Eindschakelaar: wat is het, markering + aansluitingsregels

Vrijwel alle geautomatiseerde systemen bevatten een apparaat zoals een limitschakelaar, die verantwoordelijk is voor het uitschakelen ervan wanneer het bewegende deel een bepaald punt bereikt. In verlichtingsbesturingssystemen worden limietschakelaars gebruikt als sensoren. Bij het optreden van geprogrammeerde omstandigheden genereren zij een signaal.

Wij vertellen u alles over de functionele toepassing en varianten van einde-uitschakelapparaten. In het door ons gepresenteerde artikel worden praktijkgeteste installatieschema's beschreven, worden de aansluitregels opgesomd. Kenmerken van de markering worden gegeven, en er worden tips gegeven voor de keuze.

Wat zijn limietschakelaars?

Limietschakelaars zijn elektrotechnische apparaten bedoeld voor het openen en sluiten van de werkende stroomkring. Ze worden gemonteerd op bewegende mechanismen om hun verplaatsing binnen ingestelde grenzen te beperken. De functies die deze apparaten uitvoeren zijn identiek aan een standaardschakelaar.

De inhoud van limietschakelaars is ingesloten in een stevige behuizing, meestal van metaal. Al zijn onderdelen zijn geoptimaliseerd voor eenvoudige bevestiging en gemakkelijke oriëntatie in de ruimte.

Heldere LED's in verschillende kleuren maken het mogelijk om de voedingsspanning en het aanspreken van de sensor te controleren. Twee paar contacten, die meestal in de limietschakelaar aanwezig zijn, bieden de mogelijkheid om de status van de aansluiting te controleren.

Als bij een gesloten paar na het verzenden van een signaal geen terugkeer volgt, duidt dit op een defect in de kabel die naar de schakelaar leidt. Na het aanspreken van de sensor kan voor het doorgeven van het signaal een geopend paar contacten worden gebruikt.

Gevoelige sensoren vormen de basis van systemen ter bescherming tegen lekkages. Bij detectie van water, waarvoor ze zijn ontworpen, geven de apparaten niet alleen een signaal over een naderende noodsituatie in geluids- en kleurmodus, maar blokkeren ze ook de werking van de systemen waardoor water wordt getransporteerd.

Classificatie naar werkingsprincipe

Er worden drie hoofdgroepen van limietschakelaars onderscheiden: mechanische, contactloze en magnetische. De belangrijkste functie van al deze apparaten is het automatisch loskoppelen van het werkende mechanisme op het moment dat het bewegende deel de ingestelde positie bereikt. Deze schakelaars dienen niet alleen voor het openen van de stroomkring, maar ook voor het sluiten ervan.

De werking van de schakeling in eindsensoren wordt op twee manieren gecoördineerd: directe invloed op de bewegende contacten en positionele aansturing ervan. In het eerste geval worden ze contact- genoemd, in het tweede — contactloos. Een voorbeeld van contacteindschakelaars zijn sensoren die verantwoordelijk zijn voor het sluiten van autodeuren.

Op de foto is de constructieve uitvoering van een eindschakelaar van het baantype te zien. De belangrijkste componenten zijn: deksel (1), basis (2), contacten (3), rol (4), hendel (5), afdichtstrip (6), kabelinvoer (7)

Sensoren van dit type kunnen niet alleen mechanismen in- en uitschakelen, maar ook de positie van het controlevoorwerp bepalen. Hiertoe behoren vlotterschakelaars, evenals sensoren die het brandstofniveau bepalen. Het signaal voor hun activering is een verandering in weerstand die overeenkomt met een bepaald vloeistofniveau.

Het nadeel van contactsensoren is de aanwezigheid van mechanische bewegende delen, een relatief korte levensduur als gevolg van onvoldoende bescherming tegen vocht en stof. Het voordeel is een eenvoudig ontwerp, installatie en gebruik. Contactloze schakelaars zijn aanzienlijk beter beschermd tegen invloeden van buitenaf. Ook hun levensduur is langer.

