Scelta e utilizzo degli interruttori a scorrimento ultraminiaturizzati

Il primo circuito in cui si è cimentato chiunque molto probabilmente conteneva una batteria, una luce e un interruttore. Quando si chiudeva l'interruttore, la luce si accendeva, quando lo si apriva la luce si spegneva. È così che abbiamo imparato a cosa servono gli interruttori in un progetto elettronico. Per scegliere il miglior tipo di interruttore per un progetto è indispensabile stabilirne la funzione, il tipo richiesto, la corrente e la tensione nominale di cui ha bisogno. Qui prenderemo in esame gli interruttori a scorrimento usati in progetti compatti. L'applicazione finale richiede interruttori a scorrimento ultraminiaturizzati con dimensioni compatte e profili ribassati che consentano un'elevata densità sulla scheda a circuiti stampati e un impilamento ravvicinato.

NKK Switches offre la serie SS di interruttori a scorrimento ultraminiaturizzati per applicazioni che utilizzano la commutazione a livello logico e a bassa potenza. La serie comprende modelli compatti ad azionamento dall'alto e laterale. Sono disponibili in un'ampia gamma di configurazioni, e tutte garantiscono un'azione fluida con un funzionamento positivo del fermo e una maggiore stabilità del contatto. Prima di entrare nei dettagli, vediamo alcuni principi base degli interruttori a scorrimento.

Principi base degli interruttori a scorrimento

Come la maggior parte degli interruttori, anche quelli a scorrimento hanno gli stessi componenti essenziali all'interno dell'alloggiamento, tra cui un contatto mobile collegato al terminale comune e contatti fissi collegati ai terminali di uscita (Figura 1).

Figura 1: Vista interna semplificata di un interruttore a scorrimento ultraminiaturizzato della serie SS. (Immagine per gentile concessione di NKK Switches)

Il meccanismo dell'interruttore a scorrimento è costituito da un contatto mobile che scorre su uno dei due contatti fissi. Nella serie SS, NKK Switches utilizza contatti a doppia crossbar a scorrimento (STC) che assicurano un meccanismo di contatto estremamente affidabile. L'interruttore funziona in modo regolare, preciso, con un azionamento fluido del fermo positivo e una maggiore stabilità del contatto. Il contatto mobile incontra il contatto fisso ad angolo retto, il che riduce l'area del punto di contatto e offre una resistenza più stabile. Le doppie crossbar bloccano i contatti fissi, garantendo la loro ridondanza per una maggiore affidabilità. Il movimento autopulente pulisce i contatti dell'interruttore a ogni attuazione.

Poli, vie e posizioni

Gli interruttori sono identificati dal numero di circuiti controllati dall'interruttore e dal numero di contatti di ciascun circuito (Figura 2).

Figura 2: Descrizione dei collegamenti dei circuiti per ogni posizione di tre tipi comuni di interruttori. (Immagine per gentile concessione di NKK Switches)

Il polo si riferisce al numero di circuiti controllati dall'interruttore. Un interruttore unipolare (SP) controlla solo un singolo circuito elettrico. Gli interruttori bipolari (DP) controllano due circuiti indipendenti. La via dell'interruttore descrive il numero di connessioni di uscita che può avere ciascun polo dell'interruttore. La serie SS di NKK Switches è disponibile nelle configurazioni SP e DP con connessioni a due (DT) o a tre vie (3T).

Esempi di interruttori a scorrimento ultraminiaturizzati serie SS

Un interruttore a scorrimento SPDT come SS12SDP2 di NKK Switches ha un unico terminale comune e due terminali di uscita (Figura 3).

Figura 3: SS12SDP2 ha tre terminali esterni e due posizioni di scorrimento. Il terminale centrale è il comune (pin 2) e quello di destra (1) e di sinistra (3) sono i due pin terminali di uscita. (Immagine per gentile concessione di NKK Switches)

Ad esempio, questo interruttore SPDT ha un solo polo e due diverse opzioni di uscita.

Facendo riferimento alla fila SPDT della Figura 2, il terminale comune (pin 2 al centro) è collegato all'uscita di destra (pin 1) quando la slitta è a destra. Analogamente, quando il cursore è a sinistra (come mostrato nella Figura 3), il terminale comune è collegato al terminale di uscita di sinistra (pin 3).

La temporizzazione dei contatti si riferisce all'ordine in cui il cursore collega i contatti adiacenti. SS12SDP2 è un interruttore di tipo circuitante (MBB). I pin comuni e di uscita sono per pochissimo tempo collegati quando il cursore cambia posizione. La temporizzazione alternativa dei contatti è un interruttore di tipo non circuitante (BBM). Il cursore di un interruttore BBM non collega i terminali di uscita durante la commutazione. Per evitare un cortocircuito se un interruttore SPDT collega una linea comune tra due sorgenti di tensione diverse sarebbe necessario un interruttore BBM.

