Végálláskapcsoló: mi ez, jelölés + bekötési szabályok

Gyakorlatilag minden automatizált rendszer tartalmaz egy olyan eszközt, mint a végállású kapcsoló, amely a rendszer kikapcsolásáért felelős, amikor a mozgó rész elér egy adott pontot. Világításvezérlő rendszerekben a végállású kapcsolókat érzékelőként használják. A programozott körülmények bekövetkeztekor jelet generálnak.

Mindent elmondunk a végállású kikapcsoló eszközök funkcionális rendeltetéséről és fajtáiról. Az általunk bemutatott cikkben gyakorlatban bevált bekötési rajzokat, a csatlakoztatás szabályait ismertetjük. Bemutatjuk a jelölés sajátosságait, és tanácsokat adunk a kiválasztáshoz.

Mit jelentenek a végállású kapcsolók?

A végállású kapcsolók olyan elektrotechnikai eszközök, amelyek a munkakör megszakítására és zárására szolgálnak. Mozgó mechanizmusokra szerelik őket, hogy korlátozzák azok mozgását a meghatározott határokon belül. Az ezen eszközök által ellátott funkciók megegyeznek a szabványos kapcsolóéval.

A végállású kapcsolók belső részei egy erős, leggyakrabban fém házba vannak zárva. Minden eleme optimalizált az egyszerű rögzítéshez és a könnyű térbeli tájékozódáshoz.

A világos, különböző színű LED-ek lehetővé teszik a tápellátás és az érzékelő működésének ellenőrzését. A végállású kapcsolóban leggyakrabban megtalálható két érintkezőpár lehetővé tesi a csatlakozási állapot ellenőrzését.

Ha zárt pár esetén a jel továbbítását nem követi annak visszatérése, az a kapcsolóhoz vezető kábel meghibásodására utal. Az érzékelő működése után a jel továbbításához lehetőség van a nyitott érintkezőpár használatára.

Az érzékeny érzékelők képezik az alapját a szivárgásvédelem rendszereinek. A víz érzékelésekor, amelynek észlelésére lettek kifejlesztve, az eszközök nemcsak hang- és színmódban jeleznek a vészhelyzet kialakulásáról, hanem blokkolják azoknak a rendszereknek a működését is, amelyeken keresztül a vizet szállítják.

Osztályozás működési elv szerint

Három fő csoportot különböztetünk me a végállású kapcsolók között: mechanikus, érintésmentes és mágneses. Mindezen eszközök fő funkciója, hogy automatikusan leválaszák a működő mechanizmust, amikor annak mozgó része előre meghatározott pozíciót ér el. Ezek a kapcsolók nemcsak az áramkör megszakítására, hanem annak összekapcsolására is szolgálnak.

A végálláskapcsolók láncának működését kétféleképpen koordinálják: közvetlenül a mozgó érintkezőkre hatva, illetve pozícióvezérléssel. Az első esetben ezeket kontaktusosnak, a másodikban érintésmentesnek nevezik. A kontaktusos végálláskapcsolók példái az autóajtók zárásáért felelős érzékelők.

A képen egy pályatípusú végálláskapcsoló szerkezeti kialakítása látható. Fő alkotóelemei: fedél (1), alap (2), érintkezők (3), görgő (4), kar (5), tömítőszalag (6), kábelbevezetés (7)

Az ilyen típusú érzékelők nemcsak be- és kikapcsolhatják a mechanizmusokat, hanem beállíthatják az ellenőrzött tárgy helyzetét is. Ilyenek a úszókapcsolók, valamint az üzemanyagszintet meghatározó érzékelők. Működésük jelzése a folyadék adott szintjének megfelelő ellenállás változása.

A kontaktusos érzékelők hátránya a mechanikus mozgó alkatrészek jelenléte, a viszonylag rövid élettartam a nedvesség és por elleni nem hatékony védelem miatt. Előnyük az egyszerű felépítés, beszerelés és üzemeltetés. Az érintésmentes kapcsolók lényegesen megbízhatóbban védettek a külső behatásokkal szemben. Élettartamuk is hosszabb.

