Întrerupător de capăt: ce este, marcare + reguli de conectare

Aproape toate sistemele automatizate conțin un dispozitiv precum întrerupătorul de capăt, responsabil pentru deconectarea lor atunci când partea mobilă atinge un anumit punct. În sistemele de control al iluminatului, întrerupătoarele de capăt sunt utilizate ca senzori. La apariția unor circumstanțe programate, acestea generează un semnal.

Vă vom spune totul despre scopul funcțional și varietățile dispozitivelor de deconectare de capăt. În articolul prezentat de noi sunt descrise schemele de montaj testate în practică, sunt enumerate regulile de conectare. Sunt prezentate particularitățile de marcare, sunt oferite sfaturi pentru alegere.

Ce reprezintă întrerupătoarele de capăt?

Întrerupătoarele de capăt sunt dispozitive electrotehnice destinate deschiderii și închiderii circuitului de lucru. Se montează pe mecanisme mobile pentru a le limita deplasarea în limitele stabilite. Funcțiile pe care le îndeplinesc aceste dispozitive sunt identice cu cele ale unui întrerupător standard.

Conținutul întrerupătoarelor de capăt este închis într-o carcasă rezistentă, de cele mai multe ori metalică. Toate elementele sale sunt optimizate pentru o fixare ușoară și o orientare simplă în spațiu.

LED-urile luminoase, de diferite culori, permit controlul alimentării cu energie și al declanșării senzorului. Două perechi de contacte, de cele mai multe ori prezente în întrerupătorul de capăt, oferă posibilitatea de a controla starea conectării acestuia.

Dacă la o pereche închisă, după transmiterea semnalului nu urmează întoarcerea acestuia, aceasta indică o defecțiune a cablului care duce la întrerupător. După declanșarea senzorului, pentru trecerea semnalului se poate folosi o pereche de contacte deschise.

Senzorii sensibili stau la baza sistemelor de protecție împotriva scurgerilor. La detectarea apei, pentru identificarea căreia sunt destinate, dispozitivele nu numai că semnalizează apropierea unei situații de urgență în mod sonor și cromatic, dar și blochează funcționarea sistemelor prin care este transportată apa.

Clasificarea după principiul de funcționare

Se disting trei grupuri principale de întrerupătoare de capăt: mecanice, fără contact, magnetice. Funcția principală a tuturor acestor dispozitive este de a deconecta automat mecanismul în funcțiune în momentul atingerii poziției stabilite de partea sa mobilă. Aceste întrerupătoare servesc nu numai pentru deschiderea circuitului, ci și pentru conectarea acestuia.

Funcționarea circuitului în senzorii de limită este coordonată în două moduri: prin acțiune directă asupra contactelor mobile și prin comandă pozițională a acestora. În primul caz, aceștia se numesc contactați, iar în al doilea — fără contact. Un exemplu de senzori de limită contactați sunt senzorii responsabili pentru închiderea ușilor auto.

În fotografie este ilustrată execuția constructivă a unui întrerupător de limită de tip parcurs. Componentele sale principale sunt: capacul (1), baza (2), contactele (3), rolă (4), pârghia (5), banda etanșantă (6), intrarea cablului (7)

Senzorii de acest tip pot nu numai să pornească și să oprească mecanismele, dar și să stabilească poziția obiectului de control. Printre aceștia se numără întrerupătoarele cu plutitor, precum și senzorii care determină nivelul combustibilului. Semnalul pentru acționarea lor este modificarea rezistenței corespunzătoare unui anumit nivel de lichid.

Dezavantajul senzorilor contactați constă în prezența părților mobile mecanice, durata de viață relativ scurtă din cauza protecției ineficiente împotriva umezelii și prafului. Avantajul — construcția simplă, instalarea și exploatarea ușoară. Întrerupătoarele fără contact sunt considerabil mai bine protejate de influențele externe. De asemenea, resursa lor este mai lungă.

