Управляемые коммутаторы: в чем разница между Layer2 и Layer3 – NTema

Чем отличаются сетевые свитчи 2-го и 3-го уровня управления

Сетевой коммутатор представляет собой аппаратное устройство, которое соединяет несколько устройств с использованием коммутации пакетов для приема и передачи данных, то есть пакетов, в одной локальной сети (LAN). Сетевой коммутатор использует адреса для передачи и приема пакетов на каждое из устройств и от них. Каждое устройство имеет два типа адресов, а именно MAC-адрес (Media Access Control) и IP-адрес (Интернет-протокол). Логически, два устройства обмениваются данными друг с другом на основе модели OSI (Open System Interconnect) с семью уровнями (сетевыми протоколами), и эти два устройства следуют сетевым протоколам, как показано ниже, для связи друг с другом и остальными устройства в сети.

Коммутатор 2-го уровня управления работает на 2-м уровне сетевой модели OSI, то есть на уровне канала передачи данных, и отправляет пакет на порт назначения с использованием таблицы MAC-адресов, в которой хранится MAC-адрес устройства, связанного с этим портом. 3-й уровень сетевой модели OSI, т. е. сетевой уровень, на котором маршрутизируется пакет с использованием аппаратного IP-адреса, широко используется в приложениях VLAN. Остновимся подробнее на различиях между коммутаторами Layer 2/2+ и Layer 3 в целом. Это поможет вам в процессе выбора оборудования.

Коммутатор L2 соединяет устройства, обрабатывая пакеты, отправленные и полученные в сети, что означает, что они работают с использованием MAC-адресов устройств для перенаправления пакетов данных из исходного порта в порт назначения. Это достигается путем поддержки таблицы MAC-адресов, чтобы запомнить, каким портам назначены MAC-адреса, как показано на диаграмме ниже. MAC-адрес работает на 2-м уровне эталонной модели OSI. MAC-адрес отличает одно устройство от другого, причем каждому устройству назначается уникальный MAC-адрес. Он использует аппаратные методы коммутации для управления трафиком в локальной сети. Поскольку это коммутация L2, процесс происходит довольно быстро, потому что все, что он делает, это сортирует MAC-адреса на физическом уровне. Проще говоря, коммутатор L2 действует как мост между несколькими устройствами. Коммутатор L2+ добавляет некоторые функции L3, например, VLAN. Например: отслеживание DHCP, правило ACL в соответствии с IP-адресом, а L2+ поддерживает маршрутизацию с использованием статических маршрутов между VLAN.

В отличие от коммутаторов L2, свитчи L3 выполняют маршрутизацию с использованием IP-адресов, а таблица маршрутизации реализуется с помощью ASIC (специализированных интегральных схем). Коммутаторы L3 по сравнению с коммутаторами L2 осуществляют маршрутизацию намного быстрее при работе со специализированным оборудованием для маршрутизации пакетов данных, как показано на схеме. Коммутаторы L3 обладают возможностью быстрой коммутации и имеют более высокую плотность портов. Они значительно обновлены по сравнению с традиционными маршрутизаторами для обеспечения лучшей производительности, и основное преимущество использования коммутаторов L3 заключается в том, что они могут маршрутизировать пакеты данных без дополнительных сетевых транзитных участков, что делает их быстрее, чем маршрутизаторы. Однако им не хватает некоторых дополнительных функций настоящего маршрутизатора. Коммутаторы L3 обычно используются на крупных предприятиях. Как правило, коммутатор L3 — это не что иное, как высокоскоростной маршрутизатор, но без подключения к глобальной сети.

Основное различие между Layer 2 и Layer 3 заключается в функции коммутации и маршрутизации. Свитч L2 работает только с MAC-адресами и не заботится об IP-адресах или каких-либо элементах более высокого уровня. Но коммутатор L3 или многоуровневый коммутатор поддерживает все функции управления L2. Коммутатор L3 может выполнять статическую и ординальную маршрутизацию. Это означает, что коммутатор L3 имеет как таблицу MAC-адресов, так и таблицу IP-маршрутизации, и он также может осуществлять связь между VLAN и маршрутизацией пакетов между различными VLAN. Коммутатор, который добавляет только статическую маршрутизацию, известен как L2+ или L3. Помимо маршрутизации пакетов, коммутаторы L3 также включают в себя некоторые функции, которые требуют способности понимать информацию об IP-адресе данных, поступающих в коммутатор, такие как маркировка VLAN трафика на основе IP-адреса вместо ручной настройки порта. В общем, коммутаторы L3 более мощные, чем коммутаторы L2/2+. При выборе между коммутатором L2 и L3 следует обратить внимание на то, где он будет использоваться. Если у вас есть только домен L2, вы можете перейти на L2. В чистом домене L2 — где хосты связаны, коммутатор L2 будет работать хорошо. Обычно в топологии сети это называется уровнем доступа к сети. Если вам нужен коммутатор для объединения нескольких коммутаторов доступа и маршрутизации между виртуальными локальными сетями, тогда необходим коммутатор L3. Приведенная ниже таблица поможет вам в зависимости от поставленных задач выбрать коммутатор L2/2+ или L3.

УРОВНИ КОММУТАТОРОВ L1, L2, L3

02.12.2019

Часто мы слышим фразу коммутатор 2го уровня или коммутатор 3го уровня. В этом случае речь ведется про уровни в сетевой модели OSI.

Физический уровень L1

Устройство уровня L1 – это устройство, работающее на физическом уровне, они в принципе «не понимают» ничего о данных, которые передают, и работают на уровне электрических сигналов – сигнал поступил, он передается дальше. На заре строительства Ethernet сетей на таких Хабах было построено все. Это простые устройства которые приняв на один порт посылку электрических импульсов транслируют их во все остальные порты. Логическая топология соединения внутри такого устройств – «Шина»

Канальный уровень L2

Устройства уровня L2 работают на канальном уровне и выполняют физическую адресацию. Работа на этом уровне выполняется с кадрами, или как иногда еще называют «фреймами». На этом уровне нет никаких ip-адресов, устройство идентифицирует получателя и отправителя только по MAC-адресу и передает кадры между ними. Такие устройства как правило называют коммутаторами, иногда уточняя, что это «коммутатор уровня L2».  Логическая топология такого устройства «Звезда» так как пакет передается только в тот порт, в котором, вероятно, есть потребитель.

Сетевой уровень L3

Коммутаторы уровня 3 (L3) фактически являются маршрутизаторами, которые реализуют механизмы маршрутизации (логическая адресация и выбор пути доставки данных (маршрута) с использованием протоколов маршрутизации (RIP v.1 и v.2, OSPF, BGP, проприетарные протоколы маршрутизации и др.)) Коммутаторы уровня L3 часто используют для организации узлов агрегации, обеспечении маршрутизации между различными сегментами сети или при разделении сети на сегменты для разных типов устройств.  В операторских сетях и сетях корпоративного уровня.

Для обеспечения работы небольших сетей, но с возможностью использования некоторых функций маршрутизаторов существует промежуточный уровень коммутаторов L2+, это такие же коммутаторы что L3, но имеющие существенные ограничения по функционалу. Такие коммутаторы могут удовлетворить потребность небольшой сети и имеют неоспоримое   преимущество они существенно дешевле полноценных собратьев уровня L3.

В продаже представлено большое разнообразие коммутаторов, различающихся функциональными возможностями и стоимостью. Чтобы выбрать подходящую модель без переплаты за ненужные опции, следует правильно оценивать собственные потребности

Управляемыми коммутаторами могут быть устройства как третьего, так и второго уровня, управляемость подразумевает наличие какого-либо интерфейса управления, локального или удаленного.   

Как выбрать коммутатор в соответствии с уровнем

Чтобы правильно определиться с видом коммутатора, следует исходить из того, какие функции вам необходимы, сколько потребителей будет подключаться к устройству и какой объем трафика предстоит обрабатывать.

В общем случае, если потребителей немного и трафик невелик, а ручные настройки не требуются, может подойти простейший неуправляемый коммутатор второго уровня (L2). Его стоимость сравнительно невелика, а подключение возможно «из коробки» (никакой дополнительной настройки не нужно, да и невозможна она так как коммутатор не управляемый).

Если же условием является возможность использования протоколов маршрутизации сетевого уровня необходимо отдать предпочтение продвинутым сетевым моделям уровня L3.При выборе также стоит обратить внимание на такие характеристики как: количество и тип портов коммутатора, пропускная способность, скорость передачи данных, форм-фактор.

Что обозначения F0 / 0 и F0 / 1 означают на этой диаграмме?

@ 3iron ответ дал мне подсказку, что мне нужно. Обозначение означает, что на диаграмме есть несколько интерфейсов NIC на маршрутизаторе, и это делает ссылку на это.

• F0 / 0 — интерфейс № 1
• F0 / 1 — интерфейс № 2

ПРИМЕЧАНИЕ. Символ F означает, что сетевой адаптер / порт, скорее всего, является соединением Fast Ethernet.

Эта диаграмма с веб-сайта Cisco также показывает их. Вот ссылка на Фа 0/1, который, я считаю, является более типичным обозначением.

Другой интересный вывод состоит в том, что иногда обозначение может включать 3-ю цифру, чтобы обозначить, что интерфейс, на который ссылаются, не встроен в материнскую плату сетевого устройства. Приведенная выше диаграмма показывает некоторые примеры этого, т.е. T1 1/0/1. ПРИМЕЧАНИЕ. Префикс третьей цифры указывает, из какого «слота» на материнской плате идет порт.

Опять же, ссылка Cisco описывает эти слоты примерно так:

Мне также удалось выкопать эту ссылку: Руководство по номенклатуре интерфейсов маршрутизатора и коммутатора, которое описывает ссылку на F0 / 0 примерно так. Обратите внимание, что есть 2 типа ситуаций:

• Фиксированный интерфейс серии роутер
• Модульный интерфейс серии роутер

Эта запись изначально использовалась для фиксированных типов маршрутизаторов:

В маршрутизаторах серии с фиксированным интерфейсом номенклатура интерфейса имеет тип слот _ # / port_ #.

Но с появлением модульных маршрутизаторов это не означало, на какую карту расширения (WIC) ссылались. Таким образом, обозначение было расширено:

• Новое соглашение об именах только для слотов WIC (WAN Interface Card) — это тип слота _ # / subslot _ # / port_ #.
• Порты, установленные непосредственно на шасси, все еще используют классическое соглашение типа слот _ # / port_ #.