Mechanikus típusú végállású kapcsolók

Az ilyen típusú végálláskapcsolók vezérlése történhet görgővel vagy karral. Akkor kapcsolnak, amikor a vezérlő mechanizmus (kerék, gomb vagy kar formájában) mechanikus hatást érzékel.

Eközben az érintkezők helyzete megváltozik – záródhatnak vagy nyílhatnak. A folyamatot jelzés kíséri – vezérlő vagy figyelmeztető jelzés.

A végálláskapcsolók általában két érintkezővel rendelkeznek – nyitottal és zártal. Léteznek egyes végálláskapcsolók is, de ritkán fordulnak elő. Mindenesetre mindegyik házában vannak érintkezők, és a működési kapcsolási rajz a számukkal együtt a panelon látható.

A görgős végálláskapcsolók kialakítása úgy rendelkezik, hogy a kikapcsolás a végrehajtó mechanizmusnak egy kis tolórúd formájú gombra történő nyomásával történik. Mivel ez a gomb a dinamikus érintkezőkhöz kapcsolódik, az érintkezés pillanatában a tápláló áramkör megszakad.

A karos kapcsolók különbsége, hogy mozgó érintkezőik egy rúd vagy egy tolórúd révén egy kis karhoz kapcsolódnak. A működés akkor következik be, amikor a végrehajtó mechanizmus megnyomja ezt a kart.

A képen egy KW4-3Z-3 típusú mechanikus végálláskapcsoló mikrokapcsoló látható nyomólappal. Eltér a szabványostól a munkaelem lökethosszában. CNC gépekben, 3D nyomtatókban alkalmazzák.

A standard végkapcsolókon kívül léteznek mikrokapcsolók is. Ugyanezen az elven működnek, de a beépítés során a beállításuk nagyobb pontosságot igényel a kis löket miatt. A munkalöket növelése érdekében olyan módszerhez folyamodnak, mint egy közbenső elem – egy görgős kar – beiktatása a kapcsolásba.

Ezt a kapcsolótípust mind a gyártásban, mind otthon használják. A lift szerkezetében nagyszámú végkapcsolót használnak.

Köztük van a kapcsoló érzékelő formájában, amely korlátozza a lift minimális és maximális löketmagasságát, jelzi a kötélszakadást, jelet ad az ajtónyitásról, és még sok más funkciót lát el. Sok lakás ajtaján mikrokapcsolók találhatók, amelyek az ajtó kinyitásakor bekapcsolják a szoba világítását.

Az autókban az ilyen mechanikus végérzékelőket a riasztó- és világítási áramkörökbe építik be. Jellemzőjük, hogy egyetlen bemenettel rendelkeznek, amelyre pozitív potenciál van kapcsolva. A ház a negatív kapocs, amelyet az autó karosszériájának festéktől mentes fém elemére szorítanak.

Ez az elem az autó tömegével kábellel van összekötve. A fő feltétel, hogy a kapcsoló nem érintkezhet nedves felülettel. A végérzékelőket az autóriasztó szerelésekor kapcsolják be, áramkört használva. Kivezetéseiket mind az ajtókra, mind az utastérben lévő világítótestekre szabad felszerelni.

Annak érdekében, hogy a bekapcsolás ajtónyitáskor, a kikapcsolás pedig ajtózáráskor történjen, pluszra zárást végeznek. Az utastér mennyezeti világításának és az ajtóknak a jelenlétében több funkciót ellátó végkapcsolóblokkot alkalmaznak. A blokk működésbe lépésekor a fontos érzékelők blokkolódnak a zárak nyitásának kísérletekor.

Az érintésmentes végállású kapcsolók jellemzői

A végkapcsolók egyik fajtája az érintésmentes módosításuk (BVK). A készülékek kommunikációja úgy van beállítva, hogy egy meghatározott tárgy az érzékenységi zónába kerüljön.

Ezeket a végkapcsolókat egy adott anyagra és meghatározott méretre állítják be. Amint az ilyen paraméterekkel rendelkező tárgy az érzékenységi zónába kerül, a generátor oszcillációjának amplitúdója megváltozik.

A készülékben nincsenek mozgó alkatrészek, és nincs mechanikus érintkezés a ható tárgy és a rá beállított kapcsolóelem között sem.

