لیمیت سوئیچ و میکروسوئیچ از جمله قطعاتی هستند که امروزه در فرآیندهای تولیدی و اجرای فرآیندهای اتوماسیون و حتی تولید لوازم خانگی نقش به سزایی دارند و حقیقت این است که تفاوت لیمیت سوئیچ با میکروسوئیچ بسیار کمرنگتر از شباهت آنها است. برای درک بهتر این موضوع لازم است تا ابتدا نگاهی به زمینه عرضه این قطعات به بازار و ساختار و کارکرد آنها داشته باشیم.
بشر هر روزه تلاش میکند تا کیفیت کار خود را افزایش دهد و کارها را از مسیری سادهتر، دقیقتر و البته راحتتر و کم هزینهتر به انجام برساند. در حقیقت میتوان آرمان اصلی جامعه امروزی را در بسیاری از سطوح زندگی، حرکت به سوی سادگی و راحتی بیشتر دانست. در چنین فضایی ایدههایی مثل اتوماسیون صنعتی و مکانیزه کردن تولید و کنترل، مطرح شد و به سرعت توجه افراد زیادی را به سوی خود جلب نمود.
تفاوت لیمیت سوئیچ با میکروسوئیچ
طبیعتا محقق شدن چنین هدفی نیازمند خلاقیت و استفاده از قطعاتی است که بتوانند کنترلی را که معمولا توسط انسان بر فرآیندهای مختلف، اعمال میشود را، به صورت اتوماتیک انجام دهند. مثال ساده این موضوع را میتوان در اکثر وسایل لوازم خانگی، یا به طور خاص در اجاق گازهای جدید دید. برای استفاده از نسل پیشین اجاق گازها، شما باید دائما حواس خود را به فرآیند پخت و پز معطوف میکردید اما امروزه با استفاده از برد الکترونیکی و تایمر، به سادگی میتوانید مدت زمان روشن بودن اجاق گاز را تعیین کرده و به کار دیگری مشغول شوید و به عبارت دیگر، در این حالت فرایند کنترل به صورت اتوماتیک انجام میشود.
در فرآیندهای تولیدی نیز، نظارت و انجام کار توسط نیروی انسانی، یکی از لازمههای انجام فرایند بود؛ اما با گذشت زمان و بروز تکنولوژیها نوین و ارائه قطعات جدید، بخش زیادی از این فعالیتها و حتی فرآیندهای کنترل، به ماشین آلات صنعتی واگذار شد. لیمیت سوئیچ و میکروسوئیچ نیز جزو همین قطعات هستند. قطعاتی که میتوانند فرایندها را به صورت اتوماتیک کنترل کرده و در یک نگاه کلیتر، انجام کار را به مراتب ساده کنند.
از لیمیت سوئیچ و میکروسوئیچ در موارد متعددی استفاده میشود که در ادامه به آن خواهیم پرداخت؛ اما پیش از پرداختن به کارکرد و تفاوت لیمیت سوئیچ با میکروسوئیچ، باید ساختار و شیوه کار این دو قطعه را بهتر بشناسیم.
لیمیت سوئیچ
کلمه «سوئیچ» در نام این قطعه، نشان از تغییر دارد. به عبارت دیگر از وجود همین کلمه میتوان دریافت که این قطعه، وظیفه تغییر دادن چیزی را بر عهده دارد و چیزی که لیمیت سوئیچ آن را تغییر میدهد؛ مسیر جریان برق است. به عبارت دیگر لیمیت سوئیچ قطعهای است مانند یک کلید برق ساده که همه ما در منازل خود از آن استفاده میکنیم و با آن جریان برق را قطع و وصل کرده یا مسیر آن را تغییر میدهیم.
حالا این سوال مطرح است که آیا لیمیت سوئیچ دقیقا مشابه کلیدهای برق معمولی است؟ قطعا خیر! ساختار این قطعه به نحوی طراحی شده تا بتواند فرآیندهای خاصی را کنترل نماید. اجازه دهید با مثالی ساده این موضوع را بیشتر بررسی کنیم و بعد سراغ ساختار، کارکردها و تفاوت لیمیت سوئیچ با میکروسوئیچ برویم.
