La maggior parte degli utenti associa gli interruttori all'accensione e allo spegnimento delle luci, ma questi semplici dispositivi vengono utilizzati in quasi tutte le applicazioni elettroniche. Gli interruttori elettromeccanici, ad esempio, interrompono o stabiliscono collegamenti nei circuiti elettrici. Diamo un'occhiata ai tipi più comuni di interruttori e a come applicarli nel prossimo progetto di un circuito.
Tipi di interruttori elettrici
I quattro tipi più comuni di interruttori nella progettazione di circuiti sono:
- SPST (Single Pole Single Throw), singolo polo e singolo contatto
- SPDT (Single Pole Double Throw), singolo polo e doppio contatto
- DPST (Double Pole Single Throw), doppio polo e singolo contatto
- DPDT (Double Pole Double Throw), doppio polo e doppio contatto
Gli interruttori manuali sono più comuni nella vita quotidiana, ma è possibile applicare gli stessi concetti ai relè. I relè sono interruttori elettromeccanici azionati elettricamente. Qualsiasi tipo di interruttore è costituito da due componenti principali che controllano il circuito: un polo dell'interruttore e un contatto dell'interruttore.
- Polo dell'interruttore: un polo dell'interruttore descrive il numero di circuiti separati controllati dall'interruttore o dal relè. Come vedremo in seguito, un interruttore Single Pole Single Throw (SPST) controlla un circuito singolo.
- Contatto dell'interruttore: un contatto dell'interruttore descrive il numero di connessioni di uscita che ciascun polo dell'interruttore può avere. Ad esempio, un interruttore Single Pole Double Throw (SPDT) ha un unico polo e due diverse opzioni di uscita dell'interruttore.
Che cos'è un interruttore SPST?
La forma più semplice di un interruttore è un dispositivo SPST. Un interruttore SPST comprende un controllo "ON/OFF" di base di un circuito singolo ed è costituito da due terminali che fungono da punti di connessione elettrica. Si porta l'interruttore su "ON" per stabilire un collegamento tra i due terminali oppure si mette l'interruttore su "OFF" per eliminare il collegamento tra i terminali.
L'interruttore della luce in una qualsiasi stanza probabilmente utilizza un interruttore SPST. Quando è in posizione "OFF", il circuito si interrompe e la luce si spegne. Quando l'interruttore è in posizione "ON", i due terminali collegati completano il circuito e la luce si accende.
Che cos'è un interruttore SPDT?
Un interruttore SPDT è costituito da tre terminali e collega il terminale sorgente e uno dei due terminali di uscita. Un interruttore SPDT consente una configurazione "ON/ON", il che significa che il terminale di ingresso dell'interruttore completa sempre uno dei due possibili circuiti controllati dallo stesso.
- Se l'interruttore è in posizione "ON-1", il collegamento del terminale di ingresso viene stabilito con il primo terminale di uscita, completando così il primo circuito.
- Se l'interruttore è in posizione "ON-2", il secondo terminale di uscita stabilisce il collegamento con il terminale di ingresso, completando così il secondo circuito.
Poiché entrambe le opzioni di circuito si basano sul terminale di ingresso, questo interruttore è un interruttore a singolo polo, perché è possibile un solo circuito completo in un determinato momento. Ambiguamente, esiste una terza configurazione per alcuni interruttori SPDT. Questa terza opzione può essere impostata su uno stato "OFF" in cui nessuno dei due circuiti è completo. Questa configurazione dell'interruttore SPDT è indicata come "ON/OFF/ON".
Che cos'è un interruttore DPST?
Un interruttore Double Pole Single Throw (DPST) ha quattro terminali diversi e viene spesso utilizzato per collegare due terminali sorgente ai rispettivi terminali di uscita (ma mai tra loro). Un interruttore DPST può essere utilizzato in una configurazione "ON/OFF", in cui le sue coppie di terminali sono collegate ("ON") o non collegate ("OFF").
