Same Sky przedstawia - podstawy przełączników DIP

Przełączniki DIP - lub inaczej przełączniki z obudową podłużną dwurzędową - są używane od lat 70. XX wieku. Są powszechnie stosowane, aby umożliwić producentom OEM i klientom końcowym zmianę funkcjonalności urządzeń elektronicznych po ich wyprodukowaniu. Przełączniki DIP są często używane do ustawiania kodów regionalnych sprzętu, który musi działać w różny sposób w różnych lokalizacjach, do zmiany kanału radiowego używanego przez napędy bram garażowych lub do informowania płyty głównej komputera, jaki rodzaj pamięci jest do niej podłączony.

Podstawy przełączników DIP

Przełącznik DIP składa się z zestawu przełączników w jednym urządzeniu, zwykle montowanym na płytce drukowanej lub płytce prototypowej. Bardzo podstawowe działanie przełącznika, w którym położenie przełącznika należy ustawić ręcznie, sprawia, że jego stan jest łatwy do określenia podczas uruchamiania systemu, w przeciwieństwie do np. klawiatury membranowej, która musi być odpytywana przez mikrokontroler. Ta prostota sprawia, że przełącznik DIP idealnie nadaje się do dostarczania danych wejściowych do podstawowego oprogramowania układowego systemu, ponieważ określenie, czy przełącznik jest zamknięty, nie wymaga dużej mocy obliczeniowej.

O powszechnym wykorzystaniu przełączników DIP w wielu zastosowaniach elektronicznych zadecydowała ich prostota, elastyczność i niski koszt. Występują one w różnych rozmiarach, konfiguracjach, typach i mocach znamionowych.

Klienci mogą wybrać taki przełącznik DIP, który będzie dysponować liczbą pozycji odpowiadającą potrzebom konfiguracyjnym konkretnego zastosowania. Niektóre przełączniki DIP można uruchamiać ręcznie, podczas gdy zmiana pozycji w innych wymaga specjalnego narzędzia lub wkrętaka.

Ilustracja 1: przykład popularnego przełącznika DIP. (Źródło ilustracji: Same Sky)

Jak w przypadku każdego przełącznika, projektanci muszą określić, ile „biegunów” i „pozycji” musi mieć. Przełącznik jednobiegunowy ze stykiem zwierno-rozwiernym (SPST) może być zamknięty, umożliwiając przepływ prądu przez niego, lub otwarty, blokując ten przepływ (patrz ilustracja 2).

Ilustracja 2: schemat zasadniczy przełącznika dwubiegunowego ze stykami przełączanymi (SPST). (Źródło ilustracji: Same Sky)

Przełącznik jednobiegunowy ze stykiem przełączanym (SPDT) służy do wyboru między dwiema różnymi drogami przepływu prądu, jak pokazano na ilustracji 3. Pojedynczy „biegun” po lewej stronie na schemacie ma dwie opcje zakończeń po prawej stronie, na które prąd może być „przerzucany” lub przekierowywany.

Ilustracja 3: schemat zasadniczy przełącznika dwubiegunowego ze stykami przełączanymi (SPDT). (Źródło ilustracji: Same Sky)

Przełączniki dwubiegunowe ze stykami przełączanymi (DPDT) sterują dwoma obwodami za pomocą dwóch sprzężonych mechanicznie przełączników. Kiedy zmienia się położenie jednego bieguna, położenie drugiego zmienia się w taki sam sposób, co pokazano na ilustracji 4. Każdy biegun zmienia kierunek przepływu prądu do innej ścieżki w obwodzie. To podejście można rozszerzyć, aby sparować kilka przełączników i umożliwić zastosowanie wielu biegunów i wielu pozycji.

Ilustracja 4: schemat zasadniczy przełącznika dwubiegunowego ze stykami przełączanymi (DPDT). (Źródło ilustracji: Same Sky)

Liczba przełączników w obudowie zależy od zastosowania i zwykle wynosi od 1 do 16. Zwykła obudowa przełącznika DIP ma osiem pozycji. Można go ustawić na 256 różnych sposobów, co odpowiada 256 wartościom binarnym wyrażonym w bajcie ośmiobitowym. Więcej informacji o funkcjach przełączników i popularnych typach przełączników można znaleźć w artykule firmy Same Sky na stronie Podstawy przełączników.

Popularne typy przełączników DIP

Istnieją różne typy przełączników DIP, z których każdy nazwany jest zgodnie ze sposobem ich obsługi. Rozróżniamy zatem aktuatory suwakowe, aktuatory klawiszowe, aktuatory obrotowe i tak dalej.

Suwakowe przełączniki DIP zazwyczaj mają dwie pozycje - zamkniętą lub otwartą, włączoną lub wyłączoną, 1 lub 0 - i działają jako przełącznik jednobiegunowy ze stykiem zwierno-rozwiernym (SPST). Dostępne są również suwakowe przełączniki DIP z trzema pozycjami, w których środek jest zwykle neutralny. Styki na każdym końcu tego typu przełącznika oznaczają, że można go skonfigurować tak, aby był wyłączony w pozycji środkowej, przy czym aktuator będzie poruszać się na boki.

