Brytere og trykknapper kan se nesten like ut og likevel gjøre helt forskjellige jobber. Én tenner en lampe bare mens du holder den inne. En annen blir stående på, en tredje velger mellom to signaler, og en fjerde kan snu polariteten til en motor. Lær å lese kontaktene først, så blir både navnene og koblingen lettere å forstå.
SPST, SPDT, DPST og DPDT beskriver hvilke forbindelser bryteren kan lage. Monostabil og bistabil beskriver hva som skjer når du slipper. Tact, vippebryter, skyvebryter og endebryter beskriver utførelse eller bruk. Du trenger alle tre opplysningene, pluss riktige elektriske merkeverdier, for å velge.
Tre spørsmål før du velger bryter
Hva skal kobles?
Én forbindelse av og på, et valg mellom to veier, eller to kretser samtidig? Her kommer bokstavene SPST og DPDT inn.
Hva skjer når du slipper?
Skal en motor bare gå mens du holder knappen inne, eller skal en lampe fortsette å lyse? Det avgjør om du vil ha fjærretur eller en låsende funksjon.
Hvordan skal den betjenes?
En fingertupp, en stor quizknapp, en dør som treffer en arm, eller en magnet? Utførelsen må passe både hånden og mekanikken.
Et godt eksempel er den grønne SPST-trykknappen MR-01849: den har én av/på-forbindelse og blir stående i valgt stilling. Den røde momentanknappen MR-01845 har også to tilkoblinger, men leder bare mens du trykker. Fargen eller antallet ben forteller altså ikke hele historien.
Bruk en isolert, strømbegrenset DC-forsyning til øvelsene. Koble fra før du flytter ledninger. Skjemaene er ikke beregnet for 230 V eller arbeid på den faste elektriske installasjonen; slikt arbeid skal overlates til en registrert elvirksomhet. Lav spenning beskytter heller ikke mot varme ledninger, kortslutning eller klemfare fra en motor.
SPST, SPDT, DPST og DPDT: les bokstavene
P står for engelske pole (pol) og forteller hvor mange elektrisk adskilte kontaktsett som betjenes sammen. T står for throw og forteller hvor mange alternative kontakter hvert sett kan koble til. S står for single (én), D for double (to). En pol er ikke det samme som ett tilkoblingsben, og «double throw» betyr ikke automatisk tre bryterstillinger.
| Type | Hva kontaktene gjør | Vanlig antall terminaler | Eksempel |
|---|---|---|---|
| SPST | Åpner eller lukker én forbindelse | 2 | Av/på for en liten indikator |
| SPDT | Kobler én felleskontakt til A eller B | 3 | Velg én av to indikatorer |
| DPST | Åpner eller lukker to adskilte forbindelser samtidig | 4 | To kretser med felles betjening |
| DPDT | Kobler om to adskilte kontaktsett samtidig | 6 | Bytt polaritet til en børstet DC-motor |
Antallet gjelder de vanlige, enkle utførelsene uten ekstra lampeben eller andre funksjoner. En belyst knapp kan ha flere ben enn kontaktfunksjonen alene trenger. En firebent tact-bryter kan fortsatt være SPST. Derfor er koblingsskjema og kontinuitetsmåling mer nyttige enn å telle ben.
Systemet fortsetter: 3PDT har tre poler med to kontaktvalg hver, mens 4PDT har fire. En dreievelger kan være 1P6T: én pol som velger mellom seks kontakter. En vanlig åttedelt DIP-bryter er derimot åtte separat betjente av/på-brytere. Den er ikke en 8PST-bryter med én felles hendel.
Monostabil, bistabil og parentesene rundt ON
En monostabil bryter har én stabil hvilestilling. Fjæren fører den tilbake når du slipper. Den kalles også momentan, momentbryter eller «momentary». En ringeknapp er et lett gjenkjennelig eksempel: signalet varer mens du trykker.
En bistabil bryter har to stabile tilstander. En låsende trykknapp blir stående på etter første trykk og av etter neste. En vanlig av/på-vippe beholder også stillingen. En velger med tre faste stillinger beskrives mer presist som en treposisjonsbryter med faste stillinger, selv om ordet «bistabil» noen ganger brukes løst i produktnavn.