A BVK a következő részekből áll:

• érzékeny elem;
• teljesítménykapcsoló;
• a jelet elemző komponens.

A távolságot, amelyen a készülék működésbe lép, az érzékelő módosítása és a folyamat követelményei alapján határozzák meg. A mozgó és súrlódó elemek kizárása ebből jelentősen növeli ezen eszközök megbízhatóságát.

Az érintésmentes érzékelők, vagy ahogy még nevezik őket, közelségérzékelők, széleskörű funkcionális lehetőségekkel rendelkeznek. Két kategória létezik — kapcsolók és helyzetérzékelők.

A BVC első feladata az objektum helyzetének észlelése. Ezenkívül az érzékelő elvégzi a tárgyak számlálását, pozicionálását, szétválasztását és osztályozását. Képes szabályozni a sebességet, a mozgást, kiszámítani a forgási szöget, korrigálni a ferdeséget, és számos más műveletet végrehajtani.

Háztartási környezetben az érintésmentes kapcsolókat jelenleg főként a világításvezetés megszervezésére használják. Azonban az “Okos otthon” rendszerek kialakításának területén sokkal szélesebb körben alkalmazhatóak, és sokkal nagyobbak a kilátásaik.

Az érzékeny eszközöket az iparban, a közlekedési ágazatban, az automatizálás elemeként, valamint a kőolaj-feldolgozásban alkalmazzák. A közeledő tárgyak észlelésének elve alapján megkülönböztetünk induktív, kapacitív, optikai és ultrahangos BKV-ket.

Induktív érintésmentes érzékelők

Ezek fém- és amorf anyagokra egyaránt hangolhatók. A fémre reagáló változatok között vannak mágneses és ferromágneses kivitelek. Az érzékelő belsejében egy mag található – fém vagy mágnesezett.

A kapcsoló széles feszültségtartományban kaphat táplálást – egyenfeszültség esetén 10 V-tól, váltakozó feszültség esetén 264 V-tól. A kimeneti jel létrehozása 0,2 A egyenáram, illetve 0,5 A váltakozó áram mellett történik.

Ha részletesebben leírjuk egy ilyen érzékelő szerkezetét, az egy átalakítóból áll, amely egy ferritcsészében elhelyezett réztekercset foglal magában. Feladata az elektromágneses erővonalak vektorának átirányítása a kapcsoló előlapi részére.

Az oszcillátor az áramkörben lehet rögzített negatív ellenállású, vagy bármilyen más típusú. A mágneses erővonalak merőlegesen orientálódnak a mágnesezett mag menetein átfolyó áram irányához képest.

A váltakozó erőteret a mag bemenetein lévő váltakozó feszültség okozza. A következő fontos egység a jelfeldolgozó, amely hiszterézist és a vezérlőjel hatástartományát hozza létre. Tartalmaz egy trigger által vezérelt detektort.

A vázlat egy induktív mozgáskapcsolót ábrázol működés közben. Fő eleme egy generátor által meghajtott induktivitás tekercs.

Az induktív végálláskapcsoló működésének kulcsmomentuma az objektum közeledése vagy távolodása során bekövetkező változások. Amint a feszültségküszöb meghaladja a megengedett értéket, az érzékelő a triggert aktiválva, a kapcsolót kinyitva működésbe lép.

Kapacitív érintésmentes végálláskapcsolók

Az objektum megjelenése után a kapacitív készülék vibrátorának áramköre elindul, beállításra kerülnek az időparaméterek. Ahogy a tárgy közeledik az érzékelőhöz, az érzékelő kapacitása nő, a multivibrátor által keltett frekvencia pedig csökken.

Amint a frekvenciaküszöb túl lesz lépve, a készülék kikapcsol. Ezen az elven működik számos mozgásérzékelő modell, amelyek le- és felkapcsolják a villanykörtéket, amikor tárgyat észlelnek az érzékenységi zónában.

A kapacitív érzékelő szerkezeti rajza hasonlít az induktív készülékéhez: mindkét modellben van generátor és detektor.

A kapacitív típusú végálláskapcsoló működési elve a vevőelem - a kondenzátor - kapacitásának váltózásán alapul. Az ilyen érzékelőkben a kapcsolási művelet akkor indul el, amikor dielektromos és fém tárgyak kerülnek a mezejűkbe.

