Same Sky presenta: Principi base degli interruttori DIP

Gli interruttori DIP - o Dual Inline Package - sono in uso dagli anni '70. Sono ampiamente utilizzati per consentire agli OEM e ai clienti finali di cambiare la funzionalità dei dispositivi elettronici dopo averli prodotti. Gli interruttori DIP sono spesso utilizzati per impostare i codici regionali per le apparecchiature che devono funzionare in modi diversi in luoghi diversi, per cambiare il canale radio utilizzato da un apriporta per garage, o per indicare alla scheda madre di un PC il tipo di memoria inserito.

Principi base degli interruttori DIP

L'interruttore DIP è costituito da un insieme di interruttori in una singola unità, di solito montata su una PCB o una basetta sperimentale. Il funzionamento dell'interruttore è molto semplice: la sua posizione deve essere impostata manualmente affinché il suo stato sia facile da determinare durante l'avvio del sistema, a differenza, ad esempio, di una tastiera a membrana che deve essere interrogata da un microcontroller. Questa semplicità rende l'interruttore DIP ideale per fornire input al firmware di base del sistema, poiché non è necessaria molta potenza di calcolo per determinare se un interruttore è aperto o chiuso.

La semplicità, la flessibilità e il basso costo degli interruttori DIP ne hanno assicurato l'uso continuativo in molte applicazioni elettroniche. Sono disponibili in svariate dimensioni, configurazioni, stili e potenze nominali.

I clienti possono scegliere il numero di posizioni sull'interruttore DIP in base alle esigenze di configurazione dell'applicazione finale. Alcuni interruttori DIP possono essere azionati a mano, mentre altri richiedono un attrezzo speciale o un avvitatore per il cambio di posizione.

Figura 1: Esempio di un tipico interruttore DIP. (Immagine per gentile concessione di Same Sky)

Come per qualsiasi interruttore, i progettisti devono specificare quanti "poli" e "vie" deve avere. Un interruttore unipolare a una via (SPST) può essere chiuso per permettere al flusso di corrente di passare, oppure aperto, bloccando il flusso (Figura 2).

Figura 2: Schema di un circuito SPST. (Immagine per gentile concessione di Same Sky)

Un interruttore unipolare a due vie (SPDT) è usato per selezionare tra due diversi percorsi lungo i quali può scorrere la corrente, come mostrato nella Figura 3. Il singolo 'polo', a sinistra nello schema, ha due opzioni di terminali a destra dove la corrente può essere reindirizzata.

Figura 3: Schema di un circuito SPDT. (Immagine per gentile concessione di Same Sky)

Gli interruttori bipolari a due vie (DPDT) controllano due circuiti usando due interruttori meccanicamente interconnessi. Quando la posizione di un polo cambia, l'altro polo cambia allo stesso modo come mostrato nella Figura 4. Ogni polo cambia la direzione della corrente che trasporta su un percorso diverso nel suo circuito. Questo approccio può essere ampliato in modo che diversi interruttori siano accoppiati per consentire più poli e più vie.

Figura 4: Schema di un circuito DPDT. (Immagine per gentile concessione di Same Sky)

Il numero di interruttori in un contenitore dipende dall'applicazione e comunemente varia da 1 a 16 posizioni. Un comune contenitore per interruttori DIP ha otto posizioni perché può essere impostato in 256 modi diversi, che è equivalente ai 256 valori binari espressi in un byte a otto bit. Per saperne di più sulle funzioni degli interruttori e sui tipi di interruttori comuni, leggete l'articolo di Same Sky Nozioni di base sugli interruttori.

Tipi comuni di interruttori DIP

Vi sono vari tipi di interruttori DIP, ognuno denominato in base al modo in cui viene azionato, tra cui attuatore a scorrimento, attuatore piano, attuatore rotante e così via.

Gli interruttori DIP a scorrimento hanno tipicamente due posizioni - chiuso o aperto, acceso o spento, 1 o 0 - e agiscono come un interruttore SPST. Ci sono anche interruttori DIP a scorrimento con tre posizioni, dove la posizione centrale è di solito neutra. I contatti ad ogni estremità di questo tipo di interruttore fanno sì che possa essere configurato come On/Off/On con l'attuatore che si sposta ai due lati.