Кстати, на том же сайте была эта таблица, которая описывает обозначение F0 / 0 следующим образом:

Дополнительные поиски действительно обнаружили этот URL: Стандартные порты маршрутизатора, в которых были перечислены следующие типы портов:

• Aux port: этот вспомогательный порт используется для подключения модема к маршрутизатору, который затем можно использовать для удаленного изменения конфигурации на маршрутизаторе.
• Порт интерфейса дополнительного устройства (AUI): до того, как WIC стал стандартом для обеспечения расширения через дополнительный порт, AUI позволял использовать приемопередатчики, предоставляя вам возможность добавлять различные типы сетевых подключений, таких как оптоволоконные или медные Ethernet-соединения.
• Последовательный: подключение модема или другого последовательного устройства, позволяющее использовать сетевой интерфейс WAN на маршрутизаторе.
• Ethernet / Fast Ethernet / Gigabit Ethernet: стандартные сетевые интерфейсы, используемые для подключения различных сегментов сети.
• Консоль: последовательный порт конфигурации для доступа из командной строки к управлению и настройке маршрутизатора. Обратитесь к рисунку 3-1, чтобы увидеть консольный порт.
• Порт WAN Interface Card (WIC): поскольку доступно множество вариантов подключения к WAN (например, T1, ISDN, ADSL), этот порт можно использовать для добавления различных интерфейсов к стандартному маршрутизатору.
• Порт аппаратной интерфейсной карты WAN (HWIC). С интеграцией сервисов в маршрутизаторы интерфейс WIC стал слишком ограниченным. Интерфейс HWIC был создан для поддержки более широкого спектра вариантов расширения оборудования, таких как коммутаторы и сервисные карты. Этот порт обратно совместим с большинством старых устройств WIC.

А также этот URL: Различные типы интерфейсов в маршрутизаторе Cisco :

• Ethernet — Ethernet, как правило, представляет собой физический интерфейс стандарта Ethernet IEEE 802.3, который работает на скорости 10 Мбит / с. Используемый медиа-стандарт — 10BaseT.
• Fast Ethernet — Fast Ethernet обычно представляет собой физический интерфейс стандарта Ethernet IEEE 802.3u, который работает на скорости 100 Мбит / с. Используемый медиа-стандарт — 100BaseT.
• Gigabit Ethernet — Gigabit Ethernet, как правило, представляет собой физический интерфейс стандарта Ethernet IEEE 802.3ab, работающий со скоростью 1000 Мбит / с. Используемый медиа-стандарт 1000BASE-T
• Последовательный — Последовательные интерфейсы обычно используются для соединений WAN от ISP (интернет-провайдеров) для типов подключения, таких как Frame Relay, T1, T3 и т. Д.
• FDDI Fibre Distributed Data Interface — сети FDDI работают на скорости 100 Мбит / с и используют механизм передачи токенов для предотвращения коллизий.
• Token Ring — интерфейсы Token Ring могут работать со скоростью 4 Мбит / с или 16 Мбит / с. В сетях Token Ring токен передается по сети (настроенный в топологии кольца), что позволяет владельцу токена передавать кадр, чтобы избежать коллизии. Сети Token Ring давно исчезли из сетевой индустрии. Новые маршрутизаторы Cisco не имеют интерфейса Token Ring.

Примечание. Только интерфейс Ethernet 10 Мбит / с имеет имя «Ethernet» в маршрутизаторе Cisco. Интерфейс Ethernet со скоростью 100 Мбит / с называется интерфейсом FastEthernet, а интерфейс Ethernet со скоростью 1000 Мбит / с называется интерфейсом GigabitEthernet.

Этот последний бит немного более показателен. Поскольку исторически Ethernet использовался для интерфейсов 10 Мбит / с, «F» на моей диаграмме «F0 / 0» и «F0 / 1», по-видимому, подразумевает, что интерфейс является соединением с поддержкой FastEthernet (10/100 МБ / с).

Однако в последнее время Ethernet также можно использовать взаимозаменяемо в Gigabit Ethernet, а также в портах 10G Ethernet, поэтому необходимо уделять особое внимание фактическому оборудованию, на которое ссылается диаграмма.

использованная литература

Мультиплексор обозначение на схеме

На чтение 13 мин. Опубликовано 12.12.2019

Мультиплексорами называются устройства, которые позволяют подключать несколько входов к одному выходу. Демультиплексорами называются устройства, которые позволяют подключать один вход к нескольким выходам. В простейшем случае такую коммутацию можно осуществить при помощи ключей:

Рисунок 1. Коммутатор (мультиплексор), собранный на ключах

Такой коммутатор одинаково хорошо будет работать как с аналоговыми, так и с цифровыми сигналами. Однако скорость работы механических ключей оставляет желать лучшего, да и управлять ключами часто приходится автоматически при помощи какой-либо схемы.

В цифровых схемах требуется управлять ключами при помощи логических уровней. То есть нужно подобрать устройство, которое могло бы выполнять функции электронного ключа с электронным управлением цифровым сигналом.

Особенности построения мультиплексоров на ТТЛ элементах

Попробуем заставить работать в качестве электронного ключа уже знакомые нам логические элементы. Рассмотрим таблицу истинности логического элемента «И». При этом один из входов логического элемента «И» будем рассматривать как информационный вход электронного ключа, а другой вход — как управляющий. Так как оба входа логического элемента «И» эквивалентны, то не важно какой из них будет управляющим входом.

Пусть вход X будет управляющим, а Y — информационным. Для простоты рассуждений, разделим таблицу истинности на две части в зависимости от уровня логического сигнала на управляющем входе X.

По таблице истинности отчетливо видно, что пока на управляющий вход X подан нулевой логический уровень, сигнал, поданный на вход Y, на выход Out не проходит. При подаче на управляющий вход X логической единицы, сигнал, поступающий на вход Y, появляется на выходе Out.

Это означает, что логический элемент «И» можно использовать в качестве электронного ключа. При этом не важно какой из входов элемента «И» будет использоваться в качестве управляющего входа, а какой — в качестве информационного. Остается только объединить выходы логических элементов «И» в один выход. Это делается при помощи логического элемента «ИЛИ» точно так же как и при построении схемы по произвольной таблице истинности. Получившийся вариант принципиальной схемы коммутатора с управлением логическими уровнями приведен на рисунке 2.

Рисунок 2. Принципиальная схема цифрового мультиплексора, выполненая на логических элементах

В схемах, приведенных на рисунках 1 и 2, можно одновременно включать несколько входов на один выход. Однако обычно это приводит к непредсказуемым последствиям. Кроме того, для управления таким коммутатором требуется много входов, поэтому в состав мультиплексора обычно включают двоичный дешифратор, как показано на рисунке 3. Этот дешифратор получен нами ранее при помощи синтеза логических схем (СДНФ). Это позволяет управлять переключением информационных входов при помощи двоичных кодов, подаваемых на управляющие входы. Количество информационных входов в таких схемах выбирают кратным степени числа два.

Рисунок 3. Принципиальная схема мультиплексора, управляемого двоичным кодом

Условно-графическое обозначение четырёхвходового мультиплексора с двоичным управлением приведено на рисунке 4. Входы A0 и A1 являются управляющими входами рассматриваемой микросхемы, определяющими адрес входного сигнала, который будет соединён с выходом Y. Сами входные сигналы обозначены как X0, X1, X2 и X3.

Рисунок 4. Условно графическое обозначение четырёхвходового мультиплексора

В условно-графическом обозначении названия информационных входов A, B, C и D заменены названиями X0, X1, X2 и X3, а название выхода Out заменено на название Y. Такое название входов и выходов более распространено в отечественной литературе. Адресные входы обозначены как A0 и A1.

Особенности построения мультиплексоров на КМОП элементах

При работе с КМОП логическими элементами электронный ключ очень легко получить на одном или двух МОП транзисторах, поэтому в КМОП схемах логический элемент «И» в качестве электронного ключа не используется. Схема электронного ключа, выполненного на комплементарных МОП транзисторах, приведена на рисунке 5.

Рисунок 5. Схема электронного ключа, выполненного на КМОП транзисторах

Такой ключ может коммутировать как цифровые, так и аналоговые сигналы. Сопротивление открытых транзисторов составляет десятки Ом, а сопротивление закрытых транзисторов превышает десятки мегом. В этом есть как преимущества, так и недостатки. То, что ключ, собранный на МОП транзисторе, не является обычным логическим элементом, позволяет объединять выходы электронных ключей в точном соответствии со схемой, приведённой на рисунке 1. Это явно упрощает схему устройства.

Кроме того КМОП мультиплексор может быть использован для коммутации аналоговых сигналов. При этом только следует не забывать, что схема не выдерживает отрицательных напряжений. Это означает, что для аналоговых сигналов необходимо использовать схему смещения, так чтобы значения аналогового сигнала находились в диапазоне от потенциала общего провода схемы до напряжения питания мультиплексора.

В то же самое время, при работе с мультиплексором, собранным на КМОП ключах, приходится ставить на его входе и выходе логические элементы. Только в этом случае цифровая схема в целом будет функционировать правильно. Следует отметить, что в большинстве случаев это условие выполняется автоматически.

Теперь вспомним, что в мультиплексоре требуется подключать к выходу только один из входных сигналов. Точно также как и в ТТЛ микросхемах для управления электронными ключами двоичным кодом в состав мультиплексора вводится дешифратор. Схема такого мультиплексора приведена на рисунке 6.

Рисунок 6. Схема мультиплексора на КМОП элементах

Условно-графическое обозначение мультиплексоров не зависит от технологии изготовления микросхем, то есть КМОП мультиплексор обозначается точно так же, как это приведено на рисунке 4.

В отечественных микросхемах мультиплексоры обозначаются буквами КП, следующими непосредственно за номером серии микросхем. Например, микросхема К1533КП2 является сдвоенным четырёхканальным мультиплексором, выполненным по ТТЛ технологии, а микросхема К1561КП1 является сдвоенным четырёхканальным мультиплексором, выполненным по КМОП технологии.

Вместе со статьей «Мультиплексоры» читают:

Законы алгебры логики Законы алгебры логики позволяют преобразовывать логические функции. Логические функции преобразуются с целью их упрощения, а это ведет к упрощению цифровой схемы.
http://digteh.ru/digital/AlgLog.php

Синтез комбинационных цифровых схем по произвольной таблице истинности Любая логическая схема без памяти полностью описывается таблицей истинности. Для реализации таблицы истинности достаточно рассмотреть только те строки.
http://digteh.ru/digital/SintSxem.php

Дешифраторы (декодеры) Декодеры (дешифраторы) позволяют преобразовывать одни виды бинарных кодов в другие. Например.
http://digteh.ru/digital/DC.php

Шифраторы (кодеры) Достаточно часто перед разработчиками цифровой аппаратуры встаёт обратная задача. Требуется преобразовать восьмиричный или десятичный линейный код в.
http://digteh.ru/digital/Coder.php

Демультиплексоры Демультиплексорами называются устройства. Существенным отличием от мультиплексора является.
http://digteh.ru/digital/DMS.php

Автор Микушин А. В. All rights reserved. 2001 . 2019

Входные логические сигналы X_i поступают на входы коммутатора и через коммутатор передаются на выход Y. На вход управляющей схемы подаются адресные сигналы A_k (от англ. Address ). Мультиплексор также может иметь дополнительный управляющий вход E (от англ. Enable ), который разрешает или запрещает прохождение входного сигнала на выход Y.