فرض کنید ما در یک کارخانه تولیدی و برای انجام امور بسته بندی نیاز داریم تا هر شش کالا، از یکدیگر مجزا شده و با هم بسته بندی شوند. برای مثال در هنگام بسته بندی بطریهای نوشیدنی مثل نوشابه و … باید این کار انجام شود و هر شش بطری به صورت یک پک، با استفاده از پلاستیک بسته بندی گردند.
اولین راه برای برطرف کردن این نیاز، استفاده از نیروی انسانی است. به عبارت دیگر، هنگامی که بطریهای در شده روی نوار نقاله در حال حرکت هستند؛ اپراتور انسانی با شمارش تعداد بطریها و قطع کردن برق نقاله پس از عبور شش بطری، این امکان را فراهم میکند تا دستگاه بسته بندی، کار خود را انجام دهد و پس از انجام شدن این کار، مجددا جریان برق نقاله را وصل کرده و پس از شمارش شش بطری دیگر مجددا همین فرایند را انجام میدهد. نکتهای که اینجا حائز اهمیت است این است که استفاده از نیروی انسانی برای انجام چنین کاری چندان مناسب نیست. اول از همه سپردن کاری تکراری به نیروی انسانی میتواند احتمال خطا را افزایش دهد و از سوی دیگر با توجه به اینکه انجام این کار به هیچ خلاقیتی نیاز ندارد؛ میتوان گفت قرار دادن نیروی انسانی برای انجام چنین کاری، یعنی هدر دادن امکانات و نیروی موجود در کارخانه.
راه دوم استفاده از قطعات جدید و مکانیزه کردن کار است. اولین ایده این است که ما از قطعهای استفاده کنیم که به صورت اتوماتیک، پس از عبور شش بطری از محلی خاص، جریان برق را به مدت مثلا سی ثانیه قطع کرده و سپس آن را وصل نماید.
میبینید که اینجا استفاده از کلید برق معمولی کارآمد نیست و دقیقا در همین جا پای لیمیت سوئیچ به میان میآید؛ اما سوال اینجاست که این قطعه چگونه میتواند این کار را به صورت اتوماتیک انجام دهد. در بخش بعد و با شناختن ساختار لیمیت سوئیچ میتوانیم بهتر به این سوال پاسخ دهیم.
ساختار داخلی لیمیت سوئیچ
برای درک بهتر ابتدا همان کلید برق معمولی را تصور کنید. در این کلید چه اتفاقی میافتد؟ در این نوع کلید، نیروی وارد شده توسط ما، مسیر اتصالات داخلی یا اصطلاحا کنتاکتهای کلید را تغییر داده و از این طریق، جریان برق قطع و وصل میشود. در لیمیت سوئیچ هم داستان همین است. یعنی نیرویی به بخش بیرونی که اصطلاحا به آن اهرم میگوییم وارد میشود و این نیروی وارد شده وضعیت کنتاکتها یا همان مسیر جریان برق را تغییر میدهد.
اما حالا سوال اینجاست که این نیرو چگونه وارد میشود؟ چون اگر قرار باشد که ما یک انسان را برای انجام این کار ( وارد کردن نیرو به اهرم لیمیت سوئیچ) در نظر بگیریم؛ هدف اصلی استفاده از آن (حذف نیروی انسانی) از بین میرود. پاسخ این است که نیرو میتواند در اثر برخورد کالا (در مثال ما بطریهای نوشابه) به اهرم ایجاد شود و حالا دیگر برای تامین نیروی مورد نیاز، وجود اپراتور انسانی لازم نیست. دقیقا همین جا سوال دوم مطرح میشود که لیمیت سوئیچ چگونه میتواند عبور شش بطری (نه کمتر و نه بیشتر ) را متوجه شود و جریان را قطع کند؟
یک روش شمارش به این صورت است که با هربار عبور بطری و وارد شدن نیرو به اهرم لیمیت سوییچ و تغییر وضعیت کناکت، سیگنال خروجی لیمیت سوییچ به یک شمارنده متصل شده و پس از تعداد مشخصی کنتاکت (قطع و وصل مدار) خروجی شمارنده فعال شده و نوار نقاله را کنترل میکند البته روش های دیگری نیز بر حسب نوع لیمیت سوییچ ها وجود دارد که در وجود فنری در ساختار لیمیت سوئیچ نهفته است. اگرچه نمونههایی از لیمیت سوئیچها وجود دارد که در آن، اهرم مستقیما به کنتاکت متصل است اما در بعضی موارد، نیرویی که از طریق برخورد کالا با اهرم ایجاد میگردد؛ در فنری ذخیره میشود و در لحظهای خاص، فنر آزاد شده و وضعیت کنتاکتها تغییر میکند. به عبارت دیگر ما لیمیت سوئیچ خود را به نحوی تنظیم میکنیم که نیروی حاصل از برخورد شش بطری بتواند فنر را آزاد کند و از این طریق تعداد کالا را کنترل میکنیم. احتمالا تا به حال دلیل وجود واژه «لیمیت» را در نام این قطعه حدس زدهاید.