Limietschakelaars van mechanisch type

De bediening van eindschakelaars van dit type kan rol- of hefboom zijn. Ze worden geactiveerd zodra het bedieningsmechanisme in de vorm van een wieltje, knop of hendel mechanische belasting ondervindt.

Hierbij verandert de positie van de contacten — ze kunnen sluiten of openen. Het proces gaat vergezeld van een signaal — een sturings- of waarschuwingssignaal.

Meestal hebben eindschakelaars twee contacten — normaal open en normaal gesloten. Er bestaan enkelvoudige eindapparaten, maar die komen zelden voor. In ieder geval zijn contacten aanwezig in de behuizing van elke, en het bedradingsschema met hun nummers is afgebeeld op het paneel.

Het ontwerp van rol-eindschakelaars voorziet in uitschakeling door het indrukken van het bedieningsmechanisme op een knop in de vorm van een kleine stang. Omdat deze verbonden is met dynamische contacten, vindt op het moment van aanraking de opening van de voedingskring plaats.

Het verschil met hefboomschakelaars is dat hun bewegende contacten via een trekstang of via een stang verbonden zijn met een kleine hendel. De actie vindt plaats wanneer het bedieningsmechanisme op deze hendel drukt.

Op de foto is een mechanische eindmicroschakelaar KW4-3Z-3 met een druklat te zien. Hij onderscheidt zich van de standaard door de slag van het werkelement. Hij wordt toegepast in CNC-machines, 3D-printers.

Naast de standaard eindschakelaars bestaan er ook microschakelaars. Ze werken volgens hetzelfde principe, maar de afstelling tijdens de montage vereist een grotere precisie vanwege de kleine slag. Om de werkslag te vergroten, wordt gebruikgemaakt van een truc: het opnemen van een tussenelement in het circuit, een hefboompje met een rol.

Dit type schakelaar wordt zowel in de industrie als thuis toegepast. In de liftconstructie wordt een groot aantal eindschakelaars gebruikt.

Daaronder vallen een schakelaar als sensor die de minimale en maximale hoogte van de liftgang begrenst, die signaleert bij een kabelbreuk, een signaal geeft bij het openen van de deur en nog veel andere functies vervult. Op deuren in veel woningen zitten microschakelaars die het licht in de kamer inschakelen bij het openen van de deur.

In auto's worden dergelijke mechanische eindsensoren opgenomen in alarm- en verlichtingsschema's. Hun kenmerk is de aanwezigheid van één ingang met een positieve potentiaal erop aangesloten. De behuizing is de minpool die tegen een metalen onderdeel op de autocarrosserie wordt gedrukt, vrij van verf.

Dit onderdeel is met een kabel verbonden met de massa van de auto. De belangrijkste voorwaarde is dat de schakelaar niet in contact mag komen met een nat oppervlak. De eindsensoren worden aangesloten bij de installatie van een autoalarm, volgens het schema. Hun uitgangen kunnen zowel op de deuren als in de cabine op de verlichtingsarmaturen worden geïnstalleerd.

Om te zorgen dat de inschakeling plaatsvindt bij het openen van de deur en de uitschakeling bij het sluiten, wordt er een verbinding naar de plus gemaakt. Bij aanwezigheid van plafondverlichting in de cabine en deuren wordt een blok eindschakelaars gebruikt dat verschillende functies vervult. Als gevolg van het activeren van het blok worden belangrijke sensoren geblokkeerd bij een poging de sloten te openen.

Kenmerken van contactloze limietschakelaars

Een van de varianten van eindschakelaars is de contactloze modificatie (BVK). De communicatie van de apparaten is ingesteld om te activeren wanneer een bepaald object het gevoeligheidsgebied binnendringt.

Deze eindschakelaars worden afgestemd op een specifiek materiaal en een bepaalde maat. Zodra een object met dergelijke parameters het gevoeligheidsgebied binnenkomt, verandert de amplitude van de oscillaties van de generator.

Er zijn geen bewegende delen in het apparaat zelf, noch is er mechanisch contact tussen het te beïnvloeden object en het daarop afgestelde schakelaarelement.