Întrerupătoare de capăt de tip mecanic

Comanda întrerupătoarelor de limită de acest tip poate fi cu rolă sau cu pârghie. Ele se activează imediat ce mecanismul de comandă sub formă de rotiță, buton sau pârghie suferă o acțiune mecanică.

În acest caz, are loc modificarea poziției contactelor — acestea se pot închide sau deschide. Procesul este însoțit de un semnal — de comandă sau de avertizare.

Cel mai adesea, întrerupătoarele de limită au două contacte — deschis și închis. Există dispozitive de capăt simple, dar acestea se întâlnesc rar. În orice caz, contactele sunt prezente în carcasa fiecăruia, iar schema de lucru cu numerele lor este ilustrată pe panou.

Construcția întrerupătoarelor de limită cu rolă prevede deconectarea prin apăsarea mecanismului de acționare pe un buton sub formă de tijă mică. Deoarece acesta este legat de contacte dinamice, în momentul atingerii are loc deschiderea circuitului de alimentare.

Diferența întrerupătoarelor cu pârghie constă în faptul că contactele lor mobile sunt legate printr-o tijă sau printr-un arc de o pârghie mică. Acțiunea are loc atunci când mecanismul de acționare apasă pe această pârghie.

În fotografie este un microîntrerupător de limită mecanic KW4-3Z-3 cu placă de presare. Acesta se deosebește de cel standard prin valoarea cursei elementului de lucru. Este utilizat în mașini-unelte CNC, imprimante 3D

Pe lângă dispozitivele standard de capăt, există microîntrerupătoare. Acestea funcționează după același principiu, dar reglarea lor la montaj necesită o precizie mai mare din cauza cursei mici. Pentru a mări cursa de lucru, se recurge la un procedeu precum includerea în schemă a unui element intermediar — o pârghie cu rolă.

Acest tip de întrerupătoare se aplică atât în producție, cât și acasă. În construcția liftului este utilizat un număr mare de întrerupătoare de capăt.

Printre acestea se numără întrerupătorul sub formă de senzor, care limitează înălțimea minimă și maximă a cursei liftului, semnalizează ruperea cablului, transmite un semnal la deschiderea ușii și îndeplinește multe alte acțiuni. Pe ușile multor apartamente există microîntrerupătoare care aprind lumina în cameră atunci când aceasta se deschide.

În automobile, astfel de senzori mecanici de capăt sunt incluși în schemele de semnalizare și iluminare. Particularitatea lor este prezența unei singure intrări cu un potențial pozitiv conectat la aceasta. Corpul este borna negativă, presată împotriva unui element metalic de pe caroseria automobilului, lipsit de vopsea.

Acest element este conectat la masa automobilului printr-un cablu. Condiția principală este ca întrerupătorul să nu intre în contact cu o suprafață umedă. Senzorii de capăt se conectează la montarea sistemului de alarmă auto, utilizând o schemă. Ieșirile acestora pot fi instalate atât pe uși, cât și în habitaclu, pe dispozitivele de iluminat.

Pentru ca aprinderea să aibă loc la deschiderea ușii, iar stingerea la închiderea acesteia, se realizează o conexiune la plus. În prezența iluminării plafonului habitaclului și a ușilor, se utilizează un bloc de întrerupătoare de capăt care îndeplinește diverse funcții. Ca urmare a acționării blocului, senzorii importanți sunt blocați la încercarea de deschidere a încuietorilor.

Particularitățile întrerupătoarelor de capăt fără contact

Una dintre varietățile întrerupătoarelor de capăt este modificarea lor fără contact (BVK). Comunicația dispozitivelor este configurată să se activeze atunci când un anumit obiect intră în zona de sensibilitate.

Aceste întrerupătoare de capăt se reglează pentru un material specific și o dimensiune dată. Imediat ce un obiect cu astfel de parametri intră în zona sensibilă, amplitudinea oscilațiilor generatorului se transformă.

