مفتاح الحد: ما هو، وضع العلامات + قواعد الاتصال
تحتوي جميع الأنظمة الآلية تقريبًا على جهاز مثل مفتاح الحد، وهو المسؤول عن إيقاف تشغيلها عندما يصل الجزء المتحرك إلى نقطة معينة. في أنظمة التحكم في الإضاءة، يتم استخدام مفاتيح الحد كأجهزة استشعار. عندما تحدث ظروف مبرمجة، فإنها تولد إشارة.
سنخبرك بكل شيء عن الغرض الوظيفي وأنواع أجهزة التبديل المحدودة. تصف المقالة التي قدمناها مخططات الأسلاك التي تم اختبارها عمليًا وتسرد قواعد الاتصال. يتم توفير ميزات وضع العلامات وتقديم المشورة بشأن الاختيار.
محتوى المقال:
ما هي مفاتيح الحد؟
مفاتيح الحد هي أجهزة كهربائية مصممة لفتح وإغلاق دائرة العمل. يتم تركيبها على آليات متحركة للحد من حركتها ضمن حدود محددة. الوظائف التي تؤديها هذه الأجهزة مماثلة للمحول القياسي.
يتم وضع حشوة مفاتيح الحد في غلاف متين، غالبًا ما يكون معدنيًا. تم تحسين جميع عناصره لسهولة التثبيت والتوجيه السهل في الفضاء.
تسمح لك مصابيح LED الساطعة ذات الألوان المختلفة بالتحكم في مصدر الطاقة واستجابة المستشعر. يتيح لك زوجان من جهات الاتصال، الموجودان غالبًا في مفتاح الحد، مراقبة حالة اتصاله.
إذا لم تتبع الإشارة عودة الإشارة عند إغلاق الزوج، فهذا يشير إلى وجود خطأ في الكابل المؤدي إلى المفتاح. بعد تشغيل المستشعر، من الممكن استخدام زوج مفتوح من جهات الاتصال لتمرير الإشارة.
أجهزة الاستشعار الحساسة هي الأساس في أنظمة الحماية من التسرب. عندما يتم الكشف عن المياه المصممة للكشف عنها، لا تقوم الأجهزة فقط بالإشارة إلى حالة طوارئ وشيكة بالصوت واللون، ولكنها أيضًا تمنع تشغيل الأنظمة التي يتم من خلالها نقل المياه.
التصنيف حسب مبدأ العمل
هناك ثلاث مجموعات رئيسية من المفاتيح الحدية: الميكانيكية، وعدم الاتصال، والمغناطيسية. وتتمثل الوظيفة الرئيسية لجميع هذه الأجهزة في فصل آلية العمل تلقائيًا في اللحظة التي يصل فيها الجزء المتحرك إلى الوضع المحدد. لا تعمل هذه المفاتيح على فتح الدائرة فحسب، بل تعمل أيضًا على توصيلها.
يتم تنسيق تشغيل الدائرة في المستشعرات الطرفية بطريقتين: من خلال العمل المباشر على جهات الاتصال المتحركة ومن خلال التحكم الموضعي فيها. في الحالة الأولى، يطلق عليهم الاتصال، في الثانية - عدم الاتصال. من أمثلة مفاتيح حد الاتصال أجهزة الاستشعار المسؤولة عن إغلاق أبواب السيارة.
لا تستطيع أجهزة الاستشعار من هذا النوع تشغيل الآليات وإيقاف تشغيلها فحسب، بل يمكنها أيضًا تحديد موضع الكائن الذي تتم مراقبته. وتشمل هذه مفاتيح تعويمبالإضافة إلى حساسات تحدد مستوى الوقود.الإشارة الخاصة بتشغيلها هي تغيير في المقاومة يتوافق مع مستوى معين من السائل.
عيب أجهزة استشعار التلامس في وجود الأجزاء المتحركة الميكانيكية هو عمر الخدمة القصير نسبيًا بسبب الحماية غير الفعالة من الرطوبة والغبار. الميزة هي التصميم البسيط والتركيب والتشغيل. تتمتع المفاتيح اللاتلامسية بحماية أكثر موثوقية من التأثيرات الخارجية. مواردهم أطول أيضًا.