اگر بخواهیم این قطعه را به شکلی علمیتر تعریف کنیم باید بگوییم که لیمیت سوئیچ در واقع، از جمله سنسورهای تماسی است ( یعنی با کالا یا محصول تماس فیزیکی پیدا میکند؛ در نمونههایی مثل سنسورهای القایی، وضعیت اینگونه نیست) که میتواند حضور یا عدم حضور مادهای را شناسایی کرده و بر حسب آن جریان برق را قطع یا وصل کند. در بخش بعد کارکردهای این قطعه را بررسی خواهیم کرد.
کارکردهای مختلف لیمیت سوئیچ
مثالی که ما با آن به معرفی لیمیت سوئیچ و ساختار آن پرداختیم، تنها یکی از کارکردهای آن، یعنی شمارش کالا را نشان میدهد؛ اما حقیقت این است که لیمیت سوئیچها انواع مختلفی دارند و هر یک از آنها هم دارای کارکرد خاص خود است. برای مثال ما میتوانیم با استفاده از لیمیت سوئیچ، محدوده حرکتی را مشخص کنیم.
در توضیح ساختار لیمیت سوئیچ گفتیم که در برخی از نمونههای آن، اهرم مستقیما به کنتاکت متصل شده است. این موارد میتوانند برای تعیین محدوده حرکت به کار روند. برای مثال فرض کنید که ما برای رنگ کردن کالای خود نیاز داریم تا محصول در فضای مشخصی روی نقاله قرار بگیرد(مثلا دو سانتی متر از لبه راست و دو سانت از لبه چپ نقاله فاصله داشته باشد) در این حالت میتوانیم از دو میکرو سوئیچ در طرفین استفاده کنیم که طول اهرم آنها دو سانتی متر بوده و در اثر برخورد کالا به هر یک از آنها ( که نشان میدهد کالا در جایی که باید نیست) جریان برق قطع شود.
این مثال دیگری از کارکرد لیمیت سوئیچ است. به طور کلی میتوان کارکردهای این قطعه را در موارد زیر خلاصه نمود:
شمارش
نمایش وضعیت
کنترل حالات
کنترل محدوده
و…
از لیمیت سوئیچها در موارد متعددی مثل :
نقاله
تهویه
دوربینهای مدار بسته
لوازم خانگی اعم از یخچال و ماکروویو و …
بالابرها و آسانسور
پنلهای کنترل
و…
استفاده میگردد.
انواع مختلف لیمیت سوئیچ
قبل از پرداختن به تفاوت لیمیت سوئیچ با میکروسوئیچ باید انواع مختلف لیمیت سوئیچ را هم بشناسیم. زیرا چنان که در ابتدای مطلب گفتیم؛ تفاوت لیمیت سوئیچ با میکروسوئیچ بسیار کمتر از شباهت آنها است. لیمیت سوئیچ، با توجه به دو موضوع اصلی دسته بندی میشود.
اول نحوه اتصال اهرم( یا آن بخش از لیمیت سوئیچ که با کالا برخورد میکند) و کنتاکت ها. از این نظر دو نوع لیمیت سوئیچ داریم؛ نوع فنری که در آن نیروی وارد شده به اهرم در فنر ذخیره شده و در یک لحظه آزاد میشود و نوع دوم که اصطلاحا به آن slow میگویند و در آن کنتاکت مستقیما به اهرم متصل است.
دیدگاه دوم، شکل اهرم است. بنا به کارکرد قطعه، اهرم میتواند انواع مختلفی اعم از :
لور یا اهرم
پیستون
غلطک
میله
یا تلفیقی از این موارد باشد. در مثالهای قبلی دیدیم که مثلا نوع میلهای برای کنترل محدوده کاربرد بیشتری دارد.