Nu există părți mobile în dispozitivul propriu-zis, așa cum nu există nici contact mecanic între obiectul de acționare și elementul întrerupătorului reglat pentru acesta.

Întrerupătorul de capăt fără contact (BVK) este format din următoarele părți:

• elementul sensibil;
• comutatorul de putere;
• componentul care analizează semnalul.

Distanța la care dispozitivul începe să acționeze se stabilește în funcție de modificarea senzorului și cerințele procesului. Excluderea din acesta atât a elementelor mobile, cât și a celor de frecare crește semnificativ fiabilitatea funcționării acestor dispozitive.

Senzorii fără contact, sau, cum mai sunt numiți, de proximitate, au capacități funcționale extinse. Există două categorii – întrerupătoare și senzori de poziție.

Prima sarcină a BVK este să detecteze poziția unui obiect. În plus, senzorul efectuează numărarea, poziționarea, separarea, sortarea obiectelor. Poate controla viteza, deplasarea, calcula unghiul de rotație, corecta deformarea și îndeplini multe alte acțiuni.

În condiții casnice, comutatoarele fără contact sunt utilizate în principal în organizarea controlului iluminatului. Cu toate acestea, în domeniul amenajării sistemelor “Casei Inteligente”, comutatoarele fără contact au un domeniu de aplicare semnificativ mai larg și perspective mult mai mari.

Dispozitivele sensibile se aplică în industrie, în sectorul transporturilor, ca element de automatizare, în rafinarea petrolului. După principiul detectării obiectelor care se apropie, se disting BVK-uri inductive, capacitive, optice, cu ultrasunete.

Senzori inductivi fără contact

Acestea sunt reglate pentru materiale atât metalice, cât și amorfe. Printre cele care reacționează la metal, există variante magnetice, feromagnetice. În interiorul senzorului se află un miez – metalic sau magnetizat.

Comutatorul poate primi alimentare cu o gamă largă de tensiuni – de la 10 V în curent continuu, iar în curent alternativ – de la 264 V. Crearea semnalului de ieșire are loc la 0,2 A în cazul curentului continuu și 0,5 A la cel alternativ.

Dacă descriem construcția unui astfel de senzor mai detaliat, aceasta constă dintr-un convertor care include o bobină de cupru așezată într-o cupă de ferită. Funcția acesteia include redirecționarea vectorului liniilor electromagnetice către partea frontală a comutatorului.

Oscilatorul din schemă poate fi atât cu rezistență fixă negativă, cât și de orice alt tip. Liniile câmpului magnetic sunt orientate perpendicular pe direcția curentului care curge prin spirele miezului magnetizat.

Câmpul de forță variabil se datorează tensiunii alternative la bornele miezului. Următorul nod important este formatorul de semnal, care creează histerezis și domeniul de acțiune al semnalului de comandă. Acesta include un detector controlat de un trigger.

În schemă este ilustrat un comutator inductiv de mișcare în acțiune. Elementul său principal este bobina de inductanță acționată de la generator.

Momentul cheie al funcționării comutatorului de capăt inductiv îl constituie modificările care apar la apropierea sau îndepărtarea unui obiect. De îndată ce pragul de tensiune depășește valoarea admisă, senzorul se activează prin conectarea unui trigger care deschide un contact.

Comutatoare de capăt capacitive fără contact

După apariția unui obiect, circuitul vibratorului dispozitivului capacitiv este pornit, se stabilesc parametrii de timp. Odată cu apropierea obiectului de senzor, capacitatea acestuia crește, iar frecvența generată de multivibrator scade.

De îndată ce pragul de frecvență va fi depășit, aparatul se va opri. După acest principiu funcționează multe modele de senzori de mișcare, care opresc și pornesc becurile la detectarea unui obiect în zona de sensibilitate.

Schema structurală a senzorului capacitiv prezintă asemănări cu aparatul inductiv: în ambele modele se regăsesc un generator și un detector.