مفاتيح الحد من النوع الميكانيكي
يمكن التحكم في مفاتيح الحد من هذا النوع بواسطة الأسطوانة أو الرافعة. يتم تشغيلها بمجرد تعرض آلية التحكم على شكل عجلة أو زر أو رافعة لتأثير ميكانيكي.
في هذه الحالة، يتغير موضع جهات الاتصال - يمكن إغلاقها أو فتحها. تكون العملية مصحوبة بإشارة تحكم أو تحذير.
في أغلب الأحيان، تحتوي مفاتيح الحد على جهتي اتصال - مفتوحة ومغلقة. هناك أجهزة ذات طرف واحد، لكنها نادرة. على أية حال، هناك جهات اتصال في كل حالة، ويظهر على اللوحة مخطط عمل بأرقامها.
يوفر تصميم VCs الأسطوانة إمكانية إيقاف التشغيل عن طريق الضغط على المشغل على زر على شكل قضيب صغير. نظرًا لأنه متصل بجهات اتصال ديناميكية، في لحظة الاتصال تفتح دائرة الإمداد.
الفرق بين مفاتيح الرافعة هو أن جهات الاتصال المتحركة الخاصة بها متصلة برافعة صغيرة عن طريق قضيب أو قضيب. يحدث الإجراء عندما يضغط المشغل على هذه الرافعة.
بالإضافة إلى الأجهزة النهائية القياسية، هناك محولات صغيرة. إنهم يعملون على نفس المبدأ، لكن تعديلهم أثناء التثبيت يتطلب دقة أكبر بسبب السكتة الدماغية الصغيرة. لزيادة حركة العمل، يلجأون إلى تقنية مثل تضمين عنصر وسيط في الدائرة - رافعة بأسطوانة.
يستخدم هذا النوع من المفاتيح في الإنتاج وفي المنزل. يتم استخدام عدد كبير من وحدات التحكم في تصميم المصعد.
من بينها مفتاح على شكل مستشعر يحدد الحد الأدنى والحد الأقصى لارتفاع المصعد، ويشير إلى انقطاع الحبل، ويعطي إشارة لفتح الباب ويقوم بالعديد من الإجراءات الأخرى. توجد مفاتيح صغيرة على أبواب العديد من الشقق تعمل على تشغيل الضوء في الغرفة عند فتحه.
في السيارات، يتم تضمين أجهزة الاستشعار الطرفية الميكانيكية هذه في دوائر الإنذار والإضاءة. ميزتها هي وجود مدخل واحد مع إمكانات إيجابية مرتبطة به. الغلاف هو الطرف السالب، ويتم ضغطه على عنصر معدني موجود على جسم السيارة وهو خالٍ من الطلاء.
يتم توصيل هذا العنصر بأرض السيارة بواسطة كابل. الشرط الرئيسي هو أن المفتاح لا يجب أن يتلامس مع سطح مبلل. قم بتوصيل أجهزة الاستشعار النهائية عند تركيب جهاز إنذار للسيارة باستخدام رسم تخطيطي. يمكن تركيب مخرجاتها على الأبواب وفي الداخل على تركيبات الإضاءة.
لتشغيله عند فتح الباب، وإيقاف تشغيله عند إغلاقه، يتم إجراء دائرة كهربائية قصيرة إلى الموجب. إذا كان هناك إضاءة السقف الداخلي والأبواب، يتم استخدام مجموعة من مفاتيح الحد، والتي تؤدي وظائف مختلفة. نتيجة لتفعيل الكتلة، يتم حظر أجهزة الاستشعار المهمة عند محاولة فتح الأقفال.
ميزات مفاتيح الحد بدون تلامس
أحد أنواع المفاتيح الحدية هو تعديل عدم الاتصال (BVK). يتم تكوين اتصال الأجهزة ليتم تشغيله عندما يدخل كائن معين إلى منطقة الحساسية.
لا توجد أجزاء متحركة في الجهاز نفسه، ولا يوجد اتصال ميكانيكي بين كائن التأثير وعنصر التبديل الذي تم تكوينه له.