De BVK bestaat uit de volgende onderdelen:

• gevoelig element;
• vermogensschakelaar;
• component dat het signaal analyseert;

De afstand waarop het apparaat in werking treedt, wordt bepaald op basis van de modificatie van de sensor en de procesvereisten. De afwezigheid van zowel bewegende als wrijvende onderdelen verhoogt de bedrijfszekerheid van deze apparaten aanzienlijk.

Contactloze sensoren, of zoals ze ook worden genoemd, naderingssensoren, hebben uitgebreide functionele mogelijkheden. Er zijn twee categorieën: schakelaars en positiesensoren.

De eerste taak van een contactloze schakelaar is het detecteren van de positie van een object. Bovendien voert de sensor het tellen, positioneren, scheiden en sorteren van objecten uit. Hij kan de snelheid en beweging controleren, de draaihoek berekenen, scheefstand corrigeren en nog vele andere acties uitvoeren.

In huishoudelijke omstandigheden worden contactloze schakelaars vooralsnog voornamelijk gebruikt bij de organisatie van verlichtingsregeling. Echter, op het gebied van het inrichten van systemen voor “Slimme Huis” hebben ze een aanzienlijk groter toepassingsgebied en veel meer perspectief.

Gevoelige apparaten worden toegepast in de industrie, in de transportsector, als een automatiseringscomponent, in de aardolieverwerking. Op basis van het detectieprincipe van naderende objecten worden contactloze schakelaars onderscheiden in inductieve, capacitieve, optische en ultrasone.

Inductieve contactloze sensoren

Ze zijn afgestemd op materialen, zowel metalen als amorfe. Onder de op metaal reagerende zijn er magnetische en ferromagnetische varianten. Binnenin de sensor bevindt zich een kern – van metaal of gemagnetiseerd.

De schakelaar kan voeding krijgen met een grote spreiding van spanningswaarden – van 10 V bij gelijkstroom, en bij wisselstroom vanaf 264 V. Het uitgangssignaal wordt gegenereerd bij 0,2 A in het geval van gelijkstroom en 0,5 A bij wisselstroom.

Als we de constructie van een dergelijke sensor in meer detail beschrijven, dan bestaat deze uit een omzetter die een koperen spoel bevat, geplaatst in een ferrietbeker. De functie ervan is het heroriënteren van de vector van elektromagnetische lijnen naar het voorste deel van de schakelaar.

De oscillator in het circuit kan zowel met een vaste negatieve weerstand als van elk ander type zijn. De magnetische veldlijnen zijn loodrecht georiënteerd ten opzichte van de richting van de stroom die door de windingen van de gemagnetiseerde kern vloeit.

Het wisselende krachtveld wordt veroorzaakt door de wisselspanning op de ingangen van de kern. Het volgende belangrijke onderdeel is de signaalvormer, die hysteresis en het werkbereik van het stuursignaal creëert. Het omvat een detector die wordt aangestuurd door een trigger.

In het schema is een inductieve bewegingsschakelaar in werking afgebeeld. Het belangrijkste element is de inductiespoel die wordt aangestuurd door een generator.

Het cruciale punt van de werking van een inductieve eindschakelaar zijn de veranderingen die optreden bij het naderen of verwijderen van een object. Zodra de spanningsdrempel de toegestane waarde overschrijdt, wordt de sensor geactiveerd door het inschakelen van een trigger die de schakelaar opent.

Capacitieve contactloze eindschakelaars

Na het verschijnen van een object wordt de oscillatorcircuit van het capacitieve apparaat gestart en worden de tijdparameters ingesteld. Naarmate het voorwerp de sensor nadert, neemt de capaciteit van de sensor toe en neemt de door de multivibrator gegenereerde frequentie af.

Zodra de frequentiedrempel wordt overschreden, schakelt het apparaat uit. Volgens dit principe werken veel modellen van bewegingssensoren, die lampen in- en uitschakelen bij detectie van een object in het gevoeligheidsgebied.

Het structurele schema van een capacitieve sensor vertoont gelijkenis met een inductief apparaat: in beide modellen is een generator en een detector aanwezig.