Principiul de funcționare al întrerupătorului de capăt de tip capacitiv se bazează pe modificarea capacității elementului receptor – condensatorul. În astfel de senzori, operația de comutare începe atunci când obiecte dielectrice și metalice intră în câmpul lor.

Pe lângă generatorul care produce câmpul electric, în construcția lor intră părți de bază precum demodulatorul. Acesta joacă rolul de convertor al amplitudinii oscilațiilor de înaltă frecvență, cu modificarea simultană a tensiunii. Următoarea componentă importantă este triggerul, responsabil pentru un anumit nivel al semnalului, comutare și dependența de histerezis.

Pentru creșterea semnalului de intrare la valoarea stabilită, în schema întrerupătorului capacitiv este inclus un amplificator. De controlul reglajului și funcționării aparatului răspunde un indicator cu LED.

De umiditate și pătrunderea particulelor solide, întrerupătorul este protejat de un element precum compusul. Carcasa din plastic sau alamă protejează tot ce se află în interior de deteriorări mecanice. Setul include, de asemenea, piese de fixare.

Elementul de comutare din acest aparat se află pe condensator și reprezintă o plăcuță care interacționează cu vibratorul. Rolul de element de prag este îndeplinit de comparator, conectat la vibrator. Acesta, la rândul său, este conectat la convertorul de frecvență și tensiune.

Întrerupătoarele capacitive de capăt reacționează la materiale solide, pulverulente, lichide, atât conductoare de curent electric, cât și neconductoare.

Diferența dintre modelele capacitive și cele inductive constă în faptul că primele reacționează la umiditatea aerului și la modificarea densității. Cele din urmă sunt insensibile la astfel de influențe.

Dispozitivul întrerupătoarelor ultrasonice

Construcția întrerupătoarelor ultrasonice de capăt prevede prezența emițătoarelor sonore cu cuarț, care formează unde de impuls cu lungimea de 100 – 500 kHz, și a unui receptor, ale cărui setări corespund unei anumite frecvențe.

La modificarea amplitudinii undelor sonore ca urmare a manevrelor unui obiect în mișcare, microîntrerupătorul BVK înregistrează noile valori și pe baza acestora controlează semnalele de ieșire.

Principiul de funcționare al senzorilor ultrasonici se bazează pe modificarea timpului în care unda sonoră se deplasează de la senzor la obiectul controlat. Distanța de detectare a acestor dispozitive este destul de mare – până la 10 m. Un mare avantaj al acestora este că pot detecta un obiect de orice formă și culoare care reflectă sunetul.

Funcționarea acestui senzor ultrasonic se bazează pe un principiu simplu: de îndată ce un semnal ajunge la unul dintre picioarele sale, celălalt primește un impuls cu o durată egală cu distanța până la obiect.

Astfel de senzori sunt utilizați pentru detectarea obiectelor cu suprafață plană, care ocupă o poziție perpendiculară față de linia mediană de detectare.

Inexactitățile în funcționarea lor pot fi cauzate de:

1. Curenți de aer puternici care apar brusc, care amplifică sau atenuează unda.
2. Modificarea bruscă a regimului de temperatură. Atunci când cantitatea de căldură emisă de obiect este mare, viteza undelor propagate se modifică.
3. Abaterea de la verticală a unghiului dintre planul orizontal al obiectului și axa senzorului. Dacă această eroare depășește 10⁰, senzorul nu se activează.
4. Contururile unghiulare ale obiectului. În acest caz, detectarea acestuia este foarte dificilă.

Oscilațiile se propagă în medii solide, gazoase, lichide, iar viteza depinde de parametrii corespunzători. Senzorii ultrasonici nu au părți mobile, prin urmare nu există o dependență între numărul de cicluri și durata de viață a dispozitivului. Aceștia se caracterizează printr-o rezistență sporită la influențe externe de orice fel.