Кроме этого, некоторые мультиплексоры могут иметь выход с тремя состояниями: два логических состояния 0 и 1, и третье состояние — отключённый выход (высокоимпедансное состояние, Z-состояние — выходное сопротивление равно бесконечности). Перевод мультиплексора в третье состояние производится снятием управляющего сигнала OE (от англ. Output Enable ).

Использование

Мультиплексоры могут использоваться в делителях частоты, триггерных устройствах, сдвигающих устройствах и др. Мультиплексоры могут использоваться для преобразования параллельного двоичного кода в последовательный. Для такого преобразования достаточно подать на информационные входы мультиплексора параллельный двоичный код, а сигналы на адресные входы подавать в такой последовательности, чтобы к выходу поочередно подключались входы, начиная с первого и заканчивая последним.

Обозначение

Мультиплексоры обозначают сочетанием MUX (от англ. multiplexer ), а также MS (от англ. multiplexer selector ).

См. также

Примечания

8 бит · 16 бит · 32 бит · 64 бит · 128 бит

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Мультиплексор (электроника)» в других словарях:

Remux — Мультиплексор (электроника) Перекомпоновка содержимого медиаконтейнера … Википедия

Электронное устройство — Эта статья должна быть полностью переписана. На странице обсуждения могут быть пояснения … Википедия

ЕС ЭВМ — У этого термина существуют и другие значения, см. ЕС (значения). ЕС ЭВМ (Единая система электронных вычислительных машин, произносится «еэс эвээм») советская серия компьютеров. Аналогия серий System/360 и System/370 фирмы IBM, выпускавшихся … Википедия

Микропроцессорный комплект серии К1810 — Микропроцессорный комплект cерии К1810 набор микросхем, аналогичных набору микросхем для процессора Intel 8086, дальнейшее развитие микропроцессорного комплекта К580. Использовался в отечественных IBM PC совместимых компьютерах, таких как… … Википедия

Микропроцессорный комплект серии КР580 — Микропроцессорный комплект cерии КР580 набор микросхем, аналогичных набору микросхем Intel 82xx. Использовался в советских компьютерах, таких как Радио 86РК, ЮТ 88, Микроша, Орион 128 и т. д. Представляет собой 8 разрядный… … Википедия

Микроконтроллер — В данной статье или разделе имеется список источников или внешних ссылок, но источники отдельных утверждений остаются неясными из за отсутствия сносок … Википедия

Тактовая частота — частота синхронизирующих импульсов синхронной электронной схемы, то есть количество синхронизирующих тактов, поступающих извне на вход схемы за одну секунду. Обычно термин употребляется применительно к компонентам компьютерных систем. В самом… … Википедия

ПЛИС — CPLD ПЛИС Altera MAX 7128, эквивалентная 2500 вентилям Программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС, англ. … Википедия

SOPC Builder — (англ. System on a Programmable Chip Builder) программное обеспечение компании Altera, предназначенное для автоматического проектирования различных программно аппаратных средств компьютерной техники и представляющее собой различные HDL… … Википедия

Мультиплексором — называют комбинационное устройство, обеспечивающее передачу в желаемом порядке цифровой информации, поступающей по нескольким входам на один выход. Мультиплексоры обозначают через MUX (от англ. multiplexor), а также через MS (от англ. multiplex or selector).

Схематически мультиплексор можно изобразить в виде коммутатора, обеспечивающего подключение одного из нескольких входов (их называют информационными) к одному выходу устройства. Кроме информационных входов в мультиплексоре имеются адресные входы и, как правило, разрешающие (стробирующие). Сигналы на адресных входах определяют, какой конкретно информационный канал подключен к выходу. Если между числом информационных входов n и числом адресных входов m действует соотношение n = 2 m , то такой мультиплексор называют полным. Если n m , то мультиплексор называют неполным.

Разрешающие входы используют для расширения функциональных возможностей мультиплексора. Они используются для наращивания разрядности мультиплексора, синхронизации его работы с работой других узлов. Сигналы на разрешающих входах могут разрешать, а могут и запрещать подключение определенного входа к выходу, т. е. могут блокировать действие всего устройства.

Функционирование двухвходового мультиплексора

Рассмотрим функционирование двухвходового мультиплексора (2 →1), который условно изображен в виде коммутатора, а состояние его входов Х₁Х₂ и выхода Y приведено в таблице (рис. 3.41).

Исходя из таблицы, можно записать следующее уравнение:

На рис. 3.42 показаны реализация такого устройства и его условное графическое обозначение.

Основой данной схемы являются две схемы совпадения на элементах И, которые при логическом уровне «1» на одном из своих входов повторяют на выходе то, что есть на другом входе.

Если необходимо расширить число входов, то используют каскадное включение мультиплексоров. В качестве примера рассмотрим мультиплексор с четырьмя входами (4 → 1), построенный на основе мультиплексоров (2 → 1).

Схема и таблица состояний такого мультиплексора приведены на рис.3.43.

Мультиплексоры являются универсальными логическими устройствами, на основе которых создают различные комбинационные и последовательностные схемы. Мультиплексоры могут использоваться в делителях частоты, триггерных устройствах, сдвигающих устройствах и др. Мультиплексоры часто используют для преобразования параллельного двоичного кода в последовательный. Для такого преобразования достаточно подать на информационные входы мультиплексора параллельный двоичный код, а сигналы на адресные входы подавать в такой последовательности, чтобы к выходу поочередно подключались входы, начиная с первого и кончая последним.

Мультиплексор как устройство сдвига

Рассмотрим пример использования мультиплексоров для реализации так называемого комбинационного устройства сдвига, обеспечивающего сдвиг двоичного, числа по разрядам. Принцип функционирования данного устройства понятен из схемы устройства и таблицы состояний его входов и выходов (рис. 3.44).

В обозначении мультиплексоров используют две русские буквы КП, например, промышленностью выпускаются такие мультиплексоры, как К155КП1, К531КШ8, К561КПЗ, К555КП17 и др.

Демультиплексором называют устройство, в котором сигналы с одного информационного входа, поступают в желаемой последовательности по нескольким выходам в зависимости от кода на адресных шинах. Таким образом, демультиплексор в функциональном отношении противоположен мультиплексору. Демультиплексоры обозначают через DMX или DMS.

Если соотношение между числом выходов n и числом адресных входов m определяется равенством n= 2 m , то такой демультиплексор называется полным, при n m демультиплексор является неполным.

Функционирование демультиплексора с двумя выходами

Рассмотрим функционирование демультиплексора с двумя выходами, который условно изображен в виде коммутатора, а состояние его входов и выходов приведено в таблице (рис. 3.45).

Из этой таблицы следует: Y₁=X·А Y₂ = X·А т. е. реализовать такое устройство можно так, как показано на рис. 3.46.

Для наращивания числа выходов демультиплексора используют каскадное включение демультиплексоров. В качестве примера (рис. 3.47) рассмотрим построение демультиплексоров с 16 выходами (1 → 16) на основе демультиплексоров с 4 выходами (1 → 4).

При наличии на адресных шинах А _{и А1 нулей информационный вход X подключен к верхнему выходу DМХ и в зависимости от состояния адресных шин А2 и А3 он может быть подключен к одному из выходов DMX1. Так, при А2 = А3 = 0 вход X подключен к Y. При А = 1 и А1 = 0 вход X подключен к DMX2, в зависимости от состояния А2 и А3 вход соединяется с одним из выходов Y4 − Y7 и т.д.}

Функции демультиплексоров

Функции демультиплексоров сходны с функциями дешифраторов. Дешифратор можно рассматривать как демультиплексор, у которого информационный вход поддерживает напряжение выходов в активном состоянии, а адресные входы выполняют роль входов дешифратора. Поэтому в обозначении как дешифраторов, так и демультиплексоров используются одинаковые буквы — ИД. Выпускают дешифраторы (демультиплексоры) К155ИДЗ, К531ИД7 и др.

При использовании КМОП-технологии можно построить двунаправленные ключи, которые обладают возможностью пропускать ток в обоих направлениях и передавать не только цифровые, но и аналоговые сигналы. Благодаря этому можно строить мультиплексоры-демультиплек-соры, которые могут использоваться либо как мультиплексоры, либо как демультиплексоры. Мультиплексоры-демультиплексоры обозначаются через MX. Среди выпускаемых мультиплексоров-демультиплексоров можно выделить такие, как К564КП1, К590КП1. Мультиплексоры-демультиплексоры входят в состав серий К176, К561, К591, К1564.

Условные графические обозначения в сфере видеонаблюдения

Условные графические обозначения или сокращенно УГО — это значки, которые отображаются на планах объекта и структурных схемах систем видеонаблюдения при проектировании системы.

Они графически обозначают все оборудование, используемое при создании системы видеомониторинга. Так что без УГО невозможно создать легко читаемую проектную либо рабочую документацию.

Это очень удобно, например, чтобы разобраться в чужой технической документации, где для компактности применяются условные технические обозначения всех узлов и подсистем видеонаблюдения, а также их обозначение на плане расположения оборудования и кабельных линий. Без УГО отобразить все данные достаточно сложно.

Для систем видеонаблюдения существуют следующие условные графические обозначения:

Тем кто занимается проектирование, монтажом или ремонтом систем видеонаблюдения эти обозначения нужно знать в обязательном порядке.

Основной нормативный документ, определяющий УГО — Р 071-2017. Этот документ описывает технические средства систем безопасности объектов, а также обозначения условные графических элементов технических средств охраны, систем контроля и управления доступом, систем охранного телевидения.

Данные рекомендации распространяются на условные графические обозначения (УГО) вновь разрабатываемых и модернизируемых технических средств охраны, систем контроля и управления доступом, систем охранного телевидения.

При условном обозначении кабельных трасс и способа прокладки кабеля используется ГОСТ 21.210-2014 «Система проектной документации для строительства. Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах».

При проектировании систем видеонаблюдения с использованием волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) используется ГОСТ 2.761-84 «Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения условные графические в схемах. Компоненты волоконно-оптических систем передачи».

Начертание УГО регулируется не всегда. ГОСТ 21.210-2014 регулирует как обозначение, так и размеры; Р 071-2017 содержит только обозначение. В этом случае необходимо руководствоваться стандартным размером УГО — это квадрат со сторонами не менее 5 мм.

Помимо графического условного обозначения устройства на план-схемах размещения оборудования для видеонаблюдения и структурных схемах данных систем должны быть стандартизованные буквенно-цифровые обозначения.

Основной нормативный документ, касающийся их — это РД 25.953-90 «Системы автоматические пожаротушения, пожарной, охранной и охранно-пожарной сигнализации. Условные графические обозначения элементов связи».

Кроме того используется ГОСТ 2.710-81 «Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах», а именно:

К сожалению несмотря на наличие нормативной базы далеко не все необходимые для проектирования систем видеонаблюдения УГО регламентируются ГОСТами и другими нормативными документами. Из-за этого часто приходится применять иностранные стандарты и даже создавать внутренние стандарты отдельно взятой организации для обозначения ряда видов оборудования.

