Interruptor limite: o que é, marcação + regras de conexão
Quase todos os sistemas automatizados contêm um dispositivo como uma chave fim de curso, responsável por desligá-los quando a parte móvel atinge determinado ponto. Nos sistemas de controle de iluminação, os interruptores de limite são usados como sensores. Quando ocorrem circunstâncias programadas, elas geram um sinal.
Contaremos tudo sobre a finalidade funcional e os tipos de dispositivos de comutação de limite. O artigo que apresentamos descreve diagramas de fiação testados na prática e lista regras de conexão. São fornecidas características de marcação e conselhos sobre seleção.
O conteúdo do artigo:
O que são interruptores de limite?
Os interruptores de limite são dispositivos elétricos projetados para abrir e fechar um circuito em funcionamento. Eles são montados em mecanismos móveis para limitar seu movimento dentro de limites específicos. As funções que esses dispositivos executam são idênticas às de um switch padrão.
O preenchimento das chaves fim de curso é encerrado em uma caixa durável, geralmente de metal. Todos os seus elementos são otimizados para fácil fixação e fácil orientação no espaço.
LEDs brilhantes e de cores diferentes permitem controlar a fonte de alimentação e a resposta do sensor. Dois pares de contatos, mais frequentemente encontrados na chave fim de curso, permitem monitorar o estado de sua conexão.
Se o sinal não for seguido por um retorno de sinal quando o par estiver fechado, isso indica uma falha no cabo que leva à chave. Após o sensor ser acionado, é possível utilizar um par de contatos abertos para passar o sinal.
Sensores sensíveis são a base em sistemas de proteção contra vazamentos. Quando a água que foram concebidos para detectar é detectada, os dispositivos não só sinalizam uma emergência iminente em som e cor, mas também bloqueiam o funcionamento dos sistemas através dos quais a água é transportada.
Classificação por princípio de ação
Existem três grupos principais de interruptores de limite: mecânicos, sem contato e magnéticos. A principal função de todos esses dispositivos é desconectar automaticamente o mecanismo de trabalho no momento em que sua parte móvel atinge a posição definida. Essas chaves servem não apenas para abrir um circuito, mas também para conectá-lo.
A operação do circuito nos sensores finais é coordenada de duas formas: por ação direta sobre os contatos móveis e por controle posicional dos mesmos. No primeiro caso são chamados de contato, no segundo - sem contato. Um exemplo de chaves fim de curso de contato são os sensores responsáveis pelo fechamento das portas dos carros.
Sensores deste tipo podem não apenas ligar e desligar mecanismos, mas também estabelecer a posição do objeto que está sendo monitorado. Esses incluem interruptores flutuantes, bem como sensores que determinam o nível de combustível.O sinal para seu funcionamento é uma mudança na resistência correspondente a um determinado nível de líquido.
A desvantagem dos sensores de contato na presença de peças mecânicas móveis é uma vida útil relativamente curta devido à proteção ineficaz contra umidade e poeira. A vantagem é design, instalação e operação simples. Os interruptores sem contato são protegidos de forma muito mais confiável contra influências externas. Seu recurso também é mais longo.
Chaves fim de curso do tipo mecânico
O controle de chaves fim de curso deste tipo pode ser por rolo ou alavanca. Eles são acionados assim que o mecanismo de controle em forma de roda, botão ou alavanca sofre impacto mecânico.
Neste caso, a posição dos contatos muda - eles podem fechar ou abrir. O processo é acompanhado por um sinal - controle ou aviso.
Na maioria das vezes, os interruptores de limite têm dois contatos - aberto e fechado. Existem dispositivos de extremidade única, mas são raros. Em qualquer caso, existem contatos em cada caso, e no painel é mostrado um diagrama de funcionamento com seus números.
O design dos VCs de rolo permite o desligamento pressionando o atuador em um botão em forma de uma pequena haste. Por estar conectado a contatos dinâmicos, no momento do contato o circuito de alimentação se abre.
A diferença entre os interruptores de alavanca é que seus contatos móveis são conectados a uma pequena alavanca por meio de uma haste ou haste. A ação ocorre quando o atuador pressiona esta alavanca.
Além dos dispositivos finais padrão, existem microinterruptores. Funcionam segundo o mesmo princípio, mas seu ajuste durante a instalação exige maior precisão devido ao pequeno curso. Para aumentar o curso de trabalho, recorrem a uma técnica como a inclusão de um elemento intermediário no circuito - uma alavanca com rolo.
Este tipo de interruptor é usado tanto na produção quanto em casa. Um grande número de unidades de controle é usado no projeto do elevador.
