלוחות מחוונים לרכב, קונסולות ימיות ואלקטרוניקה עשה זאת בעצמך. זמין במספר צבעים (אדום, ירוק, כחול) לבידול סטטוס.
• מתג מיני מתג (סוג מיקרו-מתג): קומפקטי, קל משקל ודורש כוח הפעלה מינימלי. נמצא במיקרוגלים, מכונות אוטומטיות, מעליות ומנעולי בטיחות. מטפל בזרם נמוך אך מתוכנן עם מגעים חסיני-קשת עבור אמינות במחזורים חוזרים.
• מתג החלפה גדול: ידית גדולה במיוחד לראות ברורה ותפעול קל, אפילו עם כפפות. משמש בתא טייס תעופה וחלל, מכונות כבדות ובקרות כוח תעשייתיות. דגמים מסוימים כוללים מתגים כפולים או מקושרים מכנית ליתירות במערכות קריטיות למשימה.
דוגמה לתרשים מעגל מתג החלפה
מערך חיווט בסיסי עם מתג החלפה SPDT (Single Pole Double Throw) יכול להדגים כיצד הוא מנתב זרם בין שני עומסים, כגון נוריות LED:
כאשר הידית מתהפכת לכיוון פין 1, המסוף המשותף (COM) מתחבר לפין 1. הזרם זורם דרך נגד LED1 +, ומפעיל את LED1 בעוד LED2 נשאר כבוי.
כאשר הידית מתהפכת לכיוון פין 3, COM מתחבר לפין 3. זרם זורם דרך נגד LED2 +, ומפעיל את LED2 בזמן ש-LED1 נכבה.
החלף סמלי מתג בסכימות
מתגי החלפה מיוצגים על ידי סמלי מעגלים סטנדרטיים המראים כיצד המגעים מתחברים:
• SPST (זריקה בודדת של קוטב יחיד): מוצג כקו פשוט המחבר או מנתק שתי נקודות. זה עובד כמו מתג הפעלה/כיבוי בסיסי, יוצר או שובר נתיב מעגל יחיד.
• SPDT (זריקה כפולה של קוטב יחיד): מיוצג על ידי מסוף משותף אחד עם קו שיכול להתחבר לאחת משתי היציאות. סמל זה מראה את היכולת להחליף קלט אחד בין שני נתיבים שונים.
• DPDT (זריקה כפולה של קוטב כפול): מצויר כשני מתגי SPDT המחוברים זה לזה מכנית. הסמל מציג שני מעגלים עצמאיים המוחלפים בו זמנית על ידי תנועת מנוף אחת.
החלף יישומי מתג
• משק בית: נפוץ במכשירי חשמל יומיומיים כגון מנורות, מאווררי תקרה, טלוויזיות ומערכות שמע ביתיות. הם מספקים בקרת הפעלה/כיבוי פשוטה וקלה לתפעול.
• תעשייתי ומסחרי: משמש בלוחות בקרת מכונות, מערכות מסועים, יחידות חלוקת חשמל ומכשירי מדידה. העמידות והמשוב המישוש שלהם הופכים אותם לאמינים להפעלה תכופה בסביבות תובעניות.
• רכב: מיושם באופן נרחב במכוניות, משאיות ואופנועים להפעלת פנסים, פנסי ערפל, תאורת עזר ופונקציות לוח מחוונים. דגמים כבדים עומדים בפני רעידות ועומסי זרם גבוהים יותר.
• תעופה והגנה: שימושי עבור מערכות בקרה בתא הטייס, לוחות ניווט, מנעולי בטיחות וציוד עזר. מתגי החלפת בטיחות עם כיסויי נעילה נפוצים למניעת הפעלה בשוגג.
• ציוד רפואי: משולב במיטות בית חולים, מכשירי אבחון, מוניטורים למטופלים ומכשירי מעבדה, שבהם מיתוג אמין ומדויק הוא חובה.
• מוצרי אלקטרוניקה: קיים בצעצועים, מחשבונים, מכשירי חשמל ביתיים קטנים וערכות עשה זאת בעצמך. מתגי החלפה מיניאטוריים פופולריים במיוחד עבור מכשירים קומפקטיים ופרויקטים חינוכיים.
• גרסאות מיוחדות: כולל מתגים מיניאטוריים לעיצובים מוגבלים במקום, מתגים מוארים לנראות בתאורה חלשה ומתגי בטיחות עם כיסויי מגן ליישומים קריטיים למשימה.
אמצעי זהירות של מתג החלפה
• התאם את דירוגי המתג לדרישת המעגל: בדוק תמיד כי כרךtagדירוגי המתח והזרם של מתג ההחלפה עומדים בדרישות המעגל או עולים עליהן. שימוש במתג לא מוערך עלול להוביל להתחממות יתר או לכישלון.
