کلیدها در مدارهای الکتریکی

کلیدها در مدارهای الکتریکی به عنوان یکی از اجزای مهم و اساسی، نقش مهمی در کنترل جریان دارند. این وسیله‌ها به ما امکان می‌دهند که جریان برق را به راحتی قطع و وصل کنیم.

کلید یا نام دیگر آن سوییچ یک وسیله‌ی الکتریکی است که تنها وظیفه آن قطع و وصل کردن جریان برق در شاخه ای که کلید از آن عبور کرده است می باشد این یعنی تصمیم شما به قطع یا وصل شدن کار مدار توسط کلید انجام می شود. وقتی کلید را در حالت “روشن” یا “بسته” قرار می‌دهید، مدار بسته می‌شود و جریان برق در سیم با عبور از ساختار داخلی کلید به حرکت در می‌آید.  وقتی کلید در حالت “خاموش” یا “باز” باشد، مدار قطع می‌شود و جریان برق متوقف می‌شود چون در اصل یک عایق که هوا است مانع آن می شود.

کلیدها به چهار دسته کلی تقسیم می‌شوند که هر یک از آن‌ها برای کاربردهای خاصی طراحی شده‌اند. در ادامه به چند نوع پرکاربرد تر کلید اشاره می‌کنیم:

• کلید تک‌قطبی

کلید تک‌قطبی اولین، ساده‌ترین و پرکاربرد ترین نوع کلید است. این کلید فقط دو وضعیت دارد: یا مدار را باز می‌کند و جریان را قطع می‌کند، یا آن را می‌بندد و جریان را برقرار می‌کند. این نوع کلیدها معمولاً در چراغ‌های خانگی و مدارهای ساده استفاده می‌شوند و احتمالا در مدار های ساده هم همین نوع استفاده خواهد شد.

• کلید دو قطبی

کلید دو قطبی مشابه کلید تک‌قطبی است، با این تفاوت که می‌تواند دو مدار مستقل را به طور همزمان کنترل کند. به عبارت دیگر، این نوع کلید دو مسیر جریان را قطع و وصل می‌کند و معمولاً در مدارهایی که نیاز به قطع و وصل همزمان دو مدار دارند، به کار می‌رود مثل خیلی از لوازمی که دو مدار دارند ولی با یک کلید هماهنگ باید خاموش و روشن شوند. گاهی باید هر دو هم وضعیت باشند یا هر دو خلاف هم باشند.

• کلید سه‌حالته

کلید سه‌حالته یک کلید با سه وضعیت است. این کلید می‌تواند جریان را بین دو مسیر مختلف هدایت کند یا آن را قطع کند. به عنوان مثال، در یک مدار روشنایی، می توان با استفاده از این نوع کلید، چراغ را به دو منبع تغذیه مختلف متصل یا آن را خاموش کرد. گاهی هم دو حالت ضعیف و قوی مدنظر است.

• کلید دوقطبی سه‌حالته

کلید دوقطبی سه‌حالته ترکیبی از کلید سه‌حالته و دو‌قطبی است. کاربرد این نوع بسیار کمتر و اختصاصی است.

کلیدها به دلیل کاربری ساده و عملکرد مهم شان در بسیاری از دستگاه‌ها و مدارها استفاده می‌شوند.

کاربرد کلیدها

یکی از معمول‌ترین کاربردهای کلیدها، کنترل روشنایی است. در خانه‌ها و ساختمان‌ها، کلیدها برای قطع و وصل کردن چراغ‌ها استفاده می‌شوند. با فشار دادن یک کلید ساده، می‌توانید جریان برق به یک لامپ را قطع یا وصل کنید و به این ترتیب چراغ را خاموش یا روشن کنید.

کلیدها در بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی مانند تلویزیون، رادیو، و کامپیوترها نیز استفاده می‌شوند. این کلیدها به کاربران اجازه می‌دهند که دستگاه را روشن یا خاموش کنند یا حالت‌های مختلفی از عملکرد دستگاه را انتخاب کنند.