Az elektromos mezőt létrehozó generátoron kívül a felépétésükben olyan alapvető részek is helyet kapnak, mint a demodulátor. Ez a nagyfrekvenciás rezgések amplitúdójának átalakítójaként működik, egyidejű feszültségváltoztatással. A követező fontos alkotóelem a triger, amely a jelelnirtért, a kapcsolásért és a hiszterézis függőségért feles.

A bemeneti je beállított értékre emeléséhez a kapacitív kapcsoló áramkörébe erősítőt építenek be. A készülék beállításának és működésének ellenőrzéért LED-es jelzőfény felel.

A nedvességtől és a szilárd részecskék beteknjától a kompaud nevű elem védi a kapcsolót. A műanyag vagy sárgaréz ház védi a bnnben lévő mindent a mechanikai sérülésektől. A készlethez rögzítőelemek is tartoznak.

A kapcsolóelem ebben a készülékben a kondenzátoron található, és egy lemeze,, amely a vibrátorral lép kölcsönhatásbe. A küszöbelem szerepét a vibrátorhoz kapcsolt komparátor tölti be. Ez utóbbi pedig a frekvencia- és feszültségátalakítóhozc satlakozik.

A kapacitív végálláskapcsolók reagálnak szilárd anyagokra, poralakúakra, folyadékokra, mind az elektromos áramot vezető, mind a nem vezető anyagokra.

A kapacitív modellek különbsége az induktívaktól abban rejlik, hog y az előbbiek reagálnak a levegő páratartalmára és a sűség változására. Utóbbiak érzéketlenek az ilyen hatásokra.

Ultrahangos kapcsolók szerkezete

Az ultrahangos végálláskapcsolók szerkezete kvarchang kibocsátókat (impulzushullámokat képeznek 100-500 kHz hullámhosszal) és egy vevőt foglal magában,amelynek beállításai egy adott frekvenciának felelnek meg.

A hanghullámok amplitúdójának vátozásakor a mozgó tárgy manőverei következtében a BVK-mikrokapcsoló rögzíti az új értékeket, és ennek alapján vezérli a kimeneti jeleket.

Az ultrahang-érzékelők működési elve azon az időváltozáson alapul, amely alatt a hanghullám az érzékelőtől a megfigyelt tárgyig eljut. Az ilyen eszközök érzékelési távolsága meglehetősen nagy – akár 10 méter. Nagy előnyük, hogy bármilyen alakú és színű, hangot visszaverő tárgyat képesek észlelni.

Ennek az ultrahang-érzékelőnek a működése egy egyszerű elven alapul: amint az egyik lábára jel érkezik, a másik impulzust fogad, amelynek hossza megegyezik a tárgy távolságával.

Az ilyen érzékelőket olyan tárgyak észlelésére használják, amelyek sík felülete merőleges az érzékelés középvonalára.

A működésük pontatlanságait okozhatják:

1. Hirtelen fellépő, nagy erejű légáramlatok, amelyek erősítik vagy gyengítik a hullámot.
2. A hőmérsékleti viszonyok hirtelen váltózása. Ha a tárgy által kibocsátott hőmennyiség nagy, a terjedési sebesség megváltózik.
3. A tárgy vízszintes síkja és az érzékelő tengelye közötti szög függőlegestől való eltérése. Ha ez az eltérés meghaladja a 10°-ot, az érzékelő nem működik.
4. A tárgy szögletes körvon alai . Ebben az esetben az érzékelés nagyon nehéz.

A rezgésekszilárd,gáznemes és folyekony kőzegben terjednek ,és a sebesség amegfelelő paraméterektől függ. A z ultrahang-érzékelőknincsmo zgó alkatrészei , ezért nincsösszefüggés a ciklusok száma és a készülék élettartama között. Fokozott ellenálló képességgel rendelkeznek mindenféle külső hatással szemben.

Optikai érintésmentes eszközök

Az ilyen típusú optikai érintésmentes kapcsolók olyan tárgyakat ellenőriznek, amelyek elzárják vagy visszaverik a sugárzást. Amikor az objektum a kapcsoló és a fényforrás közé kerül, az érzékelő megszakítja a fényáramot. Az ezt a műveletet végző elem lehet relés vagy félvezető. A reagálás i távolságe lérheti a150 métert.

