Wyłączniki krańcowe to specjalne urządzenia, które pozwalają w odpowiednim czasie wyłączyć zasilanie elektryczne z siłownika. Inną nazwą tych urządzeń jest „wyłącznik krańcowy typu wyłącznik”, co tłumaczy się specyfiką mocowania ich uchwytów na końcowych odcinkach ruchu. Aby zrozumieć cechy pracy, ważne jest zapoznanie się z konstrukcją tego typu produktów przełączających.
Cechy konstrukcyjne
Wyłącznik krańcowy stosowany w obwodach elektrycznych to urządzenie elektryczne, które w swoich funkcjach przypomina konwencjonalne urządzenie przełączające. Różnica w stosunku do produktów znanych wszystkim tkwi w specyfice aplikacji i związanych z nią cechach konstrukcyjnych. Ponieważ są wyzwalane tylko w końcowej części ruchu, na ich ciele znajduje się specjalny pręt, który ustala moment osiągnięcia pozycji kontrolnej.
Nowoczesny wyłącznik krańcowy wyposażony jest w bezdotykowe środki wykrywania położenia, w tym czujniki indukcyjne lub pojemnościowe.
Zaawansowane technologicznie konstrukcje z czujnikami indukcyjnymi i pojemnościowymi znacznie upraszczają instalację i zwiększają niezawodność siłowników, obniżając ich koszt i wydłużając ich żywotność.
Obszary zastosowania
Znane typy wyłączników krańcowych są poszukiwane w różnych dziedzinach ludzkiej działalności. Zgodnie z ich funkcjonalnym ukierunkowaniem dzielą się na następujące typy:
- wyłączniki krańcowe działania ochronnego;
- urządzenia do indywidualnego użytku.
Te pierwsze są montowane w celu ochrony mechanizmów i ludzi przed działaniami, których nie przewidują zasady obsługi urządzeń. Na przykład mechanizmy windy nie są wprawiane w ruch, dopóki ich kurtyny drzwi nie zostaną całkowicie zamknięte. Ich głównym celem jest zapewnienie bezpieczeństwa ludzi podczas korzystania z różnych mechanizmów.
Urządzenia do użytku indywidualnego znajdują zastosowanie w sprzęcie AGD lub jednostkach przemysłowych, gdzie wymagane jest utrwalenie określonego momentu ruchu. Gdy drzwi lodówki są zamknięte, oświetlenie w niej jest wyłączane przez przełącznik stykowy, a po otwarciu jest ponownie włączane.
W ogólnym przypadku zakresem urządzeń są wszystkie te miejsca, w których konieczne jest ograniczenie ruchu za pomocą jakiegoś szkieletu. Jedną z opcji jest kontrola położenia zaworu urządzenia, który blokuje niedopuszczalne ruchy mechaniczne.
Na przykład podczas instalacji wyłącznika krańcowego w łańcuchu sterowania drzwi skrzydłowych jest on mocowany na wkrętach samogwintujących wewnątrz szafki wbudowanej w ścianę. Po zamknięciu korpus drzwi naciska przycisk sterujący, otwierając obwód elektryczny do oświetlenia przestrzeni wewnętrznych. Po otwarciu styk przycisku zostaje przywrócony i zamyka obwód roboczy, po czym zapala się lampka.
Klasyfikacja według zasady działania
Zgodnie z zasadą ich działania wyłączniki krańcowe dzielą się na trzy główne grupy:
- elektryczne przełączniki kontaktowe;
- urządzenia bezstykowe;
- urządzenia magnetyczne.
Działanie wyłączników mechanicznych opiera się na bezpośrednim uderzeniu grotem w aktuator napędu elektrycznego, przerywając zasilanie w wyniku bezpośredniego kontaktu z nim.Przykładem stykowych wyłączników krańcowych są mechanizmy, które uruchamiają się po zamknięciu drzwi samochodu lub garażu.
Cechą urządzeń bezkontaktowych jest przekazywanie energii do czujników następujących typów:
- indukcyjne czujniki końcowe;
- elementy wrażliwe pojemnościowe;
- czujniki ultradźwiękowe i optyczne.
Ze względu na rodzaj czujnika wbudowanego w wyłączniki, są one instalowane w określonych obwodach wykonawczych.
Magnetyczne wyłączniki krańcowe
Szczególne miejsce zajmują czułe urządzenia wyzwalane polem magnetycznym. Produkty te, zwane również kontaktronami, zastępują mechaniczne modele przełączników. Ich ferromagnetyczne styki, umieszczone w szklanej bańce, zamykają się lub otwierają po umieszczeniu obok nich magnesu trwałego. Ze względu na uproszczoną konstrukcję gabaryty tego urządzenia są bardzo małe, dzięki czemu można je łatwo zamontować w kontrolowanym wyłączniku.
Styki w nim są normalnie zamknięte, a także normalnie otwarte lub przełączalne, a wybór konkretnego typu zależy od charakteru ruchu, w tym trybu odwrotnego.
Podczas instalacji kontaktronów magnetycznych należy wziąć pod uwagę ich polaryzację. Jeśli Polacy są zdezorientowani, nie będą działać.