Si immagini un interruttore con quattro terminali numerati 1, 2, 3 e 4:
- I terminali 1 e 3 sono la prima coppia di terminali e sono completamente isolati elettricamente dai terminali 2 e 4.
- I terminali 2 e 4 sono la seconda coppia.
- Se l'interruttore è in posizione "ON", crea un collegamento tra i terminali 1 e 3, completando il primo circuito.
- I terminali 2 e 4 si collegano contemporaneamente per completare il secondo circuito isolato.
Funzionalmente, un interruttore DPST è uguale a due interruttori SPST azionati insieme. Il vantaggio principale di un interruttore DPST è che entrambi i circuiti sono completamente isolati l'uno dall'altro. Questa configurazione può essere vantaggiosa in applicazioni con tensioni diverse. Abbiamo un esempio pratico di interruttore DPST quando il circuito di una spia di stato indica il collegamento di un circuito di carico con tensione più elevata.
Che cos'è un interruttore DPDT?
Un interruttore Double Pole Double Throw (DPDT) è costituito da sei terminali, due dei quali sono terminali di ingresso indipendenti. Ciascuno dei poli può completare due circuiti diversi. In altre parole, ciascun terminale di ingresso si collega a due terminali di uscita e tutti e quattro i terminali di uscita sono tra loro indipendenti. Gli interruttori DPDT sono il tipo più avanzato di interruttore che tratteremo qui, quindi è bene assicurarsi di consultare una scheda tecnica quando si ordina un interruttore DPDT.
L'immagine seguente mostra un interruttore S7AWB di NKK Switches, a doppia sigillatura e alloggiamento impermeabile della serie S.
Si noti la sezione "Throw & Schematics" nella parte inferiore della scheda tecnica. Questa sezione mostra i due terminali di ingresso (2 e 5) ei rispettivi terminali di uscita (1 e 3, 4 e 6). Il modello S7AWB dispone di tre posizioni per l'interruttore: up, center, down (su, centro, giù). Quando l'interruttore è in posizione "UP", il terminale di ingresso 2 si collega al terminale di uscita 3. Il terminale di ingresso 5 è elettricamente isolato, ma collegato al terminale di uscita 6.
Quando si progettano e si acquistano interruttori e relè, è importante ricordare due punti fondamentali:
- I produttori spesso risparmiano sui costi di produzione utilizzando il package di un interruttore più complesso per un modello più semplice. Ad esempio, il dispositivo S21AWB è un semplice interruttore DPST, ma è alloggiato nello stesso package impermeabile e a doppia sigillatura degli altri interruttori della serie S. Il resto dei modelli nella scheda tecnica sono tutti interruttori DPDT. In alcuni scenari particolari, i terminali dell'interruttore potrebbero rimanere completamente inutilizzati, quindi è importante fare riferimento alla scheda tecnica corretta per il cablaggio dell'interruttore.
- Gli interruttori hanno spesso delle "tattiche momentanee" ideali per applicazioni specifiche. Si pensi alle tattiche momentanee come il pulsante del finestrino automatico di un'auto: la posizione dell'interruttore è attiva solo mentre l'utente lo aziona. Una volta che l'utente smette di premere il pulsante, l'interruttore torna nella sua posizione originale. La scheda tecnica riportata sopra usa le parentesi per denotare le funzioni delle tattiche momentanee. Gli interruttori che presentano configurazioni momentanee per gli interruttori possono essere indicati come "(ON) OFF ON" o "(ON) OFF (ON)".
Conclusione
Molti altri tipi di interruttori presentano varie configurazioni di polo/contatto, come gli interruttori a levetta 6PDT o DP3T. Gli interruttori rotanti sono costituiti da quantità quasi illimitate di combinazioni di poli e contatti. Comprendere i tipi fondamentali di combinazioni di poli e contatti sarà estremamente vantaggioso durante la progettazione di circuiti semplici e complessi.
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