يتكون BVK من الأجزاء التالية:
- عنصر حساس
- مفتاح التشغيل؛
- المكون الذي يحلل الإشارة.
يتم تحديد المسافة التي يبدأ عندها الجهاز في العمل بناءً على تعديل المستشعر ومتطلبات العملية. يؤدي استبعاد كل من العناصر المتحركة والاحتكاك إلى زيادة موثوقية هذه الأجهزة بشكل كبير.
تتمتع أجهزة الاستشعار غير التلامسية، أو أجهزة استشعار القرب كما يطلق عليها أيضًا، بوظائف واسعة النطاق. هناك فئتان - المفاتيح وأجهزة استشعار الموضع.
المهمة الأولى لـ BVK هي اكتشاف موضع الجسم. بالإضافة إلى ذلك، يقوم المستشعر بالعد وتحديد المواقع والفصل والفرز للأشياء. يمكنه التحكم في السرعة والحركة وحساب زاوية الدوران وتصحيح الانحراف وتنفيذ العديد من الإجراءات الأخرى.
في البيت مفاتيح القرب حتى الآن يتم استخدامها بشكل رئيسي في منظمات التحكم في الإضاءة. ومع ذلك، في مجال تصميم النظام "المنزل الذكي" لديها نطاق أكبر بكثير وآفاق أكثر بكثير.
تُستخدم الأجهزة الحساسة في الصناعة، وفي صناعة النقل، كعنصر من عناصر الأتمتة، وفي تكرير النفط. واستنادًا إلى مبدأ اكتشاف الأجسام المقتربة، يتم التمييز بين أجهزة BKV بين الحثية والسعوية والبصرية والموجات فوق الصوتية.
أجهزة استشعار القرب الاستقرائي
يتم ضبطها على المواد المعدنية وغير المتبلورة. من بين تلك التي تتفاعل مع المعدن هناك خيارات مغناطيسية ومغناطيسية. يوجد داخل المستشعر نواة - معدنية أو ممغنطة.
إذا وصفنا تصميم هذا المستشعر بمزيد من التفصيل، فهو يتكون من محول يتضمن ملف نحاسي موجود في كوب من الفريت. وتشمل وظائفه إعادة توجيه ناقل الخطوط الكهرومغناطيسية إلى الجزء الأمامي من المفتاح.
يمكن أن يكون المذبذب الموجود في الدائرة إما بمقاومة سلبية ثابتة أو أي نوع آخر. يتم توجيه خطوط المجال المغناطيسي بشكل عمودي على اتجاه التيار المتدفق عبر دورات النواة الممغنطة.
ينشأ مجال القوة المتناوبة عن الجهد المتردد عند المدخلات الأساسية. المكون المهم التالي هو مكيف الإشارة، الذي يخلق التباطؤ ونطاق عمل إشارة التحكم. يشتمل على كاشف يتم التحكم فيه بالزناد.
إن مفتاح تشغيل مفتاح الحد الاستقرائي هو التغييرات التي تحدث عندما يقترب جسم ما أو يتحرك بعيدًا. بمجرد أن يتجاوز عتبة الجهد القيمة المسموح بها، يتم تنشيط المستشعر عن طريق توصيل الزناد الذي يفتح المفتاح.
مفاتيح حد القرب بالسعة
بعد ظهور الكائن، تبدأ دائرة الهزاز للجهاز السعوي، ويتم ضبط معلمات الوقت. عندما يقترب الجسم من المستشعر، تزداد قدرة الأخير، وينخفض التردد الناتج عن الهزاز المتعدد.
بمجرد تجاوز عتبة التردد، سيتم إيقاف تشغيل الجهاز. تعمل العديد من النماذج على هذا المبدأ. أجهزة استشعار الحركةوإيقاف تشغيل المصابيح الكهربائية وتشغيلها عند اكتشاف جسم ما في منطقة الحساسية.
يشبه الرسم التخطيطي لجهاز الاستشعار بالسعة جهازًا حثيًا: يحتوي كلا الطرازين على مولد وكاشف.
بالإضافة إلى المولد الذي يولد المجال الكهربائي، يتضمن تصميمها أجزاء أساسية مثل مزيل التشكيل. إنه بمثابة محول لسعة التذبذبات عالية التردد مع تغيير متزامن في الجهد. العنصر المهم التالي هو المشغل المسؤول عن مستوى إشارة معين والتبديل والاعتماد على التباطؤ.