SS12SDP2 è in grado di gestire bassi livelli di potenza fino a 100 mA fino a 30 V c.c. Livelli di potenza superiori a 0,4 VA utilizzano la placcatura in argento sulle superfici di contatto e hanno una resistenza di contatto specificata di 20 mΩ al massimo.

SS12SDP2 è un interruttore a scorrimento ultraminiaturizzato molto compatto (Figura 4).

Figura 4: SS12SDP2 è studiato per una griglia di fori di 2,54 mm. (Immagine per gentile concessione di NKK Switches)

L'interruttore misura 10,2 mm di lunghezza x 4 mm di larghezza x 4,5 mm di altezza. A buona ragione può essere definito ultraminiaturizzato. I pin di contatto sono distanziati di 2,54 mm per adattarsi a questa griglia di fori comunemente presente sulle schede.

SS22SDH4 di NKK Switches è un interruttore a scorrimento DPDT con montaggio ad angolo retto, per cui la slitta si trova sul lato del corpo dell'interruttore, ed è detto interruttore ad attuazione laterale (Figura 5).

Figura 5: SS22SDH4 è un interruttore a scorrimento ultraminiaturizzato DPDT ad angolo retto con due terminali comuni e due contatti di uscita per comune. (Immagine per gentile concessione di NKK Switches)

Facendo riferimento alla fila DPDT della Figura 2, l'interruttore DP ha due terminali comuni, ciascuno con due possibili connessioni di uscita. Come SS12SDP2, anche SS22SDH4 è un interruttore MBB.

SS22SDH4 è in grado di gestire livelli logici a bassa potenza, inferiori a 0,4 VA a 28 V c.a. o c.c. Questo funzionamento a livello logico a bassa potenza è detto circuito a secco; quando i contatti si aprono o si chiudono a questi livelli di tensione non si formano archi elettrici. Ciò significa che l'ossidazione dei contatti non viene eliminata e può accumularsi, aumentando la resistenza dei contatti. Per questa classe di servizio si utilizza la placcatura in oro sulle superfici di contatto con una resistenza di contatto nominale di 40 mΩ o inferiore.

Le dimensioni dell'interruttore sono 10,2 mm di lunghezza x 6,54 mm di larghezza x 5 mm di altezza. I pin di contatto sono inoltre distanziati per adattarsi alla comune griglia di fori della scheda CS da 2,54 mm.

SS14MDP2 di NKK Switches è un interruttore BBM SP3T. Ha un singolo contatto comune e tre contatti di uscita (Figura 6).

Figura 6: L'interruttore SP3T è un dispositivo azionato dall'alto con tre posizioni a scorrimento che consentono al comune di collegarsi individualmente con ciascuno dei tre contatti di uscita. (Immagine per gentile concessione di NKK Switches)

Questo interruttore SP3T ha tre posizioni di scorrimento. Nella posizione centrale mostrata nella Figura 6, i terminali 3 e 2 sono collegati. Nella posizione più a sinistra, il terminale 1 è collegato al terminale comune 3, mentre nella posizione più a destra i terminali 3 e 4 sono collegati. Come interruttore BBM, quando il cursore viene spostato, i contatti con la coppia di terminali corrente vengono interrotti prima che sia stabilita la connessione successiva.

SS14MDP2 è in grado di gestire 100 mA a 30 V c.c. utilizzando superfici di contatto argentate, con una resistenza di contatto pari o inferiore a 20 mΩ.

Le dimensioni dell'interruttore sono 15,8 mm di lunghezza x 4 mm di larghezza x 4,5 mm di altezza. I pin di contatto sono inoltre distanziati per adattarsi alla comune griglia di fori della scheda CS da 2,54 mm.

Il nostro esempio finale è SS12SBP2 di NKK Switches, un interruttore a scorrimento SPDT che si differenzia dagli altri per il fatto che i terminali hanno una distanza metrica dei fori di 2 mm. Ad eccezione della distanza tra i terminali, presenta le stesse specifiche e dimensioni fisiche del modello SS12SDP2.

Tutti gli interruttori della serie SS qui trattati hanno una durata meccanica ed elettrica nominale di 10.000 operazioni. Possono funzionare in un intervallo di temperatura compreso tra -15 e 60 °C e sono dotati di terminali stampati a inserto per bloccare flussante, solventi e altri contaminanti indesiderati.

Conclusione

La serie SS di NKK Switches è costituita da interruttori a scorrimento ultraminiaturizzati che offrono dimensioni compatte per il montaggio e l'impilamento su schede CS ad alta densità. Il meccanismo STC offre il vantaggio di un'azione più fluida con una reazione positiva del fermo e un'elevata stabilità del contatto.