Dispozitive optice fără contact

Întrerupătoarele de limită de acest tip controlează obiectele, atât pe cele care blochează radiația, cât și pe cele care o reflectă. Când obiectul pătrunde în spațiul dintre întrerupător și sursa de lumină, senzorul întrerupe fluxul luminos. Elementul responsabil pentru această acțiune poate fi de tip releu sau semiconductor. Raza de reacție se extinde până la 150 m.

Aceasta este o fotografie a unui senzor de limită de tip optic. Acesta determină pozițiile punctelor extreme de deplasare a părților mobile în imprimante 3D, mașini CNC.

Senzorii de proximitate funcționează într-un interval larg de temperatură – de la -60 la +150⁰С. Aceștia suportă presiunea de aproximativ 500 Atm, pot fi utilizați în medii agresive și chiar în condiții de pericol sporit de explozie.

Varietăți magnetice de capăt

Acest tip de întrerupătoare, numite altfel cu flotor sau cu contacte magnetice (hermetice), înlocuiește treptat modelele mecanice. Contactele lor își schimbă poziția atunci când se află la o anumită distanță de magnet. În acest moment, se transmite un semnal către circuitul de comandă.

Într-un întrerupător cu contacte magnetice (hermetic) există unul sau două contacte, fabricate dintr-un material special – feromagnet. Întrerupătorul magnetic de limită se caracterizează prin dimensiuni reduse. Este plasat într-o carcasă din plastic sau sticlă, iar în circuitul electric se montează la întreruperea acestuia.

Contactele dintr-un astfel de comutator pot fi deschise, închise, comutabile. În dispozitivele de primul tip, contactul se închide la acționare. Contactele normal închise se deschid în circumstanțe similare, iar cele comutabile se comportă în funcție de situație.

Alegerea modelului depinde de circumstanțele specifice. Releele cu lamelă (herkoane) sunt utilizate în construcția porților culisante. Cu ajutorul lor se realizează oprirea structurii atunci când atinge poziția extremă la deschidere sau închidere.

Unele modele cu flotor sunt utilizate ca parte a sistemului de alarmă de securitate la intrarea în casă. Când ușa este închisă, circuitul este închis datorită acțiunii câmpului magnetic asupra întrerupătorului de capăt. Ușa care se deschide provoacă deplasarea magnetului și deschiderea contactului, ceea ce declanșează alarma.

La instalarea magneților, se ține cont de polaritatea acestora. La o instalare incorectă, aceștia nu vor îndeplini funcțiile încredințate.

Faptul că nu există un contact mecanic în această construcție este un avantaj care crește longevitatea. Acestea se disting prin cea mai simplă structură, bazată pe interacțiunea contactelor acționate magnetic cu un magnet obișnuit.

Reguli și specificații de conectare

Deși comutatoarele de capăt în sine sunt destul de simple, ele sunt utilizate în echipamente cu circuite electrice complexe. Prin urmare, conectarea lor trebuie efectuată de specialiști și strict conform schemelor electrice, pe baza particularităților echipamentului.

Să examinăm un exemplu de conectare a unui comutator mecanic simplu într-o imprimantă 3D. Acest lucru este necesar pentru a seta coordonatele extreme pentru căruciorul său. Întrerupătorul de capăt conectat are 3 contacte — COM, NO, NC. În starea deconectată a senzorului, primul și ultimul contact sunt sub tensiune de +5V. Al doilea contact (NO) este împământat.

În schemă, contactele COM (1) și NO (2) sunt în stare închisă, iar COM și NC (3) sunt deschise. Când căruciorul imprimantei atinge poziția extremă, contactele COM și NC se conectează și are loc o reculare de 2 mm.

Senzorul se conectează cu ajutorul a două fire — de culoare roșie și neagră. Când dispozitivul se activează, ar trebui să se audă un clic tipic. Comutatorul cu indicator se conectează după aceeași schemă, dar are și un al treilea fir — verde.

Acționarea sa este semnalată de aprinderea LED-ului și de un clic. Conectorii săi de pe placă au marcaje: pentru firul roșu V (+5 V), pentru cel negru — G (pământ), pentru cel verde — S (semnal).