Entre eles está um interruptor em forma de sensor que limita a altura mínima e máxima do elevador, sinaliza o rompimento da corda, dá sinal para abrir a porta e realiza muitas outras ações. Existem microinterruptores nas portas de muitos apartamentos que acendem a luz do ambiente quando ele é aberto.
Nos automóveis, esses sensores finais mecânicos estão incluídos nos circuitos de alarme e iluminação. Sua característica é a presença de uma entrada com potencial positivo conectada a ela. A caixa é o terminal negativo, pressionado contra um elemento metálico da carroceria do carro que está livre de tinta.
Este elemento está conectado ao terra do veículo por meio de um cabo. A principal condição é que a chave não entre em contato com uma superfície molhada. Conecte os sensores finais ao instalar um alarme de carro usando um diagrama. Suas saídas podem ser instaladas tanto nas portas quanto no interior em luminárias.
Para ligá-lo quando a porta for aberta e desligá-lo quando fechar, é realizado um curto-circuito com o positivo. Se houver iluminação do teto interno e das portas, é utilizado um bloco de fins de curso, que desempenha diversas funções. Como resultado do acionamento do bloqueio, sensores importantes são bloqueados ao tentar abrir as fechaduras.
Recursos de interruptores de limite sem contato
Uma das variedades de interruptores de limite é a sua modificação sem contato (BVK). A comunicação dos dispositivos está configurada para disparar quando um objeto específico entra na zona de sensibilidade.
Não existem partes móveis no próprio dispositivo e não há contato mecânico entre o objeto de influência e o elemento de chave configurado para ele.
O BVK consiste nas seguintes partes:
- elemento sensível;
- tecla liga / desliga;
- componente que analisa o sinal.
A distância na qual o dispositivo começa a operar é definida com base na modificação do sensor e nos requisitos do processo. A exclusão de elementos móveis e de atrito aumenta significativamente a confiabilidade desses dispositivos.
Sensores sem contato, ou sensores de proximidade, como também são chamados, possuem ampla funcionalidade. Existem duas categorias – interruptores e sensores de posição.
A primeira tarefa do BVK é detectar a posição de um objeto. Além disso, o sensor realiza contagem, posicionamento, separação e classificação de objetos. Ele pode controlar a velocidade, o movimento, calcular o ângulo de rotação, corrigir a inclinação e realizar muitas outras ações.
Em casa sensores de proximidade até agora eles são usados principalmente em organizações de controle de iluminação. No entanto, no campo do design de sistemas "Lar inteligente" tem um escopo muito maior e muito mais perspectivas.
Dispositivos sensíveis são utilizados na indústria, na indústria de transportes, como elemento de automação e no refino de petróleo. Com base no princípio de detecção de objetos que se aproximam, os BKVs são diferenciados entre indutivos, capacitivos, ópticos e ultrassônicos.
Sensores de proximidade indutivos
Eles estão sintonizados com materiais metálicos e amorfos. Entre aqueles que reagem ao metal existem opções magnéticas e ferromagnéticas. Dentro do sensor existe um núcleo - metálico ou magnetizado.
Se descrevermos com mais detalhes o projeto de tal sensor, ele consiste em um conversor que inclui uma bobina de cobre localizada em um copo de ferrite. Suas funções incluem redirecionar o vetor de linhas eletromagnéticas para a parte frontal da chave.
O oscilador no circuito pode ser com resistência negativa fixa ou qualquer outro tipo. As linhas do campo magnético são orientadas perpendicularmente à direção da corrente que flui através das espiras do núcleo magnetizado.
O campo de força alternado é causado pela tensão alternada nas entradas do núcleo. O próximo componente importante é o condicionador de sinal, que cria a histerese e a faixa de ação do sinal de controle. Inclui um detector controlado por gatilho.
A chave para a operação de uma chave fim de curso indutiva são as mudanças que ocorrem quando um objeto se aproxima ou se afasta. Assim que o limite de tensão ultrapassar o valor permitido, o sensor é acionado conectando um gatilho que abre a chave.
Interruptores de limite de proximidade capacitivos
Após o objeto aparecer, o circuito vibratório do dispositivo capacitivo é iniciado e os parâmetros de tempo são definidos. À medida que o objeto se aproxima do sensor, a capacidade deste aumenta e a frequência gerada pelo multivibrador diminui.
Assim que o limite de frequência for excedido, o dispositivo será desligado. Muitos modelos operam com base neste princípio. sensores de movimento, desligando e acendendo as lâmpadas quando for detectado um objeto na zona de sensibilidade.
O diagrama de blocos de um sensor capacitivo é semelhante ao de um dispositivo indutivo: ambos os modelos contêm um gerador e um detector.