در برخی موارد، کلیدها برای امنیت و حفاظت از دستگاه‌ها و افراد استفاده می‌شوند.

در بسیاری از سیستم‌های کنترلی، از کلیدها برای تنظیم و تغییر حالت‌های مختلف استفاده می‌شود. به عنوان مثال، در سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی، کلیدها می‌توانند برای تغییر حالت از گرم به سرد یا تنظیم دما استفاده شوند.

کلیدها به عنوان یکی از اجزای اصلی در مدارهای الکتریکی، نقش بسیار مهمی در کنترل جریان برق ایفا می‌کنند. انواع مختلف کلیدها با کاربردهای متفاوت، امکان مدیریت و کنترل مدارها را به کاربران می‌دهند. این ابزارهای ساده و موثر، از خانه‌های ما گرفته تا صنایع بزرگ، کمک می‌کنند تا به راحتی و به صورت ایمن جریان برق را کنترل کرده و تماسی با بخش های داخلی سیستم نداشته باشید.

انواع کلیدها

کلید‌های دائمی:

مانند کلید‌های روشنایی روی دیوار در یک وضعیت می‌مانند تا زمانی که در حالت جدید قرار گیرند و در حالت جدید می‌مانند تا به روی حالت دیگر قرار گیرند. همچنین ممکن است این کلیدها، کلید تاگل یا روشن/خاموش نام‌گذاری شوند.

کلید‌های لحظه‌ای:

زمانی که کلیدهای لحظه ای فشار داده شوند باعث عبور جریان و یا روشن شدن لامپ می‌شوند و وقتی دست از روی انها برداشته شود خاموش می شوند مانند کلید بوق ماشین. بصورت علمی‌تر تنها در زمانی که فعال هستند (مثلا فشار داده شوند.) عمل می‌کنند، اگر فعال نباشند، در حالت خاموش باقی می‌مانند مثل صفحه کلید یا کی بورد کامپیوتر!

بیشتر کلید‌هایی که به عنوان دکمه نام می‌بریم، در دسته لحظه‌ای هستند. فعال کردن دکمه معمولا به معنی فشار آوردن روی آن به نحوی است که فقط یک کنترل لحظه‌ای (یک عمل لحظه‌ای مثل بوق زدن ماشین) به نظر آید.

کلید دو پل

تعداد حالات بیان می‌کند که یک کلید میتواند چند وضعیت داشته باشد. به عنوان مثال به کلید بعضی سشوار‌ها دقت کنید سه حالت دارند: خاموش، سرعت کم و سرعت خیلی زیاد.

با دانستن اینکه هر کلید چند پل و اتصال دارد، می‌توان به طور خاص طبقه‌بندی انجام داد. معمولا کلید‌ها یا به صورت تک پل، تک حالت” یا “تک پل، دوحالت” و یا “دو پل، دو حالت” هستند که به اختصار به ترتیب SPST، DPST و DPDT شناخته می‌شوند.

کلید تک پل تک حالت SPST

یک کلید تک پل تک حالت (SPST) ساده‌ترین حالت کلید است. یک ورودی و یک خروجی دارد. SPSTها برای کلید‌های روشن-خاموش بهترین انتخابند. همچنین آن‌ها یک شکل بسیار معمول از کلید‌های دائمی هستند. کلید‌های SPST تنها نیاز به دو پایانه دارند.

نکته: کلید تک پل تک حالت SPST مخفف single pole single throw است.

سوئیچ‌ ها

سوئیچ‌ ها یکی از نمونه‌ های پرکاربرد کلید در صنعت الکترونیک هستند. سوئیچ‌ ها نیز دارای انواع مختلفی می‌ باشند که هر کدام از آنها بسته به شرایط می‌ تواند مورد استفاده قرار بگیرد. انواع این محصولات را با توجه به نحوه عملکردی که دارند تقسیم بندی می‌ کنند. این موارد عبارتند از:

• زبان زدن
• ضربه زدن
• سوئیچ دارای عملکر مغناطیسی
• سوئیچ دارایی عملکرد گرمایشی
• سوئیچ مجهز به کلید چرخشی
• سوئیچ فعال شونده به وسیله کشیدن
• کلید فعال شونده به وسیله پرتاب
• سوئیچ حساس به تکان خوردن
• سوئیچ کشویی
• راکر
• سوئیچ فشاری

در بین موارد لیست بالا سوئیچ‌ های فشاری بیشترین استفاده را دارند. در ضمن همانطور که از نام آنها می‌ توان حدس زد، نحوه عمل فیزیکی که باعث اتصال مکانیکی در داخل ساختمان کلید می‌ شود معیاری برای دسته‌ بندی این موارد است.