Het werkingsprincipe van een capacitieve eindschakelaar is gebaseerd op de verandering van capaciteit van het ontvangende element - de condensator. In dergelijke sensoren begint de schakelbewerking wanneer diëlektrische en metalen voorwerpen in hun veld terechtkomen.

Naast de generator die het elektrische veld opwekt, omvat hun constructie ook basisonderdelen zoals een demodulator. Deze fungeert als omzetter van de amplitude van hoogfrequente trillingen met een gelijktijdige spanningsverandering. Het volgende belangrijke onderdeel is een trigger, die verantwoordelijk is voor een bepaald signaalniveau, schakelingen en hystereseverhouding.

Om het ingangssignaal tot de ingestelde waarde te verhogen, wordt in het circuit van de capacitieve schakelaar een versterker opgenomen. Een LED-indicator zorgt voor de controle van de instelling en werking van het apparaat.

Een element zoals compound beschermt de schakelaar tegen vocht en het binnendringen van vaste deeltjes. Een kunststof of messing behuizing beschermt alles wat zich erin bevindt tegen mechanische beschadigingen. De set bevat ook bevestigingsonderdelen.

Het schakelelement in dit apparaat bevindt zich op de condensator en is een plaatje dat met een vibrator samenwerkt. De rol van drempelelement wordt vervuld door een comparator, die met de vibrator is verbonden. Deze is op zijn beurt aangesloten op een frequentie- en spanningsomzetter.

Capacitieve eindschakelaars reageren op vaste materialen, poedervormige, vloeibare, zowel elektrisch geleidende als niet-geleidende.

Het verschil tussen capacitieve en inductieve modellen is dat de eerste reageren op luchtvochtigheid en verandering van dichtheid. De laatste zijn ongevoelig voor dergelijke invloeden.

Opbouw van ultrasone schakelaars

De constructie van ultrasone eindschakelaars voorziet in de aanwezigheid van kwarts-geluidszenders die impulsgolven met een lengte van 100-500 kHz vormen, en een ontvanger waarvan de afstemming overeenkomt met een bepaalde frequentie.

Bij verandering van de amplitude van geluidsgolven als gevolg van manoeuvres van een bewegend object, registreert de microschakelaar BVK de nieuwe waarden en stuurt op basis hiervan de uitgangssignalen.

Het werkingsprincipe van ultrasone sensoren is gebaseerd op de verandering van de tijd die een geluidsgolf nodig heeft om van de sensor naar het te controleren object te reizen. De detectieafstand van deze apparaten is vrij groot — tot 10 m. Een groot voordeel is dat ze elk object kunnen detecteren dat geluid reflecteert, ongeacht vorm en kleur.

De werking van deze ultrasone sensor is gebaseerd op een eenvoudig principe: zodra er een signaal op een van de pinnen komt, ontvangt de andere een impuls met een lengte gelijk aan de afstand tot het object.

Dergelijke sensoren worden gebruikt om objecten met een vlak oppervlak te detecteren dat loodrecht staat op de middellijn van detectie.

Onnauwkeurigheden in hun werking kunnen worden veroorzaakt door:

1. Plotseling optredende krachtige luchtstromen die de golf versterken of verzwakken.
2. Een plotselinge verandering van de temperatuur. Bij een grote hoeveelheid warmte die door het object wordt uitgestraald, verandert de snelheid van de voortplantende golven.
3. Afwijking van de verticale stand van de hoek tussen het horizontale vlak van het object en de as van de sensor. Als deze afwijking meer dan 10° bedraagt, reageert de sensor niet.
4. Hoekige contouren van het object. In dit geval is detectie ervan erg moeilijk.

Trillingen planten zich voort in vaste, gasvormige en vloeibare media, en de snelheid hangt af van de bijbehorende parameters. Ultrasone sensoren hebben geen bewegende delen, dus er is geen verband tussen het aantal cycli en de levensduur van het apparaat. Ze kenmerken zich door een verhoogde weerstand tegen allerlei externe invloeden.

Optische contactloze apparaten

Contactloze optische schakelaars van dit type controleren objecten die de straling onderbreken of reflecteren. Wanneer een object in de ruimte tussen de schakelaar en de lichtbron komt, onderbreekt de sensor de lichtstraal. Het element dat hiervoor verantwoordelijk is, kan een relais of een halfgeleider zijn. De reactieafstand bedraagt tot 150 m.

