● Wat is een drukknopschakelaar?

 

Wat is een drukknopschakelaar?

Een drukknopschakelaar is een elektrische schakelaar die een circuit verbindt, ontkoppelt of verandert wanneer de actuator wordt ingedrukt. Het wordt ook vaak een drukknopschakelaar of veerdrukschakelaar genoemd. Als een van de meest fundamentele en meest gebruikte besturingscomponenten in de mens-machine-interactie, wordt het voornamelijk gebruikt om signalen naar een besturingssysteem te starten, stoppen, resetten, joggen of verzenden.

Vergeleken metdraaischakelaars, tuimelschakelaars en tuimelschakelaars, de drukknopschakelaar kenmerkt zich dooreen enkele bedieningsactie, directe respons en een kleine paneelvoetafdruk. Om deze reden is het te vinden op vrijwel elk elektrisch apparaat dat menselijke bediening vereist – van industriële werktuigmachines tot smartphone-oortelefoons.

Hoe werkt een drukknopschakelaar?

Het werkingsprincipe van een drukknopschakelaar is gebaseerd ophet sluiten en scheiden van mechanische contacten. In de schakelaar bevindt zich een set vaste contacten en een set beweegbare contacten. Wanneer de knop wordt ingedrukt, drijft de actuator de beweegbare contacten aan via een transmissiemechanisme, zodat ze de vaste contacten raken, waardoor het circuit wordt gesloten, of ervan worden gescheiden, waardoor het circuit wordt geopend.

Een volledige bedrijfscyclus is als volgt:

1.Initiële staat:De knop wordt niet ingedrukt en de contacten blijven in hun standaardpositie. Normaal open contacten zijn open; normaal gesloten contacten zijn gesloten.

2. Drukken:De door de vinger uitgeoefende kracht overwint de veerweerstand en de knop beweegt axiaal naar beneden over een bepaalde afstand, de zogenaamde slag.
3. Contactbediening:Wanneer de knop een bepaalde positie bereikt, het werkpunt genoemd, verandert de contactstatus en verandert de circuitstatus.
4. Vrijgave:Nadat de knop is losgelaten, hangt het af van het bedieningstype van de schakelaar of deze terugkeert naar de oorspronkelijke staat.

 

Twee belangrijke parameters die het gevoel beïnvloeden

Operationele kracht:De kracht die nodig is om de knop in te drukken, ligt doorgaans tussen 1 N en 10 N. Industriële drukknoppen hebben doorgaans een hogere bedieningskracht om onbedoelde bediening te voorkomen, terwijl consumentenelektronica de neiging heeft zachter aan te voelen.

Reis:De afstand die de knop aflegt van de beginpositie naar de onderkant, meestal tussen 0,5 mm en 5 mm. De verplaatsing en de bedieningskracht bepalen samen de voelbare klik van de knop.

Neem contact op met stuiteren

Op het moment dat mechanische contacten sluiten of openen, raken ze elkaar binnen enkele milliseconden herhaaldelijk aan en scheiden ze als gevolg van een elastische botsing. Dit fenomeen heetcontact stuiteren. Wanneer een drukknop wordt gebruikt met digitale circuits zoals microcontrollers of PLC's,ontwijkenis meestal vereist, hetzij in hardware, zoals een RC-filter, hetzij in software, zoals op vertraging gebaseerde beoordeling. Anders kan een enkele pers worden herkend als meerdere persen.

De twee bedieningstypen van drukknopschakelaars

Tijdelijke drukknopschakelaar

Atijdelijke drukknopschakelaarverandert de circuitstatus alleen terwijl deze ingedrukt wordt gehouden. Wanneer hij wordt losgelaten, keert hij automatisch terug naar zijn uitgangspositie door middel van een interne veer. Het is geschikt voor het verzenden van eenmalige opdrachten, zoals starten of resetten.

Veel voorkomende toepassingen:deurbellen, resetknoppen, toetsenbordtoetsen, machinestartknoppen, jogbediening en belknoppen.

 

Vergrendelbare drukknopschakelaar

Avergrendelbare drukknopschakelaarblijft in de geactiveerde positie nadat er op wordt gedrukt door middel van een intern vergrendelingsmechanisme, en wordt pas vrijgegeven en gereset als er opnieuw op wordt gedrukt. Het is geschikt voor situaties waarin een bepaalde toestand moet worden gehandhaafd, zoals bij een aan/uit-schakelaar.

Veel voorkomende toepassingen:aan/uit-knoppen, lichtbedieningsschakelaars, aan/uit-knoppen voor apparatuur, aan/uit-schakelaars voor audioapparatuur en schakelaars voor bureaulampen.

 