I datablad betyr ON-OFF vanligvis faste på- og av-stillinger. ON-OFF-ON har en åpen midtstilling. Parenteser markerer ofte fjærende stillinger: (ON)-OFF-(ON) går tilbake til midten fra begge sider, mens ON-OFF-(ON) bare har fjærretur på den ene siden. Les alltid produsentens forklaring; navn alene er ikke et sikkert koblingsskjema.
Kan en monostabil knapp slå en lampe permanent av og på?
Ja. Knappen kan sende et kort signal til elektronikk som husker tilstanden. Da er knappen fortsatt monostabil, mens kretsen rundt gir en vekslende av/på-funksjon. Du finner et konkret MOSFET-eksempel lenger ned.
NO, NC og COM: hva er «normalt»?
COM, ofte bare C, er felleskontakten. NO betyr normalt åpen: forbindelsen til COM er brutt når en fjærende bryter ikke er påvirket. NC betyr normalt lukket: forbindelsen til COM leder i samme hvilestilling. Her beskriver «normalt» den mekaniske hviletilstanden, ikke om maskinen går til vanlig.
WK825-endebryteren MR-01782 har C, NO og NC, fjærretur og rullearm. Velg C-NO når kretsen skal sluttes ved treff, eller C-NC når den skal brytes. NO og NC er alternative forbindelser til samme COM, ikke to isolerte av/på-kretser.
Prøv uten strøm: mål C-NC, trykk armen rolig inn, og lytt etter at pipetonen forsvinner. Mål deretter C-NO og gjenta. Ikke bruk ohm- eller kontinuitetsområdet i en spenningssatt krets. Måleguiden forklarer hva de ulike instrumentene faktisk forteller deg.
Hva skjer inni en tact-bryter?
En typisk tact-bryter har en liten trykkdel, en fjærende metallkuppel, faste kontaktflater og et isolerende hus. Når kuppelen trykkes ned, fjærer den brått over og lager kontakt. Du kjenner dette som et lite klikk. Når du slipper, fjærer den tilbake. Andre brytertyper bruker andre fjær- og kontaktløsninger, så dette er ett vanlig prinsipp.
På mange firebente tact-brytere er to ben allerede koblet sammen, og de to andre utgjør den andre gruppen. Trykket forbinder gruppene. Kobler du begge ledningene til samme gruppe, ser kretsen et permanent knappetrykk. Velg ett ben fra hver gruppe, og kontroller at forbindelsen bare oppstår når du trykker.
SparkFun-settet MR-00734 gir fire farger til et lite betjeningspanel. Trenger du ulike høyder eller reservedeler, har MR-01457 14 varianter, også SMD. THT monteres gjennom hull i kretskortet; SMD loddes på overflaten. Samme ytre størrelse betyr ikke nødvendigvis lik benavstand, trykkraft eller høyde over panelet.
I en mikrobryter med arm, som en endebryter, får en fjærmekanisme kontakten til å skifte raskt selv om armen beveges langsomt. Punktet der kontakten kobler inn, ligger gjerne litt forskjøvet fra punktet der den slipper igjen. Denne mekaniske differansen gir mer forutsigbar registrering rundt et endepunkt. Armen skal påvirkes innenfor tillatt vandring, ikke brukes som et hardt mekanisk stopp.
Bygg en LED-lampe som følger knappen
En liten indikator er en fin første øvelse: du ser direkte om kontakten er åpen eller lukket. Bruk en rød LED og én 1 kΩ-motstand fra LED-settet MR-01450, én knapp fra MR-00734 og en regulert 5 V-forsyning. Motstandene i dette settet er 1 kΩ, så du trenger ikke et ekstra motstandssett til øvelsen.
LED, 1 kΩ-motstand, monostabil knapp, koblingsbrett MR-00762 og hann-hann-ledninger fra koblingssettet MR-00573. Har du allerede Arduino UNO R4 WiFi, kan pinnene merket 5V og GND brukes med kortet drevet fra USB; ingen kode eller I/O-pinne trengs. Se også kategoriene for koblingsplater og koblingsledninger.
- Koble fra forsyningen. Finn to ben på knappen som bare har kontakt når den er trykket inn.
- Koble +5 V til det ene benet og det andre til motstanden.
- Koble motstandens ledige ende til LED-ens anode. På en ny, uklippet LED er det vanligvis det lengste benet.
- Koble katoden til 0 V eller GND. Sjekk også den flate kanten på LED-huset og dokumentasjonen hvis bena er klippet.
- Kontroller koblingen, slå på og trykk. LED-en skal lyse under trykket og slukke når du slipper.