Ez egy optikai típusú végérzékelő fényképe. Meghatározza a mozgó alkatrészek végpontjainak helyzetét 3D nyomtatókban, CNC gépekben.

A közel ségérzékelők széles hőmérséklet-tartományban működnek – -60 °C-tól +150 °C-ig. Elviselnek körülbelül 500 atm nyomást, használhatók agresszív környezetben és akár fokozott robbanásveszély esetén is.

Mágneses végállású változatok

Ez a kapcsolótípus, amelyet más néven úszókapcsolónak vagy nádasvátókapcsolónak (reed kapcsolónak) neveznek, fokozatosan kiszorítja a mechanikus modelleket. Érintkezői akkor változtatják meg helyzetüket, amikor bizonyos távolságra vannak a mágnes től. Eközben vezérlőjel kerül a vezérlő áramkörbe.

A reed kapcsolóban egy vagy két, ferromágneses anyagból készült érintkező található. A mágneses végkapcsoló kis méretű. Műanyag vagy üveg házba helyezik, az elektromos áramkörbe pedig a megszakításba szerelik.

Az ilyen kapcsolóban lévő érintkezők lehetnek nyitottak, zártak, átkapcsolhatóak. Az első típusú készülékekben az érintkező működtetéskor záródik. Normál esetben zárt érintkezők hasonló körülmények között nyílnak, az átkapcsolhatóak pedig a helyzettől függően viselkednek.

A modell kiválasztása az adott körülményektől függ. A reed kapcsolókat tolókapuk szerkezetében alkalmazzák. Segítségükkel a szerkezet megállítása történik, amikor eléri a szélső helyzetet nyitáskor vagy záráskor.

Egyes úszó típusú modelleket a ház bejáratánál lévő riasztórendszer részeként használnak. Amikor az ajtó zárva van, az áramkör zárva van a mágneses tér hatására a végálláskapcsolóra. A nyíló ajtó a mágnes elmozdulását és az érintkező nyitását okozza, ami a riasztás bekapcsolását váltja ki.

A mágnesek felszerelésekor figyelembe kell venni a polaritásukat. Hibás felszerelés esetén nem fogják ellátni a rájuk bízott funkciókat.

Az, hogy ebben a konstrukcióban nincs mechanikai érintkező, az előnye, ami növeli az élettartamot. A legegyszerűbb felépítésükkel tűnnek ki, amely a mágnes által vezérelt érintkezők és egy hagyományos mágnes kölcsönhatásán alapul.

A bekötés szabályai és sajátosságai

Bár a végálláskapcsolók önmagukban meglehetősen egyszerű felépítésűek, bonyolult elektromos áramkörökkel rendelkező berendezésekben használják őket. Következésképpen a csatlakoztatásukat szakembereknek kell végezniük, szigorúan a kapcsolási rajzok szerint, a technika sajátosságaira alapozva.

Nézzünk meg egy példát egy egyszerű mechanikus kapcsoló csatlakoztatására egy 3D nyomtatóban. Erre azért van szükség, hogy beállítsuk a kocsi szélső koordinátáit. A csatlakoztatandó végálláskapcsolónak 3 érintkezője van: COM, NO, NC. Az érzékelő nyitott állapotában az első és az utolsó érintkező +5V feszültség alatt van. A második érintkező (NO) földelt.

A rajzon a COM (1) és NO (2) érintkezők zárt állapotban vannak, míg a COM és NC (3) nyitottak. Amikor a nyomtató kocsija eléri a szélső pozíciót, a COM és NC érintkezők összekapcsolódnak, és a kocsi 2 mm-t visszapattan.

Az érzékelőt két vezetékkel csatlakoztatják – piros és fekete színű. Amikor a készülék működésbe lép, egy jellegzetes kattanásnak kell hallatszania. A jelzőkapcsolót ugyanezen séma szerint csatlakoztatják, de van neki egy harmadik vezetéke is – zöld.

A működését a kigyulladó LED és a kattanás jelzi. A csatlakozóinak a panelen jelölései vannak: a piros vezetékhez V (+5 V), a feketéhez G (föld), a zöldhöz S (jel).