لزيادة إشارة الدخل إلى قيمة محددة، يتم تضمين مكبر للصوت في دائرة التبديل بالسعة. يراقب مؤشر LED إعدادات الجهاز وتشغيله.
عنصر مثل المركب يحمي المفتاح من الرطوبة والجزيئات الصلبة. يحمي الجسم البلاستيكي أو النحاسي كل شيء بداخله من التلف الميكانيكي. تتضمن المجموعة أيضًا أجهزة التركيب.
يوجد عنصر التبديل في هذا الجهاز على مكثف وهو عبارة عن لوحة تتفاعل مع الهزاز. يتم تنفيذ دور عنصر العتبة بواسطة مقارن متصل بالهزاز. وهذا الأخير، بدوره، متصل بمحول التردد والجهد.
الفرق بين النماذج السعوية والنماذج الاستقرائية هو أن الأول يتفاعل مع رطوبة الهواء والتغيرات في الكثافة. هذا الأخير غير حساس لمثل هذه التأثيرات.
تصميم التبديل بالموجات فوق الصوتية
يوفر تصميم مفاتيح الحد بالموجات فوق الصوتية وجود بواعث صوت كوارتز تشكل موجات نبضية بطول 100 - 500 كيلو هرتز وجهاز استقبال تتوافق إعداداته مع تردد معين.
عندما يتغير اتساع الموجات الصوتية نتيجة لمناورات جسم متحرك، يقوم المفتاح الصغير BVK بتسجيل القيم الجديدة، وبناءً على ذلك، يتحكم في إشارات الخرج.
يعتمد مبدأ تشغيل أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية على التغير في الوقت الذي تنتقل خلاله الموجة الصوتية من المستشعر إلى الجسم الذي يتم التحكم فيه. مسافة الكشف عن هذه الأجهزة كبيرة جدًا - تصل إلى 10 أمتار، وميزتها الكبيرة هي أنها تستطيع اكتشاف جسم من أي شكل ولون يعكس الصوت.
تُستخدم هذه المستشعرات للكشف عن الأجسام ذات السطح المسطح الذي يشغل موضعًا عموديًا بالنسبة إلى خط مركز الكشف.
عدم الدقة في عملهم يمكن أن يسبب:
- تيارات هوائية مفاجئة وعالية الطاقة تعمل على تقوية الموجة أو إضعافها.
- التغير المفاجئ في درجة الحرارة. مع كمية كبيرة من الحرارة المنبعثة من جسم ما، تتغير سرعة الموجات المنتشرة.
- الانحراف عن الوضع الرأسي للزاوية بين المستوى الأفقي للكائن ومحور المستشعر. إذا تجاوز هذا الخطأ 10 درجات، فلن يعمل المستشعر.
- الخطوط العريضة الزاوي للكائن. في هذه الحالة، تحديد هويته أمر صعب للغاية.
تنتشر الاهتزازات في الوسائط الصلبة والغازية والسائلة، وتعتمد السرعة على المعلمات ذات الصلة. لا تحتوي أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية على أجزاء متحركة، لذلك لا توجد علاقة بين عدد الدورات وعمر خدمة الجهاز. وتتميز بمقاومة متزايدة لجميع أنواع التأثيرات الخارجية.
الأجهزة البصرية التي لا تلامس
تتحكم BKVs من هذا النوع في الكائنات التي تمنع الإشعاع وتعكسه. عندما يدخل جسم ما إلى المسافة بين المفتاح ومصدر الضوء، يقوم المستشعر بمقاطعة إخراج الضوء. يمكن أن يكون العنصر المسؤول عن هذا الإجراء هو المرحل أو أشباه الموصلات. يمتد نصف قطر الاستجابة حتى 150 مترًا.
تعمل مستشعرات القرب في نطاق واسع من درجات الحرارة - من -60 إلى +150 درجة مئوية. يمكنها تحمل ضغوط تصل إلى حوالي 500 ضغط جوي ويمكن استخدامها في البيئات العدوانية وحتى في ظروف زيادة خطر الانفجار.