Dit is een foto van een optische eindschakelaar. Deze bepaalt de posities van de uiterste punten van de beweging van bewegende delen in 3D-printers, CNC-machines.

Naderingssensoren werken in een breed temperatuurbereik — van -60 tot +150°C. Ze zijn bestand tegen een druk van ongeveer 500 atm, kunnen worden gebruikt in agressieve omgevingen en zelfs in omstandigheden met verhoogd explosiegevaar.

Magnetische limietschakelaar varianten

Dit type schakelaars, ook wel vlotterschakelaars of reedcontacten genoemd, vervangt geleidelijk aan mechanische modellen. Hun contacten veranderen van positie wanneer ze zich op een bepaalde afstand van een magneet bevinden. Hierbij wordt een signaal naar het besturingscircuit gestuurd.

In een reedschakelaar zijn een of twee contacten aanwezig, gemaakt van een speciaal materiaal — ferromagnetisch materiaal. De magnetische eindschakelaar onderscheidt zich door kleine afmetingen. Deze wordt in een behuizing van kunststof of glas geplaatst en in de elektrische stroomkring gemonteerd in de onderbreking ervan.

De contacten in een dergelijke schakelaar kunnen open, gesloten of omschakelbaar zijn. In apparaten van het eerste type wordt het contact gesloten bij activering. Normaal gesloten contacten openen onder vergelijkbare omstandigheden, en omschakelbare contacten gedragen zich naar gelang de situatie.

De keuze van het model hangt af van de specifieke omstandigheden. Reedcontacten worden gebruikt in de constructie van schuifpoorten. Hiermee wordt de constructie tot stilstand gebracht wanneer deze de uiterste positie bereikt bij het openen of sluiten.

Enkele vlottermodellen worden gebruikt als onderdeel van de beveiligingsinstallatie bij de ingang van het huis. Wanneer de deur gesloten is, is de stroomkring gesloten door de invloed van het magnetische veld op de eindschakelaar. Een openende deur veroorzaakt de verplaatsing van de magneet en het openen van het contact, wat de alarminschakeling teweegbrengt.

Bij het plaatsen van magneten moet u rekening houden met hun polariteit. Bij verkeerde installatie zullen ze de toegewezen functies niet uitvoeren.

Het feit dat er in deze constructie geen mechanisch contact is, is een voordeel dat de levensduur verlengt. Ze onderscheiden zich door de eenvoudigste structuur, gebaseerd op de interactie van magnetisch gestuurde contacten met een gewone magneet.

Regels en specificaties van aansluiting

Hoewel eindschakelaars op zichzelf vrij eenvoudig zijn gebouwd, worden ze gebruikt in apparatuur met complexe elektrische circuits. Daarom moet de aansluiting worden uitgevoerd door specialisten en strikt volgens de schema's, op basis van de kenmerken van de techniek.

Laten we een voorbeeld bekijken van de aansluiting van een eenvoudige mechanische schakelaar in een 3D-printer. Dit is nodig om de uiterste coördinaten voor de slede in te stellen. De aan te sluiten eindschakelaar heeft 3 contacten: COM, NO, NC. In de geopende toestand van de sensor staat het eerste en laatste contact onder spanning van +5V. Het tweede contact (NO) is geaard.

Op het schema zijn de contacten COM (1) en NO (2) in gesloten toestand, en COM en NC (3) zijn geopend. Wanneer de slede van de printer de uiterste positie bereikt, worden de contacten COM en NC verbonden en vindt er een terugvering van 2 mm plaats.

De sensor wordt aangesloten met twee draden: een rode en een zwarte. Wanneer het apparaat wordt geactiveerd, moet er een typische klik hoorbaar zijn. De indicator-schakelaar wordt aangesloten volgens hetzelfde schema, maar er is ook een derde draad: een groene.

De activering wordt aangegeven door een brandende LED en een klik. De aansluitingen op de printplaat hebben markeringen: voor de rode draad V (+5 V), voor zwarte G (aarde), voor groene S (signaal).