Таким образом при проектировании систем видеонаблюдения и оформлении план-схем установки оборудования на объектах, а также структурных схем нужно в обязательном порядке использовать условные графические обозначения  и буквенно-цифровые обозначения всех используемых в системе видеоконтроля устройств. Кроме этого, требуется на плане указывать линии связи и способы прокладки кабелей.

Напоминаем, что наша компания «Запишем всё» с 2010 года занимается монтажом, модернизацией и обслуживанием любых систем видеонаблюдения в Москве и Подмосковье.

Мы работаем быстро, качественно и по доступным ценам. Перечень услуг и цены на их вы можете посмотреть здесь.

Звоните +7 (499) 390-28-45 с 8-00 до 22-00 в любой день недели, в том числе и в выходные. Мы будем рады Вам помочь!

Коммутаторы | Electronics Club

Контакты переключателя (полюс, ход и т. Д.)
Стандартные переключатели (SPST, DPDT и т. Д.)
Специальные переключатели (многоходовые, наклонные, язычковые и т. Д.)

См. Также: Реле | Последовательный и параллельный

Выбор переключателя

Особенности, которые следует учитывать при выборе коммутатора:

• Тип контактов типа DPDT.
• Номинальные значения по напряжению и току.
• Принцип работы Переключатель, скольжение и т. Д.

Следующие термины используются для обозначения различных типов стандартных переключателей:

SPST = однополюсный, одинарный
SPDT = однополюсный, двусторонний
DPST = двойной полюс, одинарный бросок
DPDT = двойной полюс, двойной бросок

Контакты переключателя

Для описания переключающих контактов используется несколько терминов:

• Полюс — количество контактных групп переключателя.
• Throw — количество проводящих позиций (используется только для одинарных и двойных)
• Путь — количество ведущих позиций.
• Мгновенный — переключатель возвращается в нормальное положение при отпускании.
• Обрыв — положение выключено, контакты не токопроводящие.
• Замкнут — положение включено, контакты проводящие, позиций может быть несколько.

Простой двухпозиционный выключатель

Простой двухпозиционный выключатель имеет один набор контактов, однополюсный , и одно положение переключения, которое проводит, , одиночный ход . Этот тип переключателя называется SPST (однополюсный, однопозиционный). и его действие описано как ВКЛ-ВЫКЛ .Механизм переключателя имеет два положения: закрыто = включено и открыто = выключено, но это называется «однопозиционный». потому что ведет только одна позиция.

Простой нажимной переключатель

Простой кнопочный выключатель, такой как дверной звонок, имеет один набор контактов и положение включения. только на мгновение, как только вы отпустите переключатель, он снова выключится. Это действие называется нажатием на включение (нажатие для замыкания контактов). Кратковременное действие показано с помощью скобок: (ON) -OFF .

Номинальные характеристики контактов переключателя

Контакты переключателя рассчитаны на максимальное напряжение и ток, и могут быть разные рейтинги для переменного и постоянного тока.Значения переменного тока выше, потому что ток падает до нуля. много раз в секунду, и вероятность образования дуги на контактах переключателя снижается.

Для проектов низковольтной электроники номинальное напряжение не имеет значения, но вам может потребоваться чтобы проверить текущий рейтинг. Максимальный ток меньше для индуктивных нагрузок (катушек и двигатели), потому что они вызывают большее искрение на контактах при выключении.

Стандартные переключатели

Фотографии © Rapid Electronics

ВКЛ-ВЫКЛ, SPST

SPST = однополюсный, односторонний

Простой двухпозиционный выключатель.

Этот тип может использоваться для переключения источника питания на цепь. На фотографии изображен тумблер SPST

При использовании с электросетью этот тип переключателя должен быть в токоведущем проводе, но лучше использовать переключатель DPST, чтобы изолировать как фазу, так и нейтраль.

Rapid Electronics: Тумблер SPST

(ВКЛ) -ВЫКЛ., «Нажми и сделай», SPST мгновенно

При отпускании нажимной выключатель возвращается в свое нормально разомкнутое = выключенное положение. кнопку, это показано скобками вокруг (ВКЛ).Это стандартный переключатель дверного звонка.

Rapid Electronics: нажимной выключатель

ВКЛ. (ВЫКЛ.), Push-to-break, SPST Momentary

Размыкающий переключатель возвращается в свое нормально замкнутое = включенное положение, когда вы отпускаете кнопку, это показано скобками вокруг (ВЫКЛ).

Rapid Electronics: нажимной выключатель

НА-НА, SPDT

SPDT = однополюсный, двойной бросок

Этот переключатель может быть включен в обоих положениях, включая отдельное устройство в каждом случае.Его также называют переключателем .

Например, переключатель SPDT может использоваться для включения красной лампы в одном положении и зеленой лампы в другом положении.

Тумблер SPDT может использоваться как простой выключатель, подключившись к COM и одному из A или B клеммы, показанные на схеме. A и B взаимозаменяемы, поэтому переключатели обычно не имеют маркировки.

Тумблерные, ползунковые и перекидные переключатели SPDT

ВКЛ-ВЫКЛ-ВКЛ, SPDT Центр ВЫКЛ

Это специальная версия стандартного переключателя SPDT, показанного выше.Он имеет третье положение переключения в центре, которое выключено.

Rapid Electronics: Центральный выключатель SPDT

Мгновенные (ВКЛ) -ВЫКЛ- (ВКЛ) версии также доступны, в которых переключатель возвращается в центральное положение выключения при отпускании. Скобки используются для отображения мгновенного действия.

Rapid Electronics: (ON) -OFF- (ON) переключатель

Двойное включение-выключение, DPST

DPST = двухполюсный, одинарный бросок

Пара двухпозиционных переключателей, которые работают вместе (показаны пунктирной линией в символе цепи).

Переключатель DPST часто используется для электроснабжения сети, поскольку он переключает как активные, так и нейтральные соединения.

Rapid Electronics: Кулисный переключатель DPST

Двойной ON-ON, DPDT

DPDT = двойной полюс, двойной бросок

Пара включенных переключателей, которые работают вместе (показаны пунктирной линией в символе цепи).

Реверсивный переключатель

DPDT-переключатель можно подключить как реверсивный переключатель для двигателя, как показано на схеме ниже:

Rapid Electronics: Ползунковый переключатель DPDT

ВКЛ-ВЫКЛ-ВКЛ, DPDT Центр ВЫКЛ

Это специальная версия стандартного переключателя DPDT, показанного выше.Он имеет третье положение переключения в центре, которое выключено. Это может быть полезно для управления двигателем, потому что у вас есть прямое, выключенное и обратное положение.

Rapid Electronics: DPDT центральный выключатель

Мгновенные (ВКЛ) -ВЫКЛ- (ВКЛ) версии также доступны, в которых переключатель возвращается в центральное положение выключения при отпускании. Скобки используются для отображения мгновенного действия.

Rapid Electronics: DPDT центральный выключатель без фиксации

Специальные переключатели

Фотографии © Rapid Electronics

Двухпозиционный переключатель (e.грамм. ВКЛ-ВЫКЛ, SPST)

Выглядит как кнопочный выключатель мгновенного действия, но это стандартный двухпозиционный выключатель SPST: нажмите один раз, чтобы включить, нажмите еще раз, чтобы выключить. Это называется действием с фиксацией .

Rapid Electronics: Двухпозиционный переключатель SPST

Микровыключатель (обычно ON-ON, SPDT)

предназначены для переключения полностью открытого или полностью закрытого положения в ответ на небольшие движения и небольшие силы. Они доступны с прикрепленными рычагами и роликами.

часто используются в качестве датчиков в машинном оборудовании для определения положения деталей, включая двери, например. они могут использоваться для остановки машины, если открывается дверь или панель, открывающая движущиеся части.

Нормальные выключатели, вероятно, будут страдать от повреждения дуговым разрядом (искрой) на своих контактах, когда они не открываются и не закрываются полностью, микровыключатели предназначены для предотвращения этой проблемы.

Rapid Electronics: микровыключатели

Переключатель с ключом

Переключатель с ключом.Показанный пример — SPST.

Rapid Electronics: клавишные переключатели

Переключатель наклона (SPST)

Переключатели наклона содержат токопроводящую жидкость, которая при наклоне замыкает контакты внутри, замыкая переключатель. Их можно использовать как датчик для определения положения объекта. Некоторые переключатели наклона содержат ядовитую ртуть.

Геркон

Контакты геркона замыкаются поднесением небольшого магнита к переключателю. Они используются в цепях безопасности, например, для проверки того, что двери закрыты.Стандартными герконами являются SPST (простое включение-выключение), но также доступны версии SPDT (переключаемые).

Внимание: герконы имеют стеклянный корпус, который легко разбивается! Рекомендации по обращению см. На веб-сайте «Электроника в Meccano».

Rapid Electronics: герконы

DIL-переключатель

DIL = двухрядный.

DIL-переключатель представляет собой набор миниатюрных двухпозиционных переключателей SPST, в показанном примере 8 переключателей. Размер корпуса такой же, как у стандартной интегральной схемы DIL.

DIL-переключатели используются для настройки цепей, например, для установки кода пульта дистанционного управления. Они также известны как переключатели DIP (Dual In-Line Parallel).

Rapid Electronics: DIL-переключатели

Многополюсный переключатель

На рисунке показан 6-полюсный двухпозиционный переключатель, также известный как 6-полюсный переключающий переключатель. Его можно настроить на мгновенное или фиксирующее действие. Действие фиксации означает, что он ведет себя как кнопочный переключатель, нажмите один раз для первой позиции, нажмите еще раз для второй позиции и т. д.

Rapid Electronics: 6-полюсный переключатель

Многопозиционный переключатель

Многопозиционные переключатели имеют 3 или более проводящих положений и могут иметь несколько полюсов (контактные группы).

Символ показывает 1-полюсный 4-позиционный переключатель.

Популярный тип имеет вращающееся действие и доступен с различными схемами контактов от 1-полюсного 12-контактного до 4-полюсного 3-контактного. Количество путей (положений переключателя) можно уменьшить, отрегулировав упор под крепежной гайкой.Например, если вам нужен 2-полюсный 5-позиционный переключатель, вы можете купить 2-полюсный 6-позиционный переключатель и отрегулировать упор.

Сравните многополюсный переключатель (много положений переключателя) с описанным выше многополюсным переключателем (множество наборов контактов).

Rapid Electronics: многоходовые поворотные переключатели

Rapid Electronics любезно разрешили мне использовать их изображения на этом веб-сайте, и я очень благодарен за их поддержку. У них есть широкий ассортимент переключателей и других компонентов для электроники, и я рад рекомендую их как поставщика.