Med omtrent 2 V over den røde LED-en blir strømmen (5 V − 2 V) / 1 000 Ω ≈ 3 mA. Motstanden utvikler omtrent 0,009 W, godt under 0,25 W. LED-spenningen varierer med strømmen, så dette er et overslag. En vanlig LED skal aldri kobles rett over forsyningen. Les mer om anode, katode og strømbegrensning i diodeguiden.
Bytter du til en låsende bryter med passende DC-kontaktdata, blir lyset stående på etter at du slipper. Med en SPDT-velger kan samme forsyning i stedet gå til enten en rød eller en grønn indikator. Hver LED trenger sin egen seriemotstand. Midtstillingen på en ON-OFF-ON-velger slukker begge.
Snu en DC-motor med DPDT
En vanlig børstet DC-motor med to ledninger skifter retning når du bytter pluss og minus. En DPDT-bryter kan gjøre dette ved å bytte begge motorledningene samtidig. Det samme prinsippet passer ikke direkte på en servo, en trinnmotor eller en elektronisk styrt vifte.
| Stilling | Motorledning A | Motorledning B | Resultat |
|---|---|---|---|
| 1 | Pluss via A1 | 0 V via B1 | Retning 1 |
| 0 | Frakoblet | Frakoblet | Motoren fortsetter å rotere til den stanser |
| 2 | 0 V via A2 | Pluss via B2 | Retning 2 |
Stopp i midten og la motoren stanse før du bytter retning. «Bryt før slutt» betyr at den gamle forbindelsen åpnes før den nye lukkes. En overlappende kontakt kan kortslutte pluss og minus i denne koblingen. En kontinuitetstest bekrefter de faste stillingene, men er ikke alene bevis på hva kontaktene gjør i overgangsøyeblikket.
Velg sikring, ledninger, forsyning og bryter etter motorens start- og blokkeringsstrøm, ikke bare tomgangsstrømmen. Skjemaet viser polaritetsvending; transientvern er ikke dimensjonert. En vanlig friløpsdiode rett over motoren vil kortslutte forsyningen i én av retningene. En toveis løsning må dimensjoneres for motoren, eller du kan bruke en motorstyring med dokumentert vern.
I sortimentet finnes kamvelgeren MR-00552 for retningsvalg. Den har flere kontaktlag og egen koblingsplan, så den skal ikke kobles etter benplasseringen til en vanlig seksbenet DPDT. Produktets AC-merking dokumenterer heller ikke alene hvilken DC-motorstrøm den kan bryte. Den konkrete terminalkartleggingen er behandlet i aktuatorguiden.
Vil du regulere hastigheten, styre med kode eller lage myk start, er en H-bro mer aktuell. Guiden om L298N, MOSFET og PWM viser forskjellen mellom retningsstyring og hastighetsstyring. En vanlig av/på-bryter kan stoppe strømmen, men den regulerer ikke hastigheten.
En knapp som signal: pull-up og kontaktsprett
Når en knapp brukes med Arduino, ESP32 eller Pico, skal den vanligvis sende et signal. Laststrømmen går et annet sted. En åpen inngang uten pull-up eller pull-down kan flyte og gi tilfeldige avlesninger. Med pull-up holdes inngangen høy når knappen er åpen; en knapp til GND trekker den lav når du trykker.
Metallkontakter treffer ikke hverandre helt rolig. De kan sprette flere ganger i løpet av ett trykk. Et program som teller hver overgang, kan derfor registrere flere trykk. Filtrer signalet i programvare eller med en passende maskinvarekrets. En stabilitetsperiode rundt 20 ms kan være et utgangspunkt for håndbetjente knapper, men må testes med knappen og bruken. Tell overgangen til «trykket», ikke hver programrunde der knappen fortsatt holdes inne.
En ferdig knappmodul kan ha motsatt logikk. DFRobot Gravity MR-01573 gir HIGH og tenner LED-en når den trykkes inn, og LOW når den slippes. Modulen drives med 3,3-5 V, med 3,3 V anbefalt. D, + og − er signal, forsyning og GND; de er ikke COM, NO og NC. Bruk en signalspenning mottakerens inngang tåler.