أصناف النهاية المغناطيسية
هذا النوع من المفاتيح، والذي يُسمى أيضًا المفاتيح العائمة أو مفاتيح القصب، يحل محل النماذج الميكانيكية تدريجيًا. تغير جهات الاتصال الخاصة بها موضعها عندما تكون على مسافة ما من المغناطيس. في هذه الحالة، يتم إرسال إشارة إلى دائرة التحكم.
يحتوي مفتاح القصب على جهة اتصال واحدة أو اثنتين مصنوعتين من مادة خاصة - مغناطيس حديدي. مفتاح الحد المغناطيسي صغير الحجم. يتم وضعها في غلاف مصنوع من البلاستيك أو الزجاج، ويتم تركيبها في دائرة كهربائية عند انقطاعها.
يمكن أن تكون جهات الاتصال الموجودة في مثل هذا المفتاح مفتوحة أو مغلقة أو قابلة للتحويل. في الأجهزة من النوع الأول، يتم إغلاق جهة الاتصال عند تشغيلها. عادةً ما يتم فتح جهات الاتصال المغلقة في ظروف مماثلة، وتتصرف جهات الاتصال المبدلة وفقًا للموقف.
يعتمد اختيار النموذج على ظروف محددة. تستخدم مفاتيح القصب في تصميم البوابات المنزلقة. وبمساعدتهم، يتم إيقاف الهيكل عندما يصل إلى الموضع الأقصى عند الفتح أو الإغلاق.
تُستخدم بعض النماذج العائمة كجزء من جهاز إنذار أمني عند مدخل المنزل. عند إغلاق الباب، يتم إغلاق الدائرة بسبب تأثير المجال المغناطيسي على مفتاح الحد. يؤدي فتح الباب إلى إثارة حركة المغناطيس وفتح جهة الاتصال، مما يتسبب في تشغيل الإنذار.
حقيقة عدم وجود اتصال ميكانيكي في هذا التصميم هي ميزته، مما يزيد من طول العمر. تتميز بأبسط بنية تعتمد على تفاعل جهات الاتصال التي يتم التحكم فيها مغناطيسيًا مع المغناطيس التقليدي.
قواعد الاتصال والتفاصيل
على الرغم من أن المفاتيح الحدية نفسها مصممة بكل بساطة، إلا أنها تستخدم في المعدات ذات الدوائر الكهربائية المعقدة. وبالتالي، يجب أن يتم توصيلها بواسطة متخصصين وبدقة وفقًا للرسومات التخطيطية، بناءً على الميزات التقنية.
دعونا نلقي نظرة على مثال لتوصيل مفتاح ميكانيكي بسيط في طابعة ثلاثية الأبعاد. يعد ذلك ضروريًا لتعيين الإحداثيات القصوى لنقلها. يحتوي مفتاح الحد الإضافي على 3 جهات اتصال - COM، NO، NC. عندما يكون المستشعر مفتوحًا، تكون نقاط الاتصال الأولى والأخيرة عند +5 فولت. تم تأريض جهة الاتصال الثانية (NO).
يتم توصيل المستشعر باستخدام سلكين - أحمر وأسود. عند تشغيل الجهاز، يجب أن تسمع نقرة نموذجية. يتم توصيل مفتاح المؤشر بنفس الطريقة، ولكنه يحتوي أيضًا على سلك ثالث - أخضر.
تتم الإشارة إلى تنشيطه بواسطة مصباح LED مضاء ونقرة. تحتوي موصلاتها الموجودة على اللوحة على تسميات: للسلك الأحمر V (+5 V)، للأسود - G (الأرضي)، للأخضر - S (الإشارة).
تشير نفس الحروف إلى الموصلات الموجودة على المفتاح البصري. وسوف يتحكم بشكل أكثر دقة في تشغيل الحامل، ولكنه قد يتعطل في الظروف المتربة وأشعة الشمس.يرافق تنشيط الزوج البصري إدراج الصمام الثنائي الباعث للضوء ويحدث بصمت تام.