Политика конфиденциальности и файлы cookie

Этот сайт не собирает личную информацию. Если вы отправите электронное письмо, ваш адрес электронной почты и любая личная информация будет используется только для ответа на ваше сообщение, оно не будет передано никому. На этом веб-сайте отображается реклама, если вы нажмете на рекламодатель может знать, что вы пришли с этого сайта, и я могу быть вознагражден. Рекламодателям не передается никакая личная информация. Этот веб-сайт использует некоторые файлы cookie, которые классифицируются как «строго необходимые», они необходимы для работы веб-сайта и не могут быть отклонены, но они не содержат никакой личной информации.Этот веб-сайт использует службу Google AdSense, которая использует файлы cookie для показа рекламы на основе использования вами веб-сайтов. (включая этот), как объяснил Google. Чтобы узнать, как удалить файлы cookie и управлять ими в своем браузере, пожалуйста, посетите AboutCookies.org.

electronicsclub.info © Джон Хьюс 2021 г.

Нормально разомкнутые и нормально замкнутые переключающие контакты

Возможно, самый запутанный аспект дискретных датчиков — это определение нормального состояния датчика.

Контакты электрического переключателя обычно классифицируются как нормально разомкнутые или нормально замкнутые, имея в виду разомкнутый или замкнутый статус контактов в «нормальных» условиях. Но что именно определяет «нормально» для коммутатора?

Ответ несложный, но его часто неправильно понимают из-за двусмысленности слова «нормальный».

«Нормальное» состояние переключателя — это состояние, в котором его электрические контакты находятся в состоянии отсутствия физической стимуляции. Другой способ думать о «нормальном» состоянии — это думать, что переключатель находится в состоянии покоя.

Для кнопочного переключателя с мгновенным контактом это состояние контакта переключателя, когда он не нажат. Электрические переключатели всегда изображаются на принципиальных схемах в их «нормальном» состоянии, независимо от их применения.

Нормально открытый и нормально закрытый

Например, на следующей схеме показан нормально разомкнутый кнопочный переключатель, управляющий лампой в цепи переменного тока 120 вольт («горячий» и «нейтральный» полюса источника питания переменного тока обозначены L1 и L2, соответственно):

Мы можем сказать, что этот переключатель является нормально разомкнутым (НЕТ) переключателем, потому что он нарисован в разомкнутом положении.

Лампа включится, только если кто-то нажмет на выключатель, удерживая его нормально разомкнутые контакты в «замкнутом» положении. Нормально разомкнутые переключающие контакты в электротехнической промышленности иногда называют контактами формы А.

Если бы вместо этого мы использовали нормально замкнутый кнопочный переключатель, поведение было бы прямо противоположным. Лампа включилась бы, если бы переключатель оставался в покое, но она погасла бы, если бы кто-нибудь нажал на переключатель.

Нормально замкнутые переключающие контакты в электротехнической промышленности иногда называют контактами формы B:

Это кажется довольно простым, не правда ли? Что может сбивать с толку в «нормальном» состоянии переключателя?

Однако путаница становится очевидной, когда вы начинаете рассматривать переключение процесса (т.е. переключатели, активируемые измерениями процесса, такими как давление, расход, уровень и т. д.).

Чтобы лучше понять эту концепцию, мы рассмотрим простое применение реле потока: переключатель, созданный для срабатывания, когда через трубу протекает достаточная скорость жидкости.

Реле потока предназначено для обнаружения потока жидкости через трубу. На схематической диаграмме символ переключателя выглядит как тумблер с «флажком», висящим внизу.

Пример

На принципиальной схеме, конечно, показана только электрическая схема, а не труба, на которой физически установлен переключатель:

Это конкретное реле потока используется для включения световой сигнализации, если поток хладагента по трубе когда-либо падает до опасно низкого уровня, а контакты нормально замкнуты, о чем свидетельствует замкнутый статус на диаграмме.

Здесь возникает путаница: даже если этот переключатель обозначен как «нормально замкнутый», он будет проводить большую часть своего срока службы в открытом состоянии при наличии достаточного потока охлаждающей жидкости по трубе.

Только когда поток через трубу достаточно замедлится, этот переключатель вернется в свое «нормальное» состояние и подаст электроэнергию на лампу.

Другими словами, «нормальное» состояние для этого переключателя (замкнут) на самом деле является ненормальным состоянием для процесса, в котором он работает (низкий расход), по той простой причине, что переключатель должен быть активирован, а не находиться в состоянии покоя, пока процесс находится в рабочем состоянии. работает как надо.

Мы часто задаемся вопросом, почему контакты переключателя процесса помечены в соответствии с этим условным обозначением «нет стимуляции», а не в соответствии с типичным статусом процесса, в котором используется переключатель.

Ответ на этот вопрос заключается в том, что производитель коммутатора не имеет ни малейшего представления о вашем предполагаемом использовании.

Производитель реле потока не знает и не заботится о том, будет ли его продукт использоваться в качестве детектора низкого или высокого потока.

Другими словами, производитель не может предсказать, каким будет типичный статус вашего процесса, и поэтому определение «нормального» статуса для коммутатора должно основываться на каком-то общем критерии, не связанном с вашим конкретным приложением.

Этим общим критерием является состояние покоя: когда датчик подвергается наименьшей (или нулевой) стимуляции от процесса, который он воспринимает.

Вот список «нормальных» определений для различных типов переключателей процесса:

• Концевой выключатель: цель не контактирует с переключателем
• Датчик приближения: цель далеко
• Реле давления: низкое давление (или даже вакуум)
• Реле уровня: низкий уровень (пустой)
• Реле температуры: низкотемпературное (холодное) )
• Реле потока: низкий расход (жидкость остановлена)

Это условия, представленные состояниями переключателя, показанными на схематической диаграмме.Это вполне могут быть не состояния переключателей, когда они подвергаются типичным рабочим условиям в процессе.

Полезный совет, который следует помнить о переключателях процесса и соответствующих им символах схематических диаграмм, заключается в том, что символы обычно нарисованы таким образом, что движение подвижного элемента переключателя вверх представляет возрастающий стимул.

Вот несколько примеров, показывающих разные.

Типы переключателей процесса и конфигурации контактов NO / NC, сравнивая их состояния без стимула с тем, когда стимул превышает пороговое значение каждого переключателя или настройку «срабатывания».

Нормальное состояние каждого переключателя, определенное производителем, обозначено зеленым текстом:

Обязательно помнить, что способ, которым переключатель изображен на принципиальной схеме, просто представляет его «нормальное» состояние, как определено производителем.

Это может быть или не быть статусом переключателя во время «типичной» работы процесса, и это может быть или не быть статусом этого переключателя в момент беспокойства, когда вы исследуете схему!

«Нормальный» статус переключателя означает только одно: что этот переключатель будет делать при минимальном воздействии — то есть, что он будет делать, когда его стимул меньше порога срабатывания переключателя.

Если вам понравилась эта статья, подпишитесь на наш канал YouTube с видеоуроками по ПЛК и SCADA.

Вы также можете подписаться на нас в Facebook и Twitter, чтобы получать ежедневные обновления.

Читать дальше:

Кнопочные переключатели и типы

Основы концевых выключателей

Реле в учебниках по релейной логике

Что такое контактор?

Цепи реле

Схема выключателя света: схемы для планирования электрических путей

Схема выключателя света помогает вам спланировать пути, по которым электрический ток будет проходить в вашей комнате.

Схема выключателя света — это тип принципиальной схемы. Принципиальные схемы похожи на чертежи, которые иллюстрируют поток электричества через цепь электронных компонентов, таких как провода, переключатели, источники питания и осветительные приборы. Эти диаграммы направлены на то, чтобы показать, как эти элементы связаны друг с другом. Каждый компонент на схеме представлен символом. Существуют стандартные символы, которые используются для обозначения типичных электрических элементов на принципиальных схемах, таких как переключатели или батареи.

Принципиальные схемы являются важным инструментом любой профессии, связанной с электричеством, включая электриков, инженеров и ученых. Тем не менее, многие схемы выключателей света нарисованы для ремонтников своими руками, а не для профессиональных электриков. По этой причине электрические компоненты часто отображаются в виде упрощенных изображений реальных объектов, а не в виде более абстрактных символов, которые являются стандартными для профессионалов.

Простая схема выключателя света. Источник изображения: Learning Electronics.

Важно отметить, что на этих схемах расположение компонентов в реальном пространстве не соответствует их положению на схеме. Скорее, они нарисованы в простейшей возможной конфигурации, чтобы максимально упростить понимание того, как работает схема. Например, все соединения четко показаны, а все провода нарисованы прямыми линиями. Это может сбить с толку тех, кто не является профессиональным электриком.

Полезный совет — сконцентрироваться на понимании связей между компонентами, а не зацикливаться на физической форме всей цепи на схеме.Чертежи, на которых показано положение осветительных приборов в реальном пространстве, называются планами освещения, и на них обычно не показана проводка светильников.

Как прочитать схему выключателя света?

Схемы выключателей света полезны для построения цепей, включающих выключатели света, и понимания того, как они работают. Чтобы лучше понять их, мы рассмотрим базовую схему освещения и соответствующую ей схему. Самые простые схемы предназначены для простых схем с одним переключателем, который включает или выключает один свет.Этот тип переключателя обычно называется однополюсным однопозиционным переключателем (SPST). Ток протекает через выключатель к нагрузке, в данном случае к осветительной арматуре. Когда вы выключаете выключатель, цепь разрывается, электрический ток прерывается, и свет гаснет. Выключатель света имеет две клеммы, а иногда и клемму заземления.

Хотя схемы выключателей света поначалу могут показаться запутанными, после небольшой практики их легко понять.

Горячий провод (провод, несущий электрический потенциал) от источника питания подключается к одной из клемм.Горячий провод, идущий к осветительной арматуре, подключается ко второй клемме. Горячие провода обычно обозначаются черным цветом на схемах выключателей света, а также в реальной проводке (на самом деле цветовая кодировка проводки стандартизирована на национальном уровне). Провод, по которому мощность возвращается к источнику питания, называется нейтральным проводом и обычно имеет белый цвет.

На самом деле, горячий и нейтральный провода связаны вместе с заземляющим проводом в один кабель. Заземляющий провод должен быть правильно заземлен в осветительной коробке.Заземляющий провод иногда также показан на схемах выключателей света, однако иногда его опускают на более простых схемах.

Как схема выключателя света может помочь мне в дизайне домашнего освещения?

Схемы выключателей света полезны для всех, кто хочет понять, как работают электрические цепи. Они особенно полезны для понимания того, как заменить сломанные переключатели или заменить существующие переключатели на другие типы (например, добавить диммеры или трехпозиционные переключатели).