Fra membrantast til enkoder: flere måter å betjene et prosjekt
| Utførelse | Hva som skiller den | En idé å prøve |
|---|---|---|
| Vippe- eller skyvebryter | Stillingen er lett å se; kontaktfunksjonen må fortsatt sjekkes | Av/på eller valg av driftsmodus på et batteriprosjekt |
| Arkadeknapp | Stor trykkflate og ofte utskiftbar mikrobryter | Quiz, reaksjonstest eller kontrollpanel til et spill |
| Membrantast | Tynn betjeningsflate med fleksibel kontaktoppbygning | En knapp uten utstikkende hette på et lite kabinett |
| DIP-bryter | Flere små, uavhengige av/på-valg | Velg enhetsadresse eller testmodus uten skjerm |
| Dreievelger | Velger mellom faste kontaktveier | Velg én av flere målefunksjoner |
| Rotasjonsenkoder | To signaler viser bevegelse og retning; ofte egen trykkfunksjon | Bla i en meny, trykk for å bekrefte |
| Reedkontakt | Magneten påvirker en kontakt uten å trykke på huset | Registrer om en skuff eller dør er lukket |
| Nøkkelbryter | En nøkkel betjener kontakten | Aktiver en demonstrasjon eller velg servicemodus |
Den gule 100 mm-knappen MR-01851 kan brukes i et quizspill der den som trykker først, får svare. Programmet låser første svar og tenner deltakerens lys til runden nullstilles. Slik får en monostabil knapp en funksjon som varer, uten at selve kontakten låser.
Membrantasten MR-00738 er et lavt alternativ med selvklebende bakside og kontakt med to tilkoblinger. I en 4×4-matrise kobler hvert trykk sammen én rad og én kolonne; 16 knapper kan leses med åtte signallinjer. Flere samtidige trykk krever omtanke, fordi en matrise uten individuelle dioder kan gi falske tastekombinasjoner.
DIP-bryteren MR-00791 kan for eksempel velge en adresse med bitverdiene 1, 2, 4, 8 og så videre. Bestem i programmet om lukket bryter skal bety 1; med pull-up leses den fysisk som LOW. Et trykt ON-merke bestemmer ikke automatisk tallet programmet bruker.
Waveshare-enkoderen MR-01671 har signalene SIA, SIB og SW. Rekkefølgen på endringene i SIA og SIB forteller dreieretningen; SW er trykkfunksjonen. Den er ikke en spenningsdeler som et potensiometer, og antall mekaniske hakk skal ikke uten videre likestilles med antall kanter programmet teller.
En annen nyttig konstruksjon er Pololu-strømbryteren MR-01814. En liten momentan knapp veksler strømmen av og på, mens MOSFET-ene fører laststrømmen. LV-versjonen har anbefalt driftsspenning 2,2-16 V. Ekstern momentan knapp kobles mellom A og B etter produsentens skjema. Dette gir elektronisk av/på-minne, men ikke galvanisk frakobling; starttilstanden etter strømbrudd må også testes.
Endebrytere, dørkontakter og hva de faktisk registrerer
En endebryter, også kalt grensebryter, registrerer at noe har nådd en posisjon. WK330 MR-00082 har en liten buet arm, mens WK825 har en større rullearm. Plasser bryteren slik at mekanismen treffer kontrollert, og la et separat mekanisk stopp ta opp kreftene ved feil.
En skuffelampe er et enkelt prosjekt: skuffen trykker inn bryteren når den er lukket. Bruk COM-NC i den lille LED-kretsen. Da er lyset av med skuffen lukket, og på når armen slipper. Den samme bryteren kan også brukes som signal til en mikrokontroller som slukker lyset etter en tidsgrense.
En NC-signalsløyfe kan oppdage både at bryteren åpner og at en ledning ryker. Den skiller ikke de to årsakene, og en kortsluttet ledning kan skjule at bryteren åpner. Det gjør løsningen nyttig til enkel feildeteksjon, men ikke automatisk til et sikkerhetssystem.
Reedkontakten MR-00148 bruker en magnet i stedet for en arm. «Normalt» for en NO-reedkontakt betyr uten magnetpåvirkning. Med magneten på en lukket dør kan kontakten dermed være lukket selv om den elektrisk heter NO. En magnetkontakt er heller ikke det samme som en Hall-sensor, som trenger elektronikk og har en annen utgangstype.
På en bevegelig luke må styringen kunne stoppe i endeposisjonen og fortsatt tillate kjøring bort fra den. En bryter som bare kutter hele motorforsyningen, kan ellers hindre begge retninger. Dette krever en gjennomtenkt styring, ikke bare en ekstra kontakt i en tilfeldig ledning.