Ugyanezekkel a betűkkel vannak jelölve a csatlakozók az optikai kapcsolónál is. Pontosabban fogja vezérelni a kocsi működését, de poros környezetben és napfényben meghibásodhat. Az optikai pár működését a fénykibocsátó dióda bekapcsolása kíséri, és teljesen zajtalanul történik.

A végálláskapcsolókat széles körben alkalmazzák a bútorkészítők a tolószekrényekben való beépítéskor. A csatlakoztatást minden modellhez mellékelt utasítás szerint kell elvégezni. A rajzon feltüntetik a gombos műanyag szerkezet rögzítési helyét. A középső ajtónál úgy kell felszerelni, hogy ne akadályozza a szekrény másik ajtajának szabályos mozgását a vezetősíneken.

A rajzokon a tolóajtós szekrényekben (b változat) és a nyílóajtós szekrényekben (a változat) található végálláskapcsolók bekötési sorrendje látható.

Nyílóajtós végálláskapcsoló felszerelésekor azt önmetsző csavarokkal rögzítik a szekrény belsejében. Zárt állapotban az ajtó benyomja a gombot, megszakítja az áramkört, és a világítás nem működik. Nyitott állapotban az ajtó elengedi a gombot, és a világítás bekapcsol.

A végállású kapcsolók jelölése

Ezek mindegyikének saját jelölése van. A jelölés megfejtésével minden információt megtudhatunk az adott végálláskapcsoló-modellről. Ha a VU222M felirat szerepel rajta, az azt jelenti, hogy ez egy VU222 sorozatú végálláskapcsoló. A mozgó elem egy modernizált kar.

Ezen a strukturális ábrán látható egy olyan végálláskapcsoló szimbolikus jelölése, amely váltakozó és egyenáramú vezérlőáramkörökben való működésre szolgál, maximum 660 V feszültséggel.

Példaként részletesen megfejtjük a VP 15M4221-54U2 kapcsoló jelölését. Egy darab 15-ös sorozatú mozgó érintkező elemmel rendelkezik. Van egy záró és egy nyitó érintkezője, amely görgős tolóval van ellátva.

A védettségi fokozat IP54 a meghajtó oldalán, az 'U' a klímavédelmi kivitelt jelöli, a 2-es szám pedig az elhelyezési kategóriát. A termék megfelel a TU U 31.2-25019584-005-2004 műszaki feltételeknek.

A szegmens vezető gyártói

Sok cég gyárt ilyen érzékelőket. Vannak közöttük elismert vezetők. Ilyen a német Sick cég, mint a kiváló minőségű hasonló termékek egyik fő gyártója. Az Autonics cég induktív és kapacitív típusú érintésmentes végálláskapcsolókat szállít a piacra.

Kiváló minőségű érintésmentes érzékelőket gyárt az orosz TEKO cég. Rendkívül magas tömítettségük (IP 68) jellemzi őket. Ezek a végálláskapcsolók a legveszélyesebb környezetekben is működnek, beleértve a robbanásveszélyeseket is, és különböző szerelési módok állnak rendelkezésre.

Népszerűek az ukrán Promfaktor gyártó végálláskapcsolói. Itt gyártanak VP, PP, VU típusú végálláskapcsolókat és kapcsolókat. A garancia az összes üzemeltetési szabály betartása esetén 3 év.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

Videó #1. Közérthetően a végálláskapcsolóról:

Videó #2. Végálláskapcsoló felszerelése házi készítésű CNC gépre:

A végálláskapcsolók rendeltetése nagyon sokféle lehet. Alkalmazzák őket mind bonyolult ipari rendszerekben, mind pedig a mindennapi életben a komfortérzetünk növelésére. A lényeg, hogy az elektromos áramkörhöz történő csatlakoztatásukat csak a teljes feszültségmentesítés után szabad elvégezni.

Kérem, írja meg észrevételeit az alábbi blokkban. Lehet, hogy olyan információt oszt meg, amely hasznos lesz a webhely látogatói számára. Hagyjon ajánlásokat tartalmazó bejegyzéseket, tegyen közzé témához kapcsolódó fényképeket, tegyen fel kérdéseket.