Além do gerador que gera o campo elétrico, seu projeto inclui peças básicas como um demodulador. Ele atua como um conversor de amplitude de oscilações de alta frequência com mudança simultânea de tensão. O próximo componente importante é o gatilho, responsável por um determinado nível de sinal, comutação e dependência de histerese.
Para aumentar o sinal de entrada para um valor definido, um amplificador é incluído no circuito de chave capacitiva. O indicador LED monitora as configurações e operação do dispositivo.
Um elemento como um composto protege o interruptor contra umidade e partículas sólidas. Um corpo de plástico ou latão protege tudo dentro dele contra danos mecânicos. O kit também inclui ferramentas de montagem.
O elemento de comutação neste dispositivo está localizado em um capacitor e é uma placa que interage com um vibrador. O papel do elemento limite é desempenhado por um comparador conectado ao vibrador. Este último, por sua vez, está conectado a um conversor de frequência e tensão.
A diferença entre os modelos capacitivos e os indutivos é que os primeiros reagem à umidade do ar e às mudanças de densidade. Estes últimos são insensíveis a tais influências.
Projeto de interruptor ultrassônico
O projeto das chaves fim de curso ultrassônicas prevê a presença de emissores de som de quartzo que formam ondas pulsadas com comprimento de 100 a 500 kHz e um receptor cujas configurações correspondem a uma determinada frequência.
Quando a amplitude das ondas sonoras muda como resultado das manobras de um objeto em movimento, o microinterruptor BVK registra os novos valores e, com base nisso, controla os sinais de saída.
O princípio de funcionamento dos sensores ultrassônicos baseia-se na mudança de tempo durante o qual uma onda sonora viaja do sensor até o objeto controlado. A distância de detecção desses dispositivos é bastante grande - até 10 M. Sua grande vantagem é que eles podem detectar um objeto de qualquer formato e cor que reflita o som.
Tais sensores são usados para detectar objetos com uma superfície plana ocupando uma posição perpendicular em relação à linha central de detecção.
Imprecisões em seu trabalho podem causar:
- Correntes de ar repentinas e de alta potência que fortalecem ou enfraquecem a onda.
- Mudança repentina de temperatura. Com uma grande quantidade de calor emitido por um objeto, a velocidade das ondas propagadas muda.
- Desvio da vertical do ângulo entre o plano horizontal do objeto e o eixo do sensor. Se este erro exceder 10⁰, o sensor não funciona.
- Contornos angulares do objeto. Neste caso, a sua identificação é muito difícil.
As vibrações se propagam em meios sólidos, gasosos e líquidos, e a velocidade depende dos parâmetros relevantes. Os sensores ultrassônicos não possuem partes móveis, portanto não há relação entre o número de ciclos e a vida útil do dispositivo. Eles são caracterizados por maior resistência a todos os tipos de influências externas.
Dispositivos ópticos sem contato
BKVs deste tipo controlam objetos que bloqueiam a radiação e a refletem. Quando um objeto entra no espaço entre o interruptor e a fonte de luz, o sensor interrompe a saída de luz. O elemento responsável por esta ação pode ser um relé ou semicondutor. O raio de resposta se estende até 150 m.
Os sensores de proximidade operam em uma ampla faixa de temperatura - de -60 a +150⁰С. Eles podem suportar pressões de cerca de 500 atm e podem ser usados em ambientes agressivos e até mesmo em condições de maior risco de explosão.
Variedades de extremidade magnética
Este tipo de interruptores, também chamados de interruptores flutuantes ou interruptores reed, estão substituindo gradativamente os modelos mecânicos. Seus contatos mudam de posição quando estão a alguma distância do ímã. Neste caso, um sinal é enviado ao circuito de controle.
O interruptor reed contém um ou dois contatos feitos de um material especial - um ferromagneto. A chave fim de curso magnética é pequena. Ele é colocado em uma caixa de plástico ou vidro e montado em um circuito elétrico no momento do rompimento.
Os contatos em tal chave podem ser abertos, fechados ou comutáveis. Nos dispositivos do primeiro tipo, o contato fecha quando acionado. Os contatos normalmente fechados abrem em circunstâncias semelhantes e os contatos comutados se comportam de acordo com a situação.
A escolha do modelo depende de circunstâncias específicas. Os interruptores Reed são usados no projeto de portões deslizantes. Com a ajuda deles, a estrutura é parada ao atingir a posição extrema ao abrir ou fechar.
Alguns modelos de flutuadores são usados como parte de um alarme de segurança na entrada de uma casa. Quando a porta é fechada, o circuito é fechado devido à influência do campo magnético na chave fim de curso. A abertura da porta provoca o movimento do imã e a abertura do contato, fazendo com que o alarme seja acionado.