يتم استخدام مفاتيح الحد على نطاق واسع من قبل صانعي الأثاث، وتثبيتها في خزائن الملابس. يتم التوصيل وفقًا للتعليمات المرفقة مع كل طراز. يوضح الرسم البياني موقع تثبيت الهيكل البلاستيكي بالمفتاح. بالنسبة للباب الأوسط، يجب تثبيته بحيث لا يتداخل مع الحركة الصحيحة لباب القسم الآخر على طول الأدلة.
إذا تم تركيب مفتاح حد لباب متأرجح، فسيتم تثبيته باستخدام براغي ذاتية التنصت داخل الخزانة. عند غلق الباب يضغط الزر فتفتح الدائرة ولا تعمل الإضاءة. عند فتحه، يقوم الباب بتحرير الزر ويتم تشغيل الإضاءة.
الحد من علامات التبديل
ويتم وضع علامة على كل جهاز من أجهزة التبديل هذه وفقًا لذلك. من خلال فك تشفيرها، يمكنك الحصول على جميع المعلومات حول نموذج معين من التبديل الحدي. إذا كان هناك إدخال VU222M عليه، فهذا يعني أن هذا هو مفتاح الحد من سلسلة VU222. العنصر المتحرك هو رافعة حديثة.
دعونا نفك التشفير بالتفصيل، على سبيل المثال، وضع علامة على مفتاح VP 15M4221-54U2. وهي مجهزة بعنصر نشط واحد متحرك من السلسلة 15. لديها اتصال اتصال واحد واتصال كسر واحد، ومجهزة بدافع مع بكرة.
مستوى الحماية هو IP54 على جانب محرك الأقراص، ويشير "U" إلى الإصدار المناخي، والرقم 2 يشير إلى فئة الموضع. يتوافق المنتج مع TU U 31.2-25019584-005-2004.
الشركات الرائدة في هذا القطاع
العديد من الشركات تنتج مثل هذه المجسات. من بينهم هناك قادة معترف بهم. ومن بينها شركة Sick الألمانية، باعتبارها الشركة المصنعة الرئيسية لمثل هذه المنتجات عالية الجودة. تزود شركة Autonics السوق بمفاتيح حدية غير تلامسية من الأنواع الاستقرائية والسعوية.
يتم إنتاج أجهزة استشعار تماس عالية الجودة من قبل شركة TEKO الروسية. وتتميز بالضيق العالي للغاية (IP 68). تعمل مفاتيح الحد هذه في البيئات الأكثر خطورة، بما في ذلك البيئات المتفجرة، وتتوفر طرق تركيب مختلفة.
تحظى مفاتيح الحد من الشركة المصنعة الأوكرانية Promfactor بشعبية كبيرة. يتم هنا إنتاج المفاتيح والمفاتيح الحدية VP، PP، VU. الضمان، مع مراعاة الامتثال لجميع قواعد التشغيل، هو 3 سنوات.
استنتاجات وفيديو مفيد حول هذا الموضوع
الفيديو رقم 1. شعبية حول مفتاح الحد:
الفيديو رقم 2. تركيب HF على آلة CNC محلية الصنع:
يمكن أن يكون الغرض من مفاتيح الحد مختلفًا تمامًا. يتم استخدامها في الأنظمة الصناعية المعقدة وفي الحياة اليومية لزيادة راحتنا. الشيء الرئيسي هو أنه يجب توصيلها بالدائرة الكهربائية فقط بعد إزالة الجهد بالكامل.
يرجى كتابة التعليقات في الكتلة أدناه. ربما ستشارك المعلومات التي ستكون مفيدة لزوار الموقع. اترك منشورات تحتوي على توصيات، وانشر صورًا حول الموضوع، واطرح الأسئلة.
بحاجة الى مساعدة في حل المشكلة.لقد قمت بتجميع أداة هيدروليكية للزراعات المعمرة، لكن لا يمكنني تثبيت المسبار لتشغيل المغناطيس على الموزع البلغاري. هناك 2 منهم، يقومون بتحريك الأسطوانة للإغلاق والفتح. حتى الآن، يتم التحكم يدويًا في زرين ميكروشا فقط. بطيء جدا.
تشكيل موجات نبضية بطول 100 - 500 كيلو هرتز - كيف ذلك؟