Magnetyczne wyłączniki krańcowe są szeroko stosowane w bramach przesuwnych. Niektóre modele wchodzą w skład jednostki wykonawczej systemu alarmowego montowanego przy wejściu do domu. Często urządzenia te są instalowane w nowoczesnych meblach np. w celu sterowania oświetleniem wnętrza. Wbudowany włącznik światła do mebli jest najbardziej przekonującym przykładem ich skuteczności. Brak styków mechanicznych w takiej konstrukcji jest jej niepodważalną zaletą, która przyczynia się do wydłużenia żywotności produktu.
Procedura i specyfikacja połączenia
Chociaż sam mikroprzełącznik końcowy jest dość prosty, może być stosowany w bogatym w elektronikę sprzęcie technologicznym. Z tego wynika, że powinien go podłączyć doświadczony specjalista, który jest dobrze zorientowany w obwodach przełączających elementów elektronicznych.
Typowym przykładem takiego połączenia jest montaż przełącznika mechanicznego w typowej drukarce 3D, podczas pracy której wymagane jest ustalenie skrajnego położenia wózka. Zamontowany wyłącznik posiada 3 styki o oznaczeniach: COM, NO, NC. W stanie otwartym zaciski pierwszy i trzeci mają napięcie +5 V (podczas gdy drugi styk jest niezawodnie uziemiony). Gdy ruchomy wózek osiągnie pozycję końcową między COM i NC, pojawia się połączenie, po czym zostaje zamocowany i odbity o około 2 mm.
Taki czujnik jest połączony dwoma przewodami w czerwonej i czarnej izolacji. Podczas instalowania innego rodzaju przełącznika (ze wskaźnikiem) stosuje się bardziej złożony obwód, w którym zapewniony jest inny przewodnik - w zielonej izolacji. Po wyzwoleniu mikroprzełączników typu push w drukarkach zapala się dioda LED i słychać charakterystyczne kliknięcie. Jego złącze, znajdujące się na płytce komutacyjnej, posiada specjalne oznaczenia:
- czerwony przewód jest oznaczony jako V (+5 V) i służy do podłączenia odpowiedniego napięcia;
- czarny przewód jest podłączony do punktu G (lub ziemi);
- ikona S (sygnał) jest wybrana dla zielonej szyny.
Te same znaki znajdują się również na złączu optycznego wyłącznika krańcowego, który dokładniej ustala pozycję wózka.
Działa całkowicie bezgłośnie, osiąganiu skrajnej pozycji towarzyszy sygnalizacja LED. Jego wady obejmują możliwość awarii w przypadku silnego zapylenia lub narażenia na bezpośrednie działanie promieni słonecznych.
Instrukcje podłączenia czujników magnetycznych znajdują się w paszporcie dla zestawów mebli, które mają w swojej konstrukcji wyłączniki krańcowe. Załączony schemat zwykle wskazuje punkt mocowania plastikowej obudowy za pomocą klucza sterującego przełącznikiem.W przypadku drzwi znajdujących się pośrodku szafy urządzenie montuje się w taki sposób, aby nie kolidowało z normalną przesłoną drugiego skrzydła drzwi.
Oznakowanie wyłącznika krańcowego
Mikroprzełączniki i mikroprzełączniki, niezależnie od ich właściwości, posiadają określone oznaczenia. Po jego zdekodowaniu możliwe jest uzyskanie wszystkich informacji o każdym modelu wyłącznika krańcowego. Jeżeli zostanie znaleziony na nim wpis typu „VU222M”, oznacza to przełącznik odpowiedniej serii. Jako przykład odszyfrujemy oznaczenie szeroko rozpowszechnionego produktu marki VP 15M4221-54U2. Oznacza to, że jego konstrukcja zawiera jeden element ruchomy z serii 15 oraz jeden styk NO i jeden NC.
Wszystkie elementy przełączające z tej serii są sterowane popychaczem rolkowym wbudowanym w obudowę.
Stopień ochrony od strony napędu konstrukcji odpowiada IP54, a symbol „U” oznacza modyfikację klimatyczną. Kolejny numer 2 to kategoria lokowania produktu, która odpowiada TU U 31.2-25019584-005.
Wiodący producenci
Wiele firm zajmuje się wydawaniem czujników terminalowych. Uznanym liderem jest niemiecka firma Sick, która jest uważana za głównego producenta tej klasy produktów. Inna znana firma Autonics zajmuje się produkcją indukcyjnych i pojemnościowych przełączników zbliżeniowych. Niedrogie czujniki tej samej klasy i wystarczająco wysokiej jakości produkuje również rosyjska firma „TEKO”. Jej produkty wyróżnia wysoki stopień szczelności (IP68), co pozwala na stosowanie ich w szczególnie niebezpiecznych środowiskach.
Na rosyjskim rynku całkiem dobrze sprawdziły się również wyłączniki krańcowe „Promfaktor” z Ukrainy. Ten producent produkuje urządzenia przełączające pod oznaczeniami VP, PP i VU. Wszystkie te produkty objęte są 3-letnią gwarancją.