Cu aceleași litere sunt marcate conectorii și la comutatorul optic. Acesta va controla mai precis funcționarea căruciorului, dar poate da erori în condiții de praf și lumină solară. Acționarea perechii optice este însoțită de aprinderea diodei emițătoare de lumină și are loc complet în tăcere.

Întrerupătoarele de capăt sunt utilizate pe scară largă de către producătorii de mobilă, montându-le în dulapurile glisante. Conectarea se face conform instrucțiunilor furnizate cu fiecare model. Pe schemă se indică locul de fixare a structurii din plastic cu buton. Pentru ușa din mijloc, aceasta trebuie instalată astfel încât să nu împiedice deplasarea corectă a celeilalte uși a secțiunii pe ghidaje.

Pe scheme este ilustrată ordinea de conectare a întrerupătoarelor de capăt pentru ușile glisante în dulapurile glisante (varianta b) și pentru cele cu balamale (varianta a)

În cazul instalării unui întrerupător de capăt pentru o ușă cu balamale, acesta se fixează cu ajutorul șuruburilor autoforante în interiorul dulapului. În stare închisă, ușa apasă butonul, întrerupe circuitul și iluminatul nu funcționează. În stare deschisă, ușa eliberează butonul și iluminatul se aprinde.

Marcajul întrerupătoarelor de capăt

Fiecare dintre aceste dispozitive de comutare are o marcare corespunzătoare. Descifrând-o, se pot obține toate informațiile despre un anumit model de întrerupător de capăt. Dacă pe acesta apare inscripția VU222M, aceasta indică faptul că aveți în față un întrerupător de capăt din seria VU222. Elementul mobil este o pârghie modernizată.

Pe această schemă structurală este demonstrată denumirea convențională a unui întrerupător de capăt destinat funcționării în circuite de comandă alimentate cu curent alternativ și continuu, cu o tensiune maximă de 660V

Vom descifra în detaliu, ca exemplu, marcarea întrerupătorului VP 15M4221-54U2. Acesta este echipat cu un element de acționare mobil din seria 15. Are un contact normal deschis și unul normal închis, dotat cu un împingător cu rolă.

Nivelul de protecție este IP54 din partea acționării, «У» desemnează execuția climatică, iar cifra 2 – categoria de amplasare. Produsul corespunde TU U 31.2-25019584-005-2004.

Producători de top în segment

Multe firme produc astfel de senzori. Printre acestea se numără lideri recunoscuți. Printre ei se află compania germană Sick, ca principal producător al unor astfel de produse de înaltă calitate. Compania Autonics furnizează pe piață întrerupătoare de capăt fără contact de tip inductiv și capacitiv.

Senzori fără contact de înaltă calitate produce compania rusă «TEKO». Aceștia se remarcă prin etanșeitate ultra-înaltă (IP 68). Aceste întrerupătoare de capăt funcționează în cele mai periculoase medii, inclusiv explozive, și sunt disponibile diferite metode de montare.

Întrerupătoarele de capăt ale producătorului ucrainean «Promfactor» sunt populare. Aici se produc întrerupătoare și comutatoare de capăt VP, PP, VU. Garanția, cu respectarea tuturor regulilor de exploatare, este de 3 ani.

Concluzii și material video util pe această temă

Video #1. Popular despre întrerupătorul de capăt:

Video #2. Instalarea ÎC pe un strung de casă cu CNC:

Scopul întrerupătoarelor de limită poate fi foarte divers. Ele sunt utilizate atât în sisteme industriale complexe, cât și în gospodărie pentru a ne crește confortul. Important este ca conectarea lor la schema electrică să se realizeze numai după eliminarea completă a tensiunii.

Vă rugăm să scrieți comentarii în blocul de mai jos. Poate veți împărtăși informații care vor fi utile vizitatorilor site-ului. Lăsați postări cu recomandări, publicați fotografii pe tema respectivă, adresați întrebări.