Sortimentet har en låsende soppknapp, MR-01058. Utseende, NC-kontakt og RESET-merking dokumenterer ikke alene at en maskins nødstoppsfunksjon oppfyller kravene. Kontaktmekanisme, overvåking, gjenstart og hele maskinens risikovurdering må passe sammen. Bruk ikke en vanlig programvareknapp som eneste vern mot farlig bevegelse.
Sjekk dette før du kjøper eller lodder
- Funksjon: kontaktantall, koblingsskjema, faste eller fjærende stillinger og eventuell midtstilling.
- Last: riktig AC- eller DC-merking ved aktuell spenning og lasttype. Motorer, lamper og kapasitive innganger kan trekke mye mer ved innkobling enn under normal drift.
- Små signaler: sjekk eventuell minste kontaktbelastning. En stor effektkontakt er ikke nødvendigvis den beste til en svært liten GPIO-strøm; kontaktmateriale og oksidbelegg betyr noe.
- Mekanikk: hullmål, paneltykkelse, dybde bak panelet, trykkraft, levetid og plass til ledninger.
- Miljø: støv, fukt og riktig montering av pakninger. IP-merking på en bryter gjør ikke automatisk hele boksen vanntett.
- Belysning: lampeben, polaritet og LED-spenning må sjekkes separat fra kontaktens spenning og strøm.
En belyst knapp kan ha én merkespenning for kontakten og en helt annen for lyset. MR-01686 er for eksempel oppgitt med 12 V-belysning, mens den lille MR-01843 oppgir 2 V. Dette er ikke et råd om å koble en løs LED rett til en spenningskilde: sjekk om strømbegrensning allerede er innebygd. Antall ben og farge på hetten er ikke tilstrekkelig dokumentasjon.
| Symptom | Mulig forklaring | Første kontroll |
|---|---|---|
| Knappen virker alltid trykket | Begge ledninger sitter på samme interne kontaktgruppe | Mål parene uten strøm |
| Ett trykk blir flere | Kontaktsprett eller telling av holdt knapp | Se på filtrering og overgangsdeteksjon |
| LED-en lyser, men lasten reagerer ikke | Lampen og bryterkontakten er adskilte kretser | Sjekk kontaktplanen, ikke bare lyset |
| Motoren går bare én vei | Feil kontaktfunksjon, feil kobling eller utløst endestopp | Koble fra og mål begge bryterstillingene |
| Tilfeldige inngangsverdier | Flytende inngang, støy eller manglende referanse | Sjekk pull-up/pull-down, GND og ledningsføring |
Vanlige spørsmål
Er en trykknapp alltid monostabil?
Nei. Trykknapp beskriver betjeningen. Både momentane og låsende varianter finnes. Se etter fjærretur, låsing og kontaktskjema.
Er DPDT det samme som ON-OFF-ON?
Nei. DPDT betyr to poler med to kontaktvalg. ON-OFF-ON beskriver tre betjeningsstillinger. En DPDT kan ha midtstilling, men trenger ikke ha det.
Kan en bryter merket 250 V AC brukes på 12 V DC?
Ikke avgjør det ut fra AC-tallet alene. Finn DC-data for aktuell strøm og lasttype. Likestrøm har ingen periodisk nullgjennomgang som hjelper en lysbue å slukke. Lavere spenning betyr ikke at enhver høyere strøm er tillatt.
Hvorfor har en tact-bryter fire ben når kretsen trenger to?
På mange modeller er bena koblet sammen i to par. Det gir mekanisk feste og flere tilkoblingspunkter til samme kontakt. Andre utførelser kan ha ekstra jord- eller lampeben, så kontroller akkurat din modell.
Kan en knapp kobles rett til en motor?
Bare når kontakten, ledningene og vernet er dimensjonert for motorens DC-belastning, startstrøm og spenningspulser. Små tact-knapper brukes normalt til styresignal; en driver tar motorstrømmen.
Hvilken bryter passer best til mitt første prosjekt?
En momentan tact-knapp og en liten LED-krets gjør funksjonen lett å se. Deretter kan du prøve en låsende knapp, en velger eller en endebryter i samme lavspenningsmiljø.
Se hele utvalget av brytere, brytere og knapper og endebrytere. Start med kontaktskjemaet, velg betjening og montering, og kontroller så at merkeverdiene passer kretsen din.