• הימנע מעומס יתר מעבר לזרם המרבי: חריגה מהזרם הנקוב עלולה לגרום לחום מוגזם, שחיקת מגע או אפילו סכנת שריפה. השתמש במתג כבד יותר אם היישום דורש עומסים גבוהים יותר.
• השתמש בכיסויי מגן בחוץ או בכרך גבוהtagהגדרות: יש להשתמש במגפיים, מגנים או מתגים אטומים עמידים בפני מזג אוויר בסביבות חיצוניות, ימיות או גבוהtagכדי למנוע אבק, לחות ומגע מקרי.
• הרכבה מאובטחת עם דסקיות/אגוזים: ודא שהמתג מחובר היטב לפאנל עם מנקי נעילה או אגוזים כדי למנוע התרופפות מרטט או שימוש חוזר.
• בדוק אם יש התחממות יתר, שינוי צבע או בלאי: בדוק באופן קבוע את גוף המתג, הידית והמסופים לאיתור סימנים של נזקי חום, ריח שריפה או רפיון מכני. החלף מיד מתגים פגומים.
• נתק את החשמל לפני חיווט או בדיקה: נתק תמיד את אספקת החשמל לפני ביצוע שינויי חיווט, בדיקה עם מולטימטר או ביצוע תחזוקה כדי למנוע התחשמלות או קצר חשמלי בשוגג.
השוואת מתג מתג לעומת נדנדה
| תכונה | מתג החלפה | מתג נדנדה |
|---|---|---|
| הפעלה | מופעל על ידי ידית או ידית המתהפכת למעלה ולמטה | מופעל על ידי לחיצה על משוט המתנדנד קדימה ואחורה |
| גודל | מעט מגושם יותר, בולט מהפאנל | פרופיל דק יותר, יושב שטוף עם הפאנל |
| משוב | "קליק" מישוש ונשמע מובהק בעת שינוי מצב | פעולה רכה ושקטה יותר עם תגובת מישוש פחות בולטת |
| שימוש נפוץ | פופולרי במכונות תעשייתיות, לוחות מחוונים לרכב, בקרות תעופה | בשימוש נרחב באלקטרוניקה ביתית, מכשירי חשמל ומכשירי צריכה |
| עמידות | סיבולת גבוהה יותר באופן כללי (50,000-100,000+ מחזורים; תעשייתי >200,000) | עמידות בינונית, מתאימה ליישומים קלים עד בינוניים |
| הרכבה | דורש אומי נעילה או דסקיות להתקנה מאובטחת | בדרך כלל נצמד לחיתוכי פאנל מלבניים להתקנה קלה |
| נראות | הידית נראית בבירור וקלה לתפעול, אפילו עם כפפות | פרופיל נמוך יותר, פחות סביר שיופעלו בטעות |
| הגנה | ניתן להרכיב כיסויי בטיחות, אטמים או מגפיים לסביבות קשות | לעתים קרובות לא אטום; סוגים אטומים זמינים אך פחות נפוצים |
סיכום
מתגי החלפה נותרו אחד המרכיבים המהימנים ביותר לבקרת מעגלים. העמידות שלהם, מגוון רחב של סוגים ואמינות המישוש הופכים אותם לשימושיים באינספור יישומים. על ידי הבנת מפרטים, חיווט ואמצעי בטיחות, אתה יכול לבחור בביטחון את מתג ההחלפה המתאים הן לפרויקטים יומיומיים והן לפרויקטים מקצועיים.
שאלות נפוצות [שאלות נפוצות]
מה ההבדל בין מתגים רגעיים למתוחזקים?
מתג החלפה רגעי נשאר במקומו רק בזמן לחיצה וחוזר כאשר הוא משוחרר, בעוד שמתג החלפה מתוחזק ננעל במקומו עד להחלפה ידנית שוב.
האם מתגי החלפה יכולים להתמודד עם מתח AC ו-DC?
כן. מתגי החלפה רבים מדורגים הן עבור AC והן עבור DC, אך עליך לבדוק את גיליון הנתונים מכיוון שדירוגי המתח והזרם שונים בין השניים.
כיצד אוכל לדעת אם מתג דו-מצבי פגום?
הסימנים כוללים פעולה לא עקבית, התחממות יתר, שינוי צבע גלוי או היעדר המשכיות בבדיקה עם מולטימטר. יש להחליף מיד מתג פגום.
האם מתגי החלפה מוארים שונים מאלה הסטנדרטיים?
מתגים מוארים כוללים נורית LED מובנית או מנורה שנדלקת כאשר המעגל פעיל, מה שמקל על איתורם בסביבות חשוכות. הם דורשים חיבור נוסף לאור.
11.5. האם מתגי החלפה יכולים להיות עמידים למים?
כן. מתגי החלפה עמידים למים או עמידים בפני מזג אוויר כוללים בתים אטומים או מגפי גומי, מה שהופך אותם למתאימים לסביבות ימיות, חיצוניות או תעשייתיות החשופות ללחות ואבק.