O fato de não haver contato mecânico neste projeto é sua vantagem, o que aumenta a longevidade. Eles se distinguem pela estrutura mais simples, baseada na interação de contatos controlados magneticamente com um ímã convencional.
Regras e especificações de conexão
Embora os próprios interruptores de limite sejam projetados de forma bastante simples, eles são usados em equipamentos com circuitos elétricos complexos. Consequentemente, a sua ligação deve ser efectuada por especialistas e estritamente de acordo com os diagramas esquemáticos, com base nas características técnicas.
Vejamos um exemplo de conexão de um interruptor mecânico simples em uma impressora 3D. Isso é necessário para definir as coordenadas extremas de seu transporte. A chave fim de curso plug-in possui 3 contatos - COM, NO, NC. Quando o sensor está aberto, o primeiro e o último contato estão em +5V. O segundo contato (NA) está aterrado.
O sensor é conectado por meio de dois fios - vermelho e preto. Quando o dispositivo for acionado, você deverá ouvir um clique típico. A chave indicadora é conectada da mesma forma, mas também possui um terceiro fio - verde.
Sua ativação é indicada por um LED aceso e um clique. Seus conectores na placa possuem designações: para fio vermelho V (+5 V), para preto - G (terra), para verde - S (sinal).
As mesmas letras indicam os conectores do switch óptico. Ele controlará com mais precisão a operação do carro, mas poderá funcionar mal em condições de poeira e luz solar.A ativação do par óptico é acompanhada pela inclusão de um diodo emissor de luz e ocorre de forma totalmente silenciosa.
Os interruptores de limite são muito utilizados pelos fabricantes de móveis, instalando-os em guarda-roupas. A conexão é realizada de acordo com as instruções que acompanham cada modelo. O diagrama mostra o local de fixação da estrutura plástica com chave. Para a porta do meio, ela deve ser instalada de forma que não interfira no correto movimento da outra porta seccional ao longo das guias.
Se uma chave fim de curso for instalada para uma porta giratória, ela será fixada com parafusos auto-roscantes dentro do gabinete. Quando a porta está fechada, o botão pressiona, abre o circuito e a iluminação não funciona. Ao abrir a porta libera o botão e a iluminação acende.
Marcações do interruptor de limite
Cada um desses dispositivos de comutação é marcado de acordo. Ao decifrá-lo, você pode obter todas as informações sobre um modelo específico de chave fim de curso. Se houver uma entrada VU222M nele, significa que esta é uma chave fim de curso da série VU222. O elemento móvel é uma alavanca modernizada.
Vamos decifrar detalhadamente, por exemplo, a marcação do switch VP 15M4221-54U2. É equipado com um elemento ativo móvel da série 15. Possui um contato de fechamento e um contato de abertura, equipado com empurrador com rolo.
O nível de proteção é IP54 no lado do inversor, “U” indica a versão climática e o número 2 indica a categoria de posicionamento. O produto está em conformidade com TU U 31.2-25019584-005-2004.
Principais fabricantes do segmento
Muitas empresas produzem esses sensores. Entre eles estão líderes reconhecidos. Entre eles está a empresa alemã Sick, como principal fabricante desses produtos de alta qualidade. A Autonics fornece ao mercado chaves fim de curso sem contato dos tipos indutivo e capacitivo.
Sensores sem contato de alta qualidade são produzidos pela empresa russa TEKO. Eles são caracterizados por uma estanqueidade ultra-alta (IP 68). Essas chaves fim de curso operam nos ambientes mais perigosos, inclusive explosivos, e vários métodos de instalação estão disponíveis.
Os interruptores de limite do fabricante ucraniano Promfactor são populares. Chaves e chaves fim de curso VP, PP, VU são produzidas aqui. A garantia, sujeita a todas as regras de funcionamento, é de 3 anos.
Conclusões e vídeo útil sobre o tema
Vídeo nº 1. Popular sobre interruptor de limite:
Vídeo nº 2. Instalando HF em uma máquina CNC caseira:
A finalidade dos interruptores de limite pode ser muito diferente. São utilizados tanto em sistemas industriais complexos como na vida quotidiana para aumentar o nosso conforto. O principal é que eles sejam conectados ao circuito elétrico somente após a remoção completa da tensão.
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Precisa de ajuda para resolver o problema.Montei um mormo hidráulico para plantios perenes, mas não consigo instalar a sonda para ligar os ímãs do distribuidor búlgaro. São 2 deles, eles movem o cilindro para fechar e abrir. Até agora, apenas 2 botões microsha são controlados manualmente. Muito devagar.
formando ondas de pulso com comprimento de 100 - 500 kHz - como é isso?