المفاتيح Switches

المفاتيح

المفتاح ( Switch) هو أداة ميكانيكية تستخدم إما لقطع التيار أو لتحويل مساره في الدائرة الكهربية .

switches-35-21 PM

كيف يعمل المفتاح :

يبن الشكل ( 3.31) مفتاحًا من النوع ذي الزالقة , فالمفتاح المبين في الشكل ( 3.31) اليساري يستخدم لوصل دارة معينة و فصلها , أما المفتاح في الشكل ( 3.31) اليميني فيمكن استخدامه لتحويل مسار التيار من فرع إلى آخر في الدارة ( أي على الوضع العلوي المرسوم يكون التماسان ( a ) و ( b ) موصولين , أما على الوضع السفلي فيوصل التماسان ( a ) و ( c ) .

توجد أنواع أخرى من المفاتيح كمفاتيح الكبس ( الضغط push- button switches ) و مفاتيح ( rocker switches ) و مفاتيح القصبة المغناطيسية , و هذه المفاتيح تعمل بطريقة مخالفة لطريقة عمل المفاتيح ذات الزالقة . فمثلاً في مفتاح القصبة المغناطيسية يتم استخدام تماسين معدنيين رقيقين بجذبان إلى حالة وصل بواسطة مغناطيس خارجي . سوف يناقش هذا المفتاح مع غيره من المفاتيح في الفقرات التالية .

switches_Page_02_Image_0001switches_Page_02_Image_0002

عندما تدفع مسكة الزالقة في الشكل ( 3.31) اليساري إلى اليمين فإن الشريحة الميكروية توصل التماسات مع بعضها و يمر التيار بين التماسين في الدارة و تكون الدارة في حالة ( on ) و عند إعادة دفع مسكة الزالقة إلى اليسار يفصل التماسان عن بعضهما و تصبح الدارة التي فيها المفتاح في حالة ( off ) . في الشكل ( 3.31) اليميني و عندما تكون مسكة الزالقة في الأعلى يكون هناك وصل بين التماسات ( a ) و ( b ) و عند دفعها إلى الأسفل يتحقق وصل بين التماسات (a ) و ( c ) .

وصف المفتاح :

يتميز المفتاح بعدد أقطابه ( poles ) و بعدد وضعياته ( throws ) , و يمثل القطب تماسا كالنقطة ( a ) في الشكل ( 3.31 ) اليميني , أما الوضعية ( throw) فإنها تمثل وصلاً من تماس إلى آخر , كالوصل بين التماس ( a ) و ( b ) في الشكل ( 3.31 ) اليميني أو كالوصل بين التماس (a ) و ( c ) في نفس الشكل و يوصف المفتاح بعدد أقطابه (p )و عدد حالاته ( T ) , و عند وصف المفتاح بعدد أقطابه و عدد وضعياته يتم عادة استخدام التقليد التالي :

عندما يكون عدد الأقطاب ( P) أو عدد الوضعيات ( 1 ) واحد يتم استخدام الحرف s أي( مفرد single ) , أما عندما يكون عدد الأقطاب أو عدد الوضعيات اثنان ( 2 ) يستخدم الحرف D أي ( مضاعفًا double ) و لكن إذا زاد عدد الأقطاب أو عدد الوضعيات عن ( 2) فإن الأرقام (3) أو (4) أو (5 ) هي التي تستخدم للدلالة على عدد الأقطاب أو الأصفار .

و فيما يلي بعض الأمثلة على ذلك :

3P6T , DP3T, DPDT, DPST, SPDT, SPST

يمثل المفتاح في الشكل ( 31.3) اليساري مفتاحًا SPST , أي وحيد القطب وحيد الموضع , أما مفتاح الشكل ( 32.3) اليميني فيمثل مفتاح وحيد القطب ثنائي الوضع ( SPDT ) .

يجب أن نلاحظ أثناء الاستخدام فيما إذا كان المفتاح له وضعية وصل مؤقتة ( momentary contact action ) , أو إذا كان المفتاح له وضعية off ( قطع مركزية ) . مفاتيح الوصل المؤقت هي مفاتيح الضغط ( push button ) و التي تستخدم لوصل أو قطع دارة بشكل مؤقت , و تتوفر هذه المفاتيح بأنواع NC و الذي يعني أن المفتاح مغلق في الوضع الطبيعي ( Normally Close ) أو NO أو مفتوح في الوضع الطبيعي ( Normally Opened) . و مفاتيح NC توصل الدارة في الوضع الطبيعي , و يمر التيار عبر الدارة عند عدم ضغط المفتاح , أما مفاتيح no فإنها تفصل ( تقطع الدارة ) و لا يمر تيار إذا لم يتم ضغط المفتاح . المفاتيح ذات الوضع المركزي ( off ) هي مفاتيح تستخدم في مفرعات الدارة ( dividers) و تحوي على تماس في حالة ( off) بين تماسين في حالة (on) . لا تحوي كل المفاتيح على وضع مركزي ( off) و يشار إلى هذه الميزة عند توفرها في المفتاح .

switches-37-38 PMswitches-38-01 PM

أنواع المفاتيح :

يبين الشكل ( 33.3 ) أنواعًا مختلفة من المفاتيح و منها المفتاح المفصلي ( Toggle Switch ) و يمكن أن يكون من نوع ( SPST ) , ( SPDT) , ( DPDT) . مفتاح الضغط ( pushbutton switch) , و يمكن أيضًا أن يكون من نوع (SPST) , ( DPST) , ( SPDT) .