میکروسوئیچ
میکروسوئیچ Micro switch را باید همان لیمیت سوئیچ دانست! در حقیقت میکروسوئیچ، نوعی از لیمیت سوئیچ است که همان ساختار را دارد اما در ابعاد کوچکتر ساخته شده و البته به شیوه متفاوتی تحریک میشود. در حقیقت هنگامی که کالا به لیمیت سوئیچ برخورد میکند و قطعه به کار میافتد؛ تحریک صورت پذیرفته و میکرو سوئیچ با توجه به ابعاد خود، قطعهای است که برای فعال شدن، به حداقل میزان فشرده شدن و نیرو نیاز دارد و میتوان حدس زد که طبیعتا کارکرد متفاوتی با لیمیت سوئیچ دارد.
در حقیقت ساختار، نحوه کار و حتی هدف به کار گرفتن این دو قطعه یکسان است و تفاوت لیمیت سوئیچ با میکروسوئیچ را باید در مواردی مثل ابعاد و نیروی لازم برای فعال شدن و به کار افتادن جستجو کرد. البته همین تفاوت لیمیت سوئیچ با میکروسوئیچ، باعث میشود تا کارکرد آنها با یکدیگر متفاوت باشد. در بخش بعد این موضوع را دقیقتر بررسی میکنیم.
تفاوت لیمیت سوئیچ با میکروسوئیچ، باریکتر از مو!
قبل از پرداختن به تفاوت لیمیت سوئیچ با میکروسوئیچ، اجازه بدهید تا شباهتهای این دو قطعه را مرور کرده و بعد از دو نظر تفاوت آنها را بررسی نماییم. چنان که گفتیم، ساختار هر دو قطعه یکسان است و هر دو برای هدفی یکسان به کار گرفته میشوند. از سوی دیگر اجرای داخلی هر دو قطعه، ماهیت یکسانی دارند و هر دو قطعه را باید جزو سنسورهای تماسی در نظر گرفت که در مقابل سنسورهای غیر تماسی قرار میگیرند.
مزیت سنسورهای تماسی این است که قیمت مناسبی دارند و ساختار ساده آنها باعث میشود تا کار کردن با آنها راحت و نصب آنها ساده باشد. البته این نوع سنسور در مقابل، سریعتر از نوع غیر تماسی فرسوده شده و عمر مفید کمتری دارند و باید از آنها در سیستمهایی با سرعت متوسط یا پایین استفاده نمود. حالا سراغ تفاوت لیمیت سوئیچ با میکروسوئیچ برویم.
از نظری طراحی باید گفت که تفاوت لیمیت سوئیچ با میکروسوئیچ در ابعاد آن است. همین تفاوت ابعاد باعث میشود که نیروی محرکه لازم برای به کار افتادن قطعه متفاوت باشد.
از منظر کاربرد هم باید گفت که ریشه تفاوت لیمیت سوئیچ با میکروسوئیچ در بحث کارکرد هم در همان تفاوت میزان نیروی محرکه پنهان شده است. کمتر بودن این مقدار نیرو برای میکروسوئیچ باعث میشود تا از آن در سیستمهای حساس تر و دقیقتر یا پنلهای کنترلی مهم استفاده شود. این موضوع در حالی رقم میخورد که کارکردهای کلی این قطعه، دقیقا مشابه لیمیت سوئیچ است. یعنی تعیین محدوده و شمارش و…
جمع بندی
در نهایت باید گفت که لیمیت سوئیچ و میکروسوئیچ دو قطعهای هستند که بسیار شبیه یکدیگر عمل میکنند و تفاوت اصلی آنها، که تفاوت در کاربرد را هم رقم میزند؛ در ابعاد متفاوت آنها نهفته است. چنان که میتوان این موضوع را در وجود واژه «میکرو» در نام میکرو سوئیچ هم مشاهده کرد.
هر دو قطعه در اثر حضور یا عدم حضور اشیا تحریک شده و فعالیت خود را انجام میدهند و ساختار هر دو مشابه بوده و جزو سنسورهای تماسی به حساب رفته و هدف یکسانی را نیز دنبال میکنند. همچنین هر دو قطعه از اجرای داخلی مشابه برخوردارند و تفاوت آنها در کاربرد میکرو سوئیچ برای سیستمها و پروژههای حساستر است که نیروی محرکه در آن پایین بوده و باید میزان حساسیت سنسور بیشتر باشد.