Met dezelfde letters zijn de aansluitingen van de optische schakelaar gemarkeerd. Deze zal de beweging van de slede nauwkeuriger controleren, maar kan storingen geven bij stofvorming en zonlicht. De activering van het optische paar gaat gepaard met het inschakelen van een lichtemitterende diode en gebeurt volledig geluidloos.

Eindsensors worden veel gebruikt door meubelmakers en worden geïnstalleerd in schuifkasten. De aansluiting gebeurt volgens de instructies die bij elk model worden geleverd. Op het schema wordt de bevestigingsplaats aangegeven van de plastic constructie met de toets. Voor de middelste deur moet deze zo worden geïnstalleerd dat deze geen belemmering vormt voor de correcte beweging van de andere deur van de sectie over de geleiders.

Op de schema's wordt de aansluitvolgorde getoond van eindsensoren voor schuifdeuren in schuifkasten (variant b) en voor draaideuren (variant a)

In het geval van installatie van een eindschakelaar voor een draaideur, wordt deze bevestigd met behulp van zelftappende schroeven in de kast. In gesloten toestand drukt de deur de knop in, opent de stroomkring en werkt de verlichting niet. In open toestand laat de deur de knop los en gaat de verlichting aan.

Markering van limietschakelaars

Elk van deze schakelapparaten heeft een bijbehorende markering. Door deze te decoderen, kan men alle informatie over het specifieke model van de eindschakelaar verkrijgen. Als er een aanduiding VOE222M op staat, betekent dit dat u een eindschakelaar van de serie VOE222 heeft. Het beweeglijke element is een gemoderniseerde hefboom.

Op dit structuurschema wordt de symbolische weergave getoond van een eindschakelaar die bedoeld is voor gebruik in stuurcircuits die werken op wissel- en gelijkstroom met een maximale spanning van 660V.

Laten we voor een voorbeeld in detail de markering van de schakelaar VP15M4221-54OE2 ontcijferen. Deze is uitgerust met één bewegend actief element van de serie 15. Het heeft één sluitend contact en één openend contact, voorzien van een duwer met een rol.

Beschermingsgraad — IP54 aan de aandrijfzijde, 'U' geeft de klimaatuitvoering aan, en het cijfer 2 geeft de plaatsingscategorie. Het product voldoet aan TU U 31.2-25019584-005-2004.

Toonaangevende fabrikanten in het segment

Dergelijke sensoren worden door veel bedrijven geproduceerd. In hun gelederen zijn er erkende leiders. Daaronder is het Duitse bedrijf Sick, als belangrijkste producent van dergelijke hoogwaardige producten. Het bedrijf Autonics levert op de markt inductieve en capacitieve contactloze eindschakelaars.

Contactloze sensoren van hoge kwaliteit worden geproduceerd door het Russische bedrijf 'TEKO'. Ze onderscheiden zich door een extreem hoge dichtheid (IP 68). Deze eindsensoren werken in de gevaarlijkste omgevingen, inclusief explosieve omgevingen, en er zijn verschillende montagemethoden beschikbaar.

Populair zijn de eindschakelaars van de Oekraïense fabrikant 'Promfaktor'. Hier worden eindschakelaars en -schakelaars van de series VP, PP, VOE geproduceerd. De garantie bedraagt, mits alle gebruiksvoorschriften worden nageleefd, 3 jaar.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Video #1. Populair over de eindschakelaar:

Video #2. Installatie van een KV op een zelfgemaakte CNC-machine:

Het doel van eindschakelaars kan zeer divers zijn. Ze worden zowel toegepast in complexe industriële systemen als in het dagelijks leven om het comfort te verhogen. Het belangrijkste is dat de aansluiting op het elektrische schema alleen mag worden uitgevoerd nadat de spanning volledig is uitgeschakeld.

Schrijft u alstublieft reacties in het onderstaande blok. Wellicht deelt u informatie die nuttig is voor bezoekers van de website. Plaats berichten met aanbevelingen, publiceer foto's over het onderwerp, stel vragen.