Некоторые из наиболее распространенных проблем, которые показаны на схемах выключателей света, включают:

• Как подключить основной выключатель. Это полезно, если у вас сломанный переключатель, который нужно заменить. Если у вас есть переключатель, который кажется болтающимся или шатким, или, наоборот, жестким или трудно переключаемым, то ваш переключатель может нуждаться в замене. Если ваш свет мигает, это может быть признаком короткого замыкания переключателя. Если выключатель полностью сломан, ваш свет вообще не включится, а в редких случаях он вообще не выключится.
• Как установить трехпозиционные (или четырехпозиционные) переключатели. Трехпозиционный переключатель — это название цепи, в которой один источник света управляется переключателями в двух разных местах.Да, сбивает с толку то, что он называется «трехпозиционным» переключателем, однако по неизвестным причинам это традиционное название для этого типа устройства. Трехпозиционные переключатели, обычно используемые для лестниц (один переключатель находится вверху, а другой внизу), комнат с несколькими дверными проемами (переключатель в каждом дверном проеме) и для освещения гаража (один переключатель в гараже, а другой включить свет в гараже изнутри дома).
• Добавление специальных переключателей. Под этим я подразумеваю любой тип переключателя, а не просто рычаг, который вы включаете и выключаете.Одна из распространенных альтернатив — диммер. Другие включают переключатели, которые управляются с помощью клавиш, таймеров, датчиков движения или фотоэлектрических глаз, которые воспринимают дневной свет. Некоторые выключатели подключены к розеткам (комбинированный выключатель). Также доступны переключатели, которые позволяют переключаться между источником безопасного света низкого уровня, например ночником, и ярким светом, который будет освещать комнату.

Каковы меры безопасности при использовании схем переключателя света для повторного подключения переключателя света?

Перед выполнением любых электромонтажных работ лучше всего проконсультироваться с электриком.Неправильная проводка приведет к перегреву компонентов и возгоранию. Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных опасностей в электропроводке.

Короткие замыкания

Простая принципиальная схема.

Электрический ток всегда будет идти по самому легкому пути, который доступен. Если провода цепи не изолированы (большинство проводов покрыты резиной или другим материалом, через который не может проходить электрический ток) и касаются друг друга, ток будет проходить от одного к другому и обратно к источнику питания, не проходя через Светильник.Это более короткий и легкий путь для тока — отсюда и название «короткое замыкание». При коротком замыкании по проводам проходит более сильный, чем обычно, электрический ток, что приводит к их перегреву и возникновению опасности возгорания.

Совместимость компонентов

Помимо проверки правильности расположения самих проводов, вам необходимо убедиться, что какие-либо компоненты вашей схемы совместимы с другими. Например, люминесцентные и неоновые лампы, а также нагрузки мощностью более 1000 Вт требуют диммеров другого типа, чем лампы накаливания.Любые переключатели должны соответствовать номинальному усилителю и напряжению для схемы, и если в вашем доме есть алюминиевая проводка (в большинстве домов есть медная проводка, переключатели должны быть обозначены CU-AL для совместимости. Схемы переключателей света обычно не указывают на эти потенциальные проблемы — другое причина, по которой перед тем, как приступить к ремонту, рекомендуется обратиться к электрику для проверки вашей проводки.

Собираем все вместе:

— полезный инструмент, помогающий понять, как работает электропроводка в вашем доме.

• Они дают вам схему того, как настроить схему для удовлетворения различных потребностей в освещении, включая диммеры и трехпозиционные переключатели.
• Будьте осторожны! Прежде чем пытаться выполнить любую домашнюю проводку, проконсультируйтесь с электриком. Неисправная проводка очень опасна, так как может привести к перегреву проводов и возникновению пожара.

Эта статья была написана Кэтрин Бадер, магистр медицины, специально для «Советы по домашнему освещению». Миссис Бадер изучала историю искусства и архитектуру, прежде чем уйти из профессионального мира, чтобы растить своих детей.

Назад с Схема выключателя света на Системы управления освещением

Назад с Схема выключателя света на Советы по домашнему освещению

Как обозначить выключатель света на архитектурном плане этажа | Home Guides

Архитектурные чертежи используют стандартизированный набор символов для представления всех структурных и электрических элементов в комнате. Эти символы похожи на профессиональный кодекс, который может прочитать каждый в строительной индустрии.Если вы составляете свои собственные чертежи для нового дома или реконструкции, знание кода может помочь вам эффективно и действенно общаться с вашими подрядчиками. Символ выключателя света немного меняется в зависимости от функций электрической схемы, поэтому точно определите, что вы хотите, прежде чем приступить к составлению плана этажа.

Измерьте расстояние от ближайшего угла комнаты до места, где вы планируете поставить выключатель. Затем преобразуйте это расстояние в масштаб чертежа.Например, если вы хотите, чтобы переключатель находился в 4 футах от угла, а на чертеже для представления каждого фута используется 1/4 дюйма, умножьте 4 на 1/4, чтобы получить 1. Затем отмерьте 1 дюйм от угла на чертеже, чтобы найти место. что соответствует 4 футам в комнату.

Нарисуйте букву «S» на той стороне, где вы хотите установить переключатель. Проведите горизонтальную линию через букву «S». Символ должен выглядеть как знак доллара, повернутый на 90 градусов вправо. Это основная отметка, обозначающая выключатель света.

Добавьте маленькую цифру «3» в верхний правый угол символа, как если бы вы строили его куб, чтобы обозначить трехпозиционный переключатель.Когда у вас есть два разных переключателя света, которые управляют одним и тем же осветительным прибором, например, переключатель у входной двери, а другой — у задней двери, оба управляют верхним светом в комнате, эти два переключателя называются трехпозиционными переключателями. Также нарисуйте второй трехпозиционный переключатель на чертеже, чтобы замкнуть цепь.

Добавьте маленькую цифру «4» в верхний правый угол символа, как если бы вы возводили его в четвертую степень, чтобы обозначить четырехпозиционный переключатель. Когда у вас есть три разных переключателя, управляющих одним прибором, они называются четырехпозиционными переключателями.Нарисуйте все три переключателя на чертеже.

Напечатайте цифру «2» в верхнем правом углу символа, чтобы указать двухполюсный переключатель. Двухполюсные переключатели одновременно направляют две отдельные цепи. Если вы не уверены, нужны ли вам двухполюсные переключатели, поговорите со своим электриком.

Напишите буквы «DM» в правом верхнем углу символа, если в выключателе есть диммер. Если это двухполюсный, трехпозиционный или четырехпозиционный переключатель, сначала напишите номер, а затем добавьте буквы рядом с ним.

Ссылки

Ресурсы

Советы

• Если вы строите новый дом и у вас еще нет стены для измерения, поговорите со своим подрядчиком о том, где будут стоять стойки. Электрические приспособления, такие как переключатели, обычно прикрепляются к стойкам, поэтому расположите переключатели соответственно на своем чертеже.

Писатель Биография

Стефани Митчелл — профессиональный писатель, автор веб-сайтов и статей для агентов по недвижимости, коучей самопомощи и директоров по кастингу.Митчелл также регулярно редактирует веб-сайты, деловую переписку, резюме и полные рукописи. В 2007 году окончила Сиракузский университет со степенью бакалавра изящных искусств в музыкальном театре.

Типы переключателей | Механические, электронные, Характеристики

В этом руководстве мы узнаем, что такое переключатель, каковы различные типы переключателей, механические переключатели, электронные переключатели, их символы и многое другое о переключателях.

Что такое коммутатор?

Переключатель — это устройство, которое предназначено для прерывания тока в цепи.Проще говоря, выключатель может включать или отключать электрическую цепь. Каждое электрическое и электронное приложение использует по крайней мере один переключатель для включения и выключения устройства.

Итак, переключатели являются частью системы управления, и без нее управление невозможно. Переключатель может выполнять две функции, а именно полностью ВКЛ (замыкание контактов) или полностью ВЫКЛ (размыкание контактов).

Когда контакты переключателя замкнуты, переключатель создает замкнутый путь для прохождения тока и, следовательно, нагрузка потребляет энергию от источника.Когда контакты переключателя разомкнуты, нагрузка не будет потреблять мощность, как показано на рисунке ниже.

Еще одна важная функция переключателя — отводить электрический ток в цепи. Рассмотрим следующую схему. Когда переключатель находится в положении A, лампа 1 включается, а пока он находится в положении B, лампа 2 включается.

Переключатели находят множество применений в самых разных областях, таких как дома, автомобили, промышленность, военная промышленность, аэрокосмическая промышленность и так далее.В домашних и офисных приложениях мы используем простые кулисные переключатели для включения и выключения таких приборов, как освещение, компьютеры, вентиляторы и т.д. электрическая нагрузка из более чем одного места, например, двухсторонний переключатель.

Характеристики коммутатора

Прежде чем продолжить и рассмотреть различные типы переключателей, давайте рассмотрим некоторые важные моменты, касающиеся характеристик переключателя.

• Двумя важными характеристиками переключателя являются его полюса и броски. Столб представляет собой контакт, а бросок представляет собой соединение между контактами. Количество полюсов и ходов используется для описания переключателя.
• Некоторые стандартные количества полюсов и ходов — одинарные (1 полюс или 1 ход) и двойные (2 полюса или 2 переключателя).
• Если количество шестов или бросков больше 2, то это число часто используется напрямую. Например, трехполюсный шестицилиндровый переключатель часто обозначается как 3P6T.
• Другой важной характеристикой переключателя является его действие, то есть, является ли он мгновенным или фиксированным. Мгновенные переключатели (например, кнопки) используются для мгновенного контакта (на короткое время или пока кнопка нажата).
• Переключатели с фиксацией на руке, удерживают контакт до тех пор, пока он не будет принудительно переведен в другое положение.

Типы переключателей

В основном переключатели бывают двух типов. Их:

— это физические переключатели, которые необходимо активировать физически, перемещая, нажимая, отпуская или касаясь их контактов.

, с другой стороны, не требуют физического контакта для управления цепью. Они активируются действием полупроводника.

Механические переключатели

можно разделить на различные типы в зависимости от нескольких факторов, таких как метод срабатывания (ручные, концевые и технологические переключатели), количество контактов (одноконтактные и многоконтактные переключатели), количество полюсов и ходов (SPST, DPDT, SPDT). и т. д.), принцип действия и конструкция (кнопочный, тумблерный, поворотный, джойстик и т. д.)), в зависимости от состояния (мгновенные и заблокированные переключатели) и т. д.

По количеству полюсов и ходов выключатели подразделяются на следующие типы. Полюс представляет собой количество отдельных силовых цепей, которые можно переключить. Большинство переключателей имеют один, два или три полюса и обозначаются как однополюсные, двухполюсные и трехполюсные.

Число переходов представляет собой число состояний, в которые ток может проходить через переключатель. Большинство переключателей имеют одно- или двухходовые переключатели, которые обозначаются как одно- и двухходовые переключатели.

Однополюсный однопозиционный переключатель (SPST)

• Это основной выключатель, состоящий из одного входного и одного выходного контактов.
• Он переключает одну цепь и может включать (ВКЛ) или отключать (ВЫКЛ) нагрузку.
• Контакты SPST могут быть нормально разомкнутыми или нормально замкнутыми.

Однополюсный двухпозиционный переключатель (SPDT)

• Этот переключатель имеет три клеммы: одна — входной контакт, а две оставшиеся — выходные контакты.
• Это означает, что он состоит из двух положений ВКЛ и одного положения ВЫКЛ.
• В большинстве схем эти переключатели используются как переключатели для подключения входа между двумя вариантами выходов.
• Контакт, который подключен к входу по умолчанию, называется нормально замкнутым контактом, а контакт, который будет подключен во время работы ВКЛ, является нормально разомкнутым контактом.