Przełączniki DIP można skonfigurować tak, aby ich styki były zwierne, zamykając obwód po uruchomieniu lub rozwierne, przerywając obwód po uruchomieniu.

Ilustracja 5: 8-pozycyjny suwakowy przełącznik DIP. (Źródło ilustracji: Same Sky)

Przełączniki DIP są często stosowane na płytkach montowanych w szczelnych obudowach, dlatego ich kształt i rozmiar oraz sposób poruszania się aktuatorów ma kluczowe znaczenie dla łatwej obsługi. Na przykład klawiszowe przełączniki DIP oferują taką samą funkcjonalność jak przełączniki typu suwakowego, ale należy je montować poziomo, aby można je było aktywować ruchem w górę i w dół. Inaczej ma się sytuacja w przypadku standardowych przełączników DIP montowanych poziomo, co umożliwia ich aktywację ruchem do przodu i do tyłu.

Ilustracja 6: 8-pozycyjny klawiszowy przełącznik DIP z aktuatorami działającymi w płaszczyźnie góra-dół. (Źródło ilustracji: Same Sky)

Obrotowe przełączniki DIP mają aktuator, który można obracać między kilkoma pozycjami, często za pomocą radełkowanego pokrętła z otworem na wkrętak w górnej części. Obracanie aktuatorem, powoduje zmianę pomiędzy różnymi pozycjami wyjścia przełącznika.

Ilustracja 7: obrotowe przełączniki DIP z płaskimi lub podniesionymi aktuatorami. (Źródło ilustracji: Same Sky)

Zaletą tych przełączników DIP jest to, że mogą być używane do kodowania wielu informacji, dzięki czemu producenci płytek mogą z nich korzystać, aby oferować wiele opcji. Na przykład obrotowy przełącznik DIP z czterema wtykami wyjściowymi może generować do 16 różnych konfiguracji wyjściowych w kodzie binarnym - co jest przydatne do ustawiania wartości szesnastkowych. Ilustracja 8 przedstawia tabelę kodów szesnastkowych dla 16-pozycyjnego obrotowego przełącznika DIP z cyframi od 0 do 9 i literami od A do F.

Ilustracja 8: tabela kodu szesnastkowego dla 16-pozycyjnego obrotowego przełącznika DIP. (Źródło ilustracji: Same Sky)

Inne rodzaje przełączników obrotowych DIP można skonfigurować tak, aby działały jako przełączniki jednobiegunowe ze stykiem zwierno-rozwiernym (SPDT) z dwiema, trzema lub czterema pozycjami dla jednego bieguna. Można je wykorzystać na przykład do kierowania pojedynczego sygnału do maksymalnie czterech różnych miejsc docelowych, w zależności od ustawienia przełącznika DIP.

Kluczowe specyfikacje przełączników DIP

Przełączniki DIP są proste, ale nie oznacza to, że przełączniki o różnych specyfikacjach można stosować zamiennie. Aby wybrać najlepszy przełącznik DIP do konkretnego zastosowania, należy sprawdzić arkusz danych producenta konkurencyjnej części i porównać czynniki, takie jak liczba pozycji i typ aktuatora przełącznika, a także te przedstawione w tabeli 1.

Tabela 1: parametry, które należy wziąć pod uwagę przy doborze przełącznika DIP.

Specyfikacje te mogą wydawać się proste, tym niemniej są istotne. Używanie przełącznika DIP w sposób, który nie jest zgodny z jego specyfikacją, może prowadzić do problemów, takich jak powstawanie łuków między stykami (źle), a nawet zespawanie styków (jeszcze gorzej). Oba zjawiska mogą stanowić zagrożenie dla bezpieczeństwa, a także mogą uniemożliwić działanie systemu.

Podsumowanie

Przełączniki DIP są stosowane do konfigurowania urządzeń od dziesięcioleci, a teraz używa się ich nawet do wstępnej konfiguracji urządzeń Internetu rzeczy (IoT) przed ich wdrożeniem w domu lub fabryce w celu ograniczenia przestojów. Przykładami innych popularnych dotychczasowych zastosowań są: programowanie napędów bram garażowych i pilotów zdalnego sterowania, konfigurowanie płyt głównych komputerów PC oraz przeprowadzanie testów na urządzeniach przemysłowych bez ich włączania.

Istnieje wiele innych form przełączników DIP. Ich wspólną cechą jest połączenie prostoty, elastyczności i niskich kosztów, co oznacza, że będą nadal znajdować nowe zastosowania. Firma Same Sky oferuje szereg przełączników DIP w wersjach suwakowych, klawiszowych i obrotowych, spełniających różnorodne potrzeby projektowe.