Gli interruttori DIP possono essere configurati in modo che i loro contatti siano normalmente aperti, completando un circuito quando vengono azionati, o normalmente chiusi, interrompendo un circuito quando vengono azionati.

Figura 5: Interruttore DIP a scorrimento a 8 posizioni. (Immagine per gentile concessione di Same Sky)

Gli interruttori DIP sono spesso utilizzati su schede che saranno montate in contenitori stretti, quindi la loro forma e dimensione così come il modo in cui si muovono è fondamentale per un facile funzionamento. Ad esempio, gli interruttori DIP piano offrono la stessa funzionalità degli interruttori DIP a scorrimento, ma montano gli interruttori orizzontalmente, in modo che possano essere azionati con un movimento verso l'alto e verso il basso. Questo contrasta con l'interruttore DIP standard che si monta orizzontalmente, permettendo l'attuazione tramite un movimento in avanti e indietro.

Figura 6: Interruttore DIP piano a 8 posizioni con gli attuatori verso l'alto e il basso. (Immagine per gentile concessione di Same Sky)

Gli interruttori DIP rotanti hanno un attuatore che può essere ruotato in diverse posizioni, spesso mediante una manopola zigrinata con una fessura per cacciavite nella parte superiore. Quando l'utente ruota l'attuatore, l'uscita dell'interruttore cambia a seconda della posizione.

Figura 7: Interruttori DIP rotanti con attuatori piatti o rialzati. (Immagine per gentile concessione di Same Sky)

Il vantaggio di questi interruttori DIP è che possono essere usati per codificare parecchie informazioni, quindi i produttori di schede possono usarli per offrire molte opzioni. Ad esempio, un interruttore DIP rotante con quattro pin di uscita può produrre fino a 16 diverse configurazioni di uscita in codice binario - comodo per impostare valori esadecimali. La Figura 8 mostra una tabella di codice esadecimale per un interruttore DIP rotante a 16 posizioni con i numeri da 0 a 9 e le lettere da A a F.

Figura 8: Tabella di codice esadecimale per un interruttore DIP rotante a 16 posizioni. (Immagine per gentile concessione di Same Sky)

Altri stili di interruttori DIP rotanti possono essere configurati per agire come un dispositivo SPDT con due, tre o quattro vie per ogni polo. Questo potrebbe essere usato, per esempio, per instradare un singolo segnale fino a quattro diverse destinazioni, a seconda dell'impostazione dell'interruttore DIP.

Specifiche chiave degli interruttori DIP

Gli interruttori DIP sono semplici, ma questo non significa che possono che abbiano specifiche completamente intercambiabili. Per scegliere il miglior interruttore DIP per un'applicazione, studiate le schede tecniche dei produttori dei componenti concorrenti e confrontate fattori come il numero di posizioni e il tipo di attuatore dell'interruttore, oltre a quelli indicati nella Tabella 1.

Tabella 1: Specifiche da considerare quando si sceglie un interruttore DIP.

Queste specifiche possono sembrare semplici, ma sono importanti. Usare un interruttore DIP in modi che esulano dalle sue prestazioni specificate può portare a problemi come la formazione di archi tra i contatti (male) o addirittura a contatti che si saldano da soli (peggio). Entrambi i comportamenti possono creare problemi di sicurezza, oltre a rendere potenzialmente inutilizzabile un sistema.

Conclusione

Gli interruttori DIP sono utilizzati da decenni per configurare i dispositivi e ora sono anche utilizzati per preconfigurare i dispositivi IoT prima di essere distribuiti nelle case o nelle fabbriche, per limitare i tempi di fermo. Altre applicazioni comuni includevano la programmazione degli apriporta per garage e dei telecomandi, la configurazione di schede madri per PC e l'abilitazione dei test sulle apparecchiature industriali senza doverle accendere.

Esistono molte altre forme di interruttori DIP. Ciò che hanno in comune è una combinazione di semplicità, flessibilità e basso costo che continueranno ad essere i motivi per cui troveranno sempre nuovi usi e applicazioni. Same Sky offre un'estesa gamma di interruttori DIP con attuatori a scorrimento, piano e rotanti per soddisfare una varietà di esigenze di progettazione.