Двухполюсный однопозиционный переключатель (DPST)

• Этот переключатель состоит из четырех клемм: двух входных контактов и двух выходных контактов.
• Он ведет себя как две отдельные конфигурации SPST, работающие одновременно.
• Он имеет только одно положение ВКЛ, но он может активировать два контакта одновременно, так что каждый входной контакт будет подключен к своему соответствующему выходному контакту.
• В положении «ВЫКЛ.» Оба переключателя находятся в разомкнутом состоянии.
• Этот тип переключателей используется для одновременного управления двумя разными цепями.
• Также контакты этого переключателя могут быть нормально разомкнутыми или нормально замкнутыми.

Двухполюсный двухпозиционный переключатель (DPDT)

• Это двойной переключатель ВКЛ / ВЫКЛ, состоящий из двух положений ВКЛ.
• Он имеет шесть клемм, две из которых являются входными, а остальные четыре являются выходными контактами.
• Он ведет себя как две отдельные конфигурации SPDT, работающие одновременно.
• Два входных контакта подключены к одному набору выходных контактов в одном положении и в другом положении, входные контакты подключены к другому набору выходных контактов.

Кнопочный переключатель

• Это контактный выключатель мгновенного действия, который замыкает или разрывает соединение, пока приложено давление (или когда кнопка нажата).
• Обычно это давление обеспечивается кнопкой, нажатой чьим-то пальцем.
• Эта кнопка возвращается в нормальное положение после снятия давления.
• Внутренний пружинный механизм управляет этими двумя состояниями (нажатым и отпущенным) кнопки.
• Он состоит из неподвижных и подвижных контактов, из которых неподвижные контакты подключаются последовательно с коммутируемой цепью, а подвижные контакты прикрепляются с помощью кнопки.
• Нажимные кнопки в основном подразделяются на нормально открытые, нормально закрытые и двусторонние, как показано на рисунке выше.
• Кнопки двойного действия обычно используются для управления двумя электрическими цепями.

Тумблер

• Тумблер приводится в действие вручную (или перемещается вверх или вниз) механической ручкой, рычагом или качающимся механизмом. Они обычно используются в качестве переключателей управления освещением.
• Большинство этих переключателей имеют два или более положения рычага, которые находятся в версиях переключателя SPDT, SPST, DPST и DPDT.Они используются для коммутации больших токов (до 10 А), а также могут использоваться для коммутации малых токов.
• Они доступны в различных номиналах, размерах и стилях и используются для различных типов приложений. Состояние ON может быть любым из их горизонтальных положений, однако, по соглашению, нижнее положение является закрытым или включенным положением.

Концевой выключатель

• Схемы управления концевым выключателем показаны на рисунке выше, на котором представлены четыре разновидности концевых выключателей.
• Некоторые переключатели приводятся в действие присутствием объекта или отсутствием объектов, или движением машины, а не рукой человека. Эти выключатели называются концевыми выключателями.
• Эти переключатели состоят из бампера с рычагом, приводимым в действие каким-либо предметом. Когда этот рычаг бампера приводится в действие, это приводит к изменению положения контактов переключателя.

Поплавковые выключатели

• Поплавковые выключатели в основном используются для управления насосами двигателей постоянного и переменного тока в зависимости от жидкости или воды в резервуаре или отстойнике.
• Этот переключатель срабатывает, когда поплавок (или плавающий объект) движется вниз или вверх в зависимости от уровня воды в резервуаре.
• Это плавающее движение узла тяги или цепи и противовеса вызывает размыкание или замыкание электрических контактов. Другой вид поплавкового выключателя — это выключатель с ртутной лампой, который не состоит из поплавкового стержня или цепной конструкции.
• Эта лампа состоит из ртутных контактов, поэтому при повышении или понижении уровня жидкости состояние контактов также изменяется.
• Обозначение шарового поплавкового выключателя показано на рисунке выше. Эти поплавковые выключатели могут быть нормально открытого или нормально закрытого типа.

Реле потока

• Они в основном используются для обнаружения движения потока жидкости или воздуха по трубе или воздуховоду. Переключатель воздушного потока (или микровыключатель) сконструирован с защелкиванием.
• Этот микровыключатель прикреплен к металлическому рычагу. К этому металлическому рычагу подсоединяется тонкий пластиковый или металлический элемент.
• Когда большое количество воздуха проходит через металлическую или пластиковую деталь, это вызывает движение металлического рычага и, таким образом, приводит в действие контакты переключателя.
• Реле потока жидкости сконструированы с лопастью, которая вставляется поперек потока жидкости в трубе. Когда жидкость течет по трубе, сила, приложенная к лопасти, изменяет положение контактов.
• На приведенном выше рисунке показан символ переключателя, используемый как для потока воздуха, так и для потока жидкости. Символ флажка на переключателе указывает на лопасть, которая определяет поток или движение жидкости.
• Эти переключатели снова нормально разомкнутые или нормально замкнутые конфигурации.

Реле давления

• Эти переключатели обычно используются в промышленных приложениях для определения давления в гидравлических системах и пневматических устройствах.
• В зависимости от диапазона измеряемого давления эти реле давления подразделяются на реле давления с мембранным приводом, реле давления с металлическим сильфоном и реле давления поршневого типа.
• Во всех этих типах элемент определения давления управляет набором контактов (которые могут быть как двухполюсными, так и однополюсными).
• Этот символ переключателя состоит из полукруга, соединенного с линией, плоская часть которой указывает на диафрагму. Эти переключатели могут быть нормально разомкнутыми или нормально замкнутыми.

Реле температуры

• Самым распространенным термочувствительным элементом является биметаллическая полоса, работающая по принципу теплового расширения.
• Биметаллические ленты изготовлены из двух разнородных металлов (которые имеют разную степень теплового расширения) и соединены друг с другом.
• Контакты переключателя срабатывают, когда из-за температуры полоса изгибается или наматывается. Еще один способ работы с переключателем температуры — использовать стеклянную ртутную трубку.
• Когда колба нагревается, ртуть в трубке расширяется, а затем создает давление для срабатывания контактов.

Джойстик-переключатель

• Джойстик-переключатели — это управляющие устройства с ручным управлением, используемые в основном в переносном управляющем оборудовании.
• Он состоит из рычага, который свободно перемещается по более чем одной оси движения.
• В зависимости от движения нажатого рычага срабатывают один или несколько переключающих контактов.
• Они идеально подходят для опускания, подъема и срабатывания спускового механизма влево и вправо.
• Они используются для строительной техники, тросиков и кранов. Символ джойстика показан ниже.

Поворотные переключатели

• Они используются для подключения одной линии к одной из многих линий.
• Примерами этих переключателей являются переключатели диапазонов в измерительном оборудовании для электрических измерений, переключатели каналов в устройствах связи и переключатели диапазонов в многодиапазонных радиоприемниках.
• Состоит из одного или нескольких подвижных контактов (ручки) и более одного неподвижного контакта.
• Эти переключатели бывают с различным расположением контактов, такими как однополюсный 12-контактный, 3-полюсный 4-контактный, 2-полюсный 6-контактный и 4-контактный 3-контактный.

Электронные переключатели

Электронные переключатели обычно называются твердотельными переключателями, потому что в них нет физических движущихся частей и, следовательно, нет физических контактов. Большинство устройств управляется полупроводниковыми переключателями, такими как моторные приводы и оборудование HVAC.

На сегодняшний день на потребительском, промышленном и автомобильном рынке доступны различные типы твердотельных переключателей различных размеров и номиналов.Некоторые из этих твердотельных переключателей включают в себя транзисторы, тиристоры, полевые МОП-транзисторы, триак и IGBT.

Биполярные транзисторы

Транзистор либо пропускает ток, либо блокирует его, как и нормальный переключатель.

В коммутационных схемах транзистор работает в режиме отсечки для состояния выключения или блокировки по току и в режиме насыщения для состояния включения. Активная область транзистора не используется для коммутации.

Как NPN-, так и PNP-транзисторы работают или включаются, когда на них подается достаточный базовый ток.Когда небольшой ток протекает через клемму базы, питаемую цепью управления (подключенной между базой и эмиттером), это заставляет транзистор включать путь коллектор-эмиттер.

И он выключается, когда базовый ток снимается, а базовое напряжение снижается до небольшого отрицательного значения. Несмотря на то, что он использует небольшой базовый ток, он способен пропускать гораздо более высокие токи по пути коллектор-эмиттер.

Силовой диод

Диод может выполнять операции переключения между своим высоким и низким состояниями импеданса.Полупроводниковые материалы, такие как кремний и германий, используются для изготовления диодов.

Обычно силовые диоды конструируются из кремния для работы устройства при более высоких токах и более высоких температурах перехода. Они созданы путем соединения полупроводниковых материалов p- и n-типа вместе с образованием PN-перехода. Он имеет два вывода: анод и катод.

Когда анод становится положительным по отношению к катоду и приложением напряжения, превышающего пороговый уровень, PN-переход смещается в прямом направлении и начинает проводить (как переключатель ON).Когда катодный вывод становится положительным по отношению к аноду, PN-переход смещается в обратном направлении и блокирует прохождение тока (как выключатель).

МОП-транзистор

Пожалуй, самым популярным и наиболее часто используемым полупроводниковым коммутационным устройством является MOSFET. Полевой транзистор на основе оксида металла и полупроводника (MOSFET) — это униполярное высокочастотное переключающее устройство. Наиболее часто используемым коммутационным устройством является силовая электроника. Он имеет три клеммы, а именно сток (выход), исток (общий) и затвор (вход).

Это устройство, управляемое напряжением, т.е. путем управления входным напряжением (от затвора к истоку) регулируется сопротивление между стоком и истоком, которое дополнительно определяет состояние включения и выключения устройства.

МОП-транзисторы могут быть P-канальными или N-канальными устройствами. N-канальный полевой МОП-транзистор включается путем подачи положительного напряжения V _GS относительно источника (при условии, что напряжение V _GS должно быть больше порогового напряжения).

P-канальный MOSFET работает аналогично N-канальному MOSFET, но использует обратную полярность напряжений.Оба V _GS и V _DD отрицательны по отношению к источнику для включения P-канального MOSFET.

IGBT

IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором) сочетает в себе несколько преимуществ силового транзистора с биполярным переходом и силового полевого МОП-транзистора. Как и полевой МОП-транзистор, он представляет собой устройство, управляемое напряжением, и имеет более низкое падение напряжения во включенном состоянии (меньше, чем у полевого МОП-транзистора и ближе к силовому транзистору).

Это трехконтактное полупроводниковое высокоскоростное коммутационное устройство.Эти терминалы являются эмиттером, коллектором и затвором.

Подобно MOSFET, IGBT можно включить, приложив положительное напряжение (превышающее пороговое напряжение) между затвором и эмиттером. IGBT можно выключить, снизив напряжение на затвор-эмиттер до нуля. В большинстве случаев для уменьшения потерь при выключении и безопасного выключения IGBT требуется отрицательное напряжение.