مفتاح ذو طبقة ( snap switch) , و المفتاح الدوار ( Rotary Switch) و مفتاح القصبة المغناطيسية (Magnetic Reed Switch) , و تكون هذا المفتاح من تماسين متقاربين متوضعين في حاوية مفرغة من الهواء و عند تقريب مغناطيس من المفتاح يتلاقى التماسان و يغلقان الدارة ( إذا كان المفتاح من نوع ( NC) .

المفاتيح المرمزة ثنائياً ( (Binary- coded switches وتستخدم هذه المفاتيح لترميز المعلومات الثنائية وتوجد ضمن المفتاح ألية ميكانيكية توصل الوصلات أو تفصل وفقاً لوضع القرص المدرج علي واجهه المفتاح , وتتوفر هذه المفاتيح بأشكال للترميز الثنائي أو السداسي – عشري أو متمم الثنائي أو متمم السداسي -عشري ( Complementary binary/hexadecimal ) ويبين الجدول المعطي في الشكل إلي جوار أشكال هذه المفاتيح كيفية عمل هذه المفاتيح .

مفاتيح DIP و DIP هي إختصار لـ ( dual-inline package) وهي عبارة عن مجموعة مفاتيح في غلاف واحد له صفان متناظران من الأرجل مع وجود زالقة لوصل التماس أو فصله بين كل طرفيتين متناظرتين . يمكن أن توضع هذه المفاتيح علي قاعدة دارة تكاملية .

مفتاح الإمالة الزئبقي ( Mercury Tilt-Over) , وهو مفتاح يستخدم للتحسس بالمستوي ( level – sensing) , وعادة يكون المفتاح في حالة (on) عندما يكون المفتاح عمودياً ( oriented vertically ) حيث يتحقق الوصل بين التماسين بواسطة الزئبق , أما عند إمالة المفتاح فإن الوصل بين التماسين يزول بسبب انخفاض مستوي الزئبق ويقطع المفتاح (off) .

switches_Page_04_Image_0001switches_Page_04_Image_0002switches_Page_04_Image_0003switches_Page_04_Image_0004switches_Page_04_Image_0005

switches_Page_04_Image_0006

تطبيقات بسيطة للمفاتيح

دارة إنذار بسيطة

تعطي في الشكل ( 34.3) دائرة إنذار أمان بسيطة لبيت , حيث ينطاق إنذار ضوئي وصوتي عند إغلاق أحد المفاتيح الثلاث الموجودة في الوضع الطبيعي في حالة قطع (off) . تصلح مفاتيح القصبة المغناطيسية للإستخدام بشكل ممتاز في مثل هذه التطبيقات .

switches-39-29 PM

دارة قطع / وصل (on/off) ثنائية الموضع

تبين هذه الدائرة كيفية استخدام مفتاحين بسيطين (SPDT) لوصل وفصل إضاءة مصباح من موضعين مختلفين , وتستخدم بكثرة في التمديدات الكهربائية المنزلية .

switches-39-47 PM

دارة لعكس اتجاه التيار

يستخدم في هذه الدارة ( الشكل 36.3) مفتاح DPDT من أجل عكس اتجاه مرور التيار في الدارة , فعندما يكون وضع المفتاح كما في الشكل ( في الأعلي ) يمر التيار من موجب البطارية غير التماسات العلوية إلي الديود اليساري فسالب التغذية ويضئ الـ LED اليساري , وعندما ينقل المفتاح إلي الوضعية السفلي يمر التيار من موجب التغذية إلي التماس السفلي الموجود في الطرف العلوي إلي الديود LED اليميني ( الذي يمرر في إتجاه واحد ) ويضئ هذا الـ LED إلي الأعلي فاليسار فالأسفل إلي التماس السفلي فسالب التغذية .

switches-40-07 PM

تحكم متعدد الخيارات لعنصر متحسس بالجهد عن طريق خط ثنائي السلك

بفرض أنك تريد قيادة جهاز تحكم عن بعد بإستخدام خط ثنائي السلك وبفرض ان الجهاز له سبع وضعيات عمل مختلفة .

إحدي طرق قيادة هذا الجهاز تتلخص بتصميم الجهاز بحيث تتغير وضعية الجهاز أو حالة عمله بتغير مقاومة خارجية موصولة مع الجهاز عبر خط ثنائي السلك , حيث يمكن أن تكون هذه المقاومة جزءا من مقسم جهد زخرج هذا المقسم موصوصل إلي مبدل تشابهي رقمي (A/D) أو أو إلي مداخل مجموعة مقارنات . ويتم تحديد قيم المقاومات التي تجعل جهاز التحكم يقوم بالأعمال المطلوبة . توصل المقاومات كما في الشكل إلي مفتاح دوار متعدد الوضعيات وتصبح عملية قيادة جهاز التحكم بسيطة وتتم بتدوير المفتاح لإختيار المقاومة المطلوبة .

switches-40-35 PM

الشكل : استخدام المفتاح الدوار لقيادة جهاز تحكم عن بعد سلكي

Possibly Related Posts:


كتب في نفس المجال او من نفس الفئة

About farahat 1475 Articles
الــبــاجور - المـنـوفـيـة - جمهورية مصر العربية 0106331333 مهندس /احمد فرحات درس هندسه و علوم النظم و الحاسبات و له خيرة 18 عام في المجالات الهندسية المتعلقه بالنظم الهندسية كافة سواء كانت نظم لها علاقة بالعتاد (كهربيه - الكترونية - ميكانيكية) او نظم لها علاقة بالبرمجيات و قد حصل علي دبلومة مابعد التخرج في هندسه و علم الحاسب

2 Comments

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*