دیپ سوئیچ (dip switch)

یکی از انواع مختلف سوئیچ که استفاده زیادی در دنیای الکترونیک دارد، دیپ سوئیچ می باشد. این قطعات بیشتر برای تعریف کردن عملکردهای مختلف و برنامه ریزی بردهای الکترونیکی مورد استفاده قرار می‌ گیرند. بسته به نوع مدار الکترونیکی، ممکن است بعد از تایم کاری طولانی مدت حالت این سوئیچ‌ ها هیچ گونه تغییری نکنند. البته در بعضی شرایط نیز امکان دارد نیاز به تغییر دادن آنها احساس شود. عمده‌ ترین کاربرد این سوئیچ‌ ها برای شبیه سازی یا سیمولیشن می‌ باشد، اما در مواردی دیده شده است که از آنها برای تست ورودی و خروجی یک برد الکترونیکی استفاده می‌ کنند. نکته بسیار مهمی که در خصوص کار با این سوئیچ‌ ها باید مد نظر قرار دهید این است که اگر قصد تغییر وضعیت آنها را دارید، باید وضعیت کنونی آنها را قبل از اعمال تغییرات یادداشت کنید تا بعد از انجام پروسه مورد نظرتان بتوانید آن را به حالت اصلی خود باز گردانید.

پین سوئیچ (pin switch)

این نوع سوئیچ دارای دو قسمت متحرک و ثابت است که بخش متحرک آن فشار اعمال شده را دریافت می‌ کند و در آن از یک فنر استفاده شده است. یکی از معمول ترین کاربردهای این محصولات در درب خودرو‌ها مشاهده می‌ شود. به این صورت که وقتی درب خودرو بسته است فشار روی بخش متحرک اعمال می‌ شود و دو بخش سوئیچ از هم جدا می‌ گردند. همچنین وقتی درب خودرو باز می‌ گردد، اتصال برقرار شده و به این صورت یک فرمان به لامپ‌ های درون خودرو یا سیستم هشدار دهنده جهت باز بودن درب ارسال می شود. از این نوع سوئیچ در درب یخچال و سایر موارد مشابه نیز استفاده می‌ کنند.

تاگل سوئیچ ( toggle switch)

این نمونه سوئیچ که در اشکال متنوعی تولید می‌ شوند، تحمل مقادیر جریان متفاوتی را دارند. این قطعات در نمونه‌ های ۲ حالته یا سه حالته تولید می‌ شوند که می‌ توانند تعداد پایه‌ های متفاوتی داشته باشند. از آنجایی که از این سوئیچ‌ ها برای مدارهایی که مقدار جریان آنها زیاد است استفاده می‌ شود، در زمان انتخاب و خرید باید حداکثر جریان قابل تحمل کنتاکت‌ های آن مورد بررسی قرار گیرد. قابلیت‌ های مثبت این محصولات باعث شده تا کاربرد زیادی در الکترونیک و صنایع برق داشته باشند. در برخی از نمونه‌ ها این محصولات حالت فنری دارند و بعد از اعمال فشار کلید به حالت اولیه خود باز می‌ گردد. همچنین این سوئیچ‌ ها را بر اساس نوع اتصال دسته بندی می‌ کنند که می‌ توانند به صورت فیشی، پیچی یا لحیمی باشند. در مواردی دیده می‌ شود که برای این سوئیچ‌ ها کلاه‌ های رنگارنگی در نظر گرفته شده اپراتورها بتوانند بهتر آنها را تشخیص دهند.