SCR

Кремниевый управляемый выпрямитель (SCR) — одно из наиболее широко используемых высокоскоростных коммутационных устройств для приложений управления мощностью.Это однонаправленное устройство в виде диода, состоящее из трех выводов, а именно анода, катода и затвора.

SCR включается и выключается путем управления входом затвора и условиями смещения анодных и катодных выводов. SCR состоит из четырех слоев чередующихся слоев P и N, так что границы каждого слоя образуют переходы J1, J2 и J3.

TRIAC

Triac (или TRI ode AC ) — это двунаправленное переключающее устройство, которое представляет собой эквивалентную схему соединения двух спина к спине тиристоров с одним выводом затвора.

Его способность управлять мощностью переменного тока как с положительными, так и с отрицательными пиками формы волны напряжения часто позволяет использовать эти устройства в контроллерах скорости электродвигателей, регуляторах освещенности, системах контроля давления, приводах электродвигателей и другом оборудовании управления переменным током.

DIAC

A DIAC (или DI ode AC Switch) является устройством двунаправленной коммутации и состоит из двух выводов, которые не называются анодом и катодом, поскольку это двунаправленное устройство i.е., DIAC может работать в любом направлении независимо от идентификации терминала. Это указывает на то, что DIAC можно использовать в любом направлении.

Когда напряжение подается на DIAC, он работает либо в режиме прямой блокировки, либо в режиме обратной блокировки, если приложенное напряжение не меньше напряжения отключения. Как только напряжение увеличивается больше, чем напряжение отключения, происходит лавинное отключение, и устройство начинает проводить ток.

Тиристор выключения затвора

GTO (Тиристор выключения затвора) представляет собой биполярное полупроводниковое переключающее устройство.Он имеет три вывода: анод, катод и затвор. Как следует из названия, это коммутационное устройство может отключаться через терминал ворот.

GTO включается подачей небольшого положительного тока затвора, который запускает режим проводимости. Его можно выключить отрицательным импульсом на затвор. Символ GTO состоит из двойных стрелок на выводе затвора, который представляет двунаправленный поток тока через вывод затвора.

Заключение

Простое руководство по переключателям, различным типам переключателей, характеристикам переключателя, механическим переключателям, электронным переключателям, обозначениям схем всех переключателей, а также примерам цепей (или соединений) для важных переключателей.

Обозначение переключающего элемента, управляемого напряжением (а), …

Контекст 1

… при численном моделировании схемы решение стало более нестабильным с уменьшением шага расчета, поскольку индуктивность работа не подразумевает мгновенного изменения тока. Поэтому на схемах ниже мы указываем тип переключателя с обозначением в виде цветных резисторов (Рисунок 4), управляемых током (Рисунок 4a) или напряжением (Рисунок 4b).Если схема может работать с обоими типами переключателей, используется комбинированное обозначение (см. Рисунок 4c). …

Context 2

… численное моделирование схемы, решение стало более нестабильным с уменьшением шага расчета, так как работа индуктивности не подразумевает мгновенного изменения тока. Поэтому на схемах ниже мы указываем тип переключателя с обозначением в виде цветных резисторов (Рисунок 4), управляемых током (Рисунок 4a) или напряжением (Рисунок 4b).Если схема может работать с обоими типами переключателей, используется комбинированное обозначение (см. Рисунок 4c). …

Context 3

… при численном моделировании схемы решение стало более нестабильным с уменьшением шага расчета, так как работа индуктивности не подразумевает мгновенного изменения тока. Поэтому на схемах ниже мы указываем тип переключателя с обозначением в виде цветных резисторов (Рисунок 4), управляемых током (Рисунок 4a) или напряжением (Рисунок 4b).Если схема может работать с обоими типами переключателей, используется комбинированное обозначение (см. Рисунок 4c). …

Контекст 4

… на схемах ниже мы указываем тип переключателя с обозначением в виде цветных резисторов (рисунок 4), управляемых током (рисунок 4а) или напряжением (рисунок 4б). Если схема может работать с обоими типами переключателей, используется комбинированное обозначение (см. Рисунок 4c). Представленные в статье схемы реализованы с использованием программных пакетов MathCAD и LTSpice….

Контакт «Нормальное» состояние и последовательность включения / выключения | Переключатели

Любой вид переключающего контакта может быть спроектирован так, что контакты «замыкаются» (обеспечивают непрерывность) при срабатывании или «размыкаются» (прерывают непрерывность) при срабатывании.

Для переключателей, в которых есть механизм с пружинным возвратом, направление, в которое пружина возвращает его без приложения силы, называется нормальным положением .

Следовательно, контакты, которые разомкнуты в этом положении, называются нормально разомкнутыми , а контакты, которые замкнуты в этом положении, называются нормально замкнутыми .

«Нормальные» условия переключения процесса

Для переключателей процесса нормальное положение или состояние — это то, в котором переключатель находится, когда на него не влияет процесс.

Простой способ определить нормальное состояние технологического коммутатора — это рассмотреть состояние коммутатора, когда он находится на полке хранения и не установлен. Вот несколько примеров «нормальных» условий переключения процесса:

• Переключатель скорости: Вал не вращается
• Реле давления : нулевое приложенное давление
• Реле температуры : Температура окружающей (комнатной) температуры
• Реле уровня : пустой бак или бункер
• Реле расхода : нулевой расход жидкости

Важно различать «нормальное» состояние коммутатора и его «нормальное» использование в рабочем процессе.

Рассмотрим пример реле расхода жидкости, которое служит для сигнализации низкого расхода в системе охлаждающей воды.

Нормальное или исправное состояние системы охлаждающей воды должно иметь довольно постоянный поток охлаждающей жидкости, проходящий через эту трубу.

Если мы хотим, чтобы контакт реле потока замыкался в случае потери потока охлаждающей жидкости (например, для замыкания электрической цепи, которая активирует сирену аварийной сигнализации), мы хотели бы использовать реле потока с нормально закрытым , а чем нормально разомкнутые контакты.

При достаточном потоке через трубу контакты переключателя принудительно размыкаются; когда расход падает до аномально низкого уровня, контакты возвращаются в нормальное (закрытое) состояние.

Это сбивает с толку, если вы думаете о «нормальном» как о регулярном состоянии процесса, поэтому всегда думайте о «нормальном» состоянии коммутатора как о том, в котором он находится, когда находится на полке.

Схематическое обозначение переключателей

Схема условных обозначений переключателей различается в зависимости от назначения и срабатывания переключателя.

Нормально разомкнутый контакт переключателя нарисован таким образом, чтобы обозначать открытое соединение, готовое к закрытию при срабатывании. И наоборот, нормально замкнутый переключатель изображен как замкнутое соединение, которое будет разомкнуто при срабатывании. Обратите внимание на следующие символы:

Существует также общая символика для любого контакта переключателя, использующая пару вертикальных линий для обозначения точек контакта в переключателе.

Нормально разомкнутые контакты обозначаются линиями, не соприкасающимися с ними, а нормально замкнутые контакты обозначаются диагональной линией, соединяющей эти две линии.Сравните два:

Переключатель слева замыкается при нажатии и размыкается в «нормальном» (не сработанном) положении. Переключатель справа размыкается при нажатии и замыкается в «нормальном» (не сработавшем) положении.

Если переключатели обозначены этими общими символами, тип переключателя обычно указывается в тексте непосредственно рядом с символом. Обратите внимание, что символ слева не следует путать с символом конденсатора.Если конденсатор необходимо представить в схеме логики управления, он будет показан следующим образом:

В стандартной электронной символике приведенный выше рисунок зарезервирован для конденсаторов, чувствительных к полярности.

В символике логики управления этот символ конденсатора используется для любого типа конденсатора, даже если конденсатор не чувствителен к полярности, чтобы четко отличить его от нормально разомкнутого контакта переключателя.

Многопозиционные переключатели

Для многопозиционных селекторных переключателей необходимо учитывать еще один фактор конструкции: то есть последовательность разрыва старых соединений и создания новых соединений при перемещении переключателя из положения в положение, при этом подвижный контакт последовательно касается нескольких неподвижных контактов.

Селекторный переключатель, показанный выше, переключает общий контактный рычаг в одно из пяти различных положений на контактные провода с номерами от 1 до 5.

Наиболее распространенная конфигурация многопозиционного переключателя, подобного этому, — это такая, в которой контакт с одним положением разрывается до того, как будет установлен контакт со следующим положением.

Эта конфигурация называется «прерывание перед замыканием» . В качестве примера, если бы переключатель был установлен в положение номер 3 и медленно поворачивался по часовой стрелке, контактный рычаг переместился бы из положения номер 3, размыкая эту цепь, переместился бы в положение между номером 3 и номером 4 (оба пути цепи разомкнуты. ), а затем коснитесь позиции 4, замыкая эту цепь.

Существуют приложения, в которых недопустимо полностью размыкать цепь, подключенную к «общему» проводу, в любой момент времени.

Для такого применения может быть сконструирована конструкция переключателя с размыканием перед размыканием, в которой подвижный контактный рычаг фактически замыкает два положения контакта (между номером 3 и номером 4, в приведенном выше сценарии), когда он перемещается между позиции.

Компромисс здесь заключается в том, что схема должна допускать замыкание переключателя между соседними позиционными контактами (1 и 2, 2 и 3, 3 и 4, 4 и 5), когда ручка переключателя поворачивается из положения в положение.Такой переключатель показан здесь:

Когда подвижный контакт (-ы) может быть приведен в одно из нескольких положений с неподвижными контактами, эти положения иногда называют ходами .

Количество подвижных контактов иногда называют полюсами. Оба переключателя, показанные выше, с одним подвижным контактом и пятью неподвижными контактами, будут обозначены как «однополюсные пятипозиционные» переключатели.

Если два идентичных однополюсных пятипозиционных переключателя были механически соединены вместе так, чтобы они приводились в действие одним и тем же механизмом, весь узел был бы назван «двухполюсным пятипозиционным переключателем»:

Вот несколько распространенных конфигураций переключателей и их сокращенные обозначения:

ОБЗОР:

• Нормальное состояние переключателя — это состояние, в котором он не сработал.Для технологических коммутаторов это состояние, в котором они находятся на полке без установки.

• Переключатель, который разомкнут в неактивном состоянии, называется нормально разомкнутым . Переключатель, который замкнут, когда не сработал, называется нормально замкнутым . Иногда термины «нормально открытый» и «нормально закрытый» обозначаются аббревиатурой N.O. и N.C. соответственно.
• Общая символика для N.O. и нормально замкнутые контакты переключателя следующие:

• Многопозиционные переключатели могут быть переключаемыми перед размыканием (наиболее распространенные) или переключающими перед размыканием.
• «Полюса» переключателя относятся к количеству подвижных контактов, в то время как «ходы» переключателя относятся к количеству неподвижных контактов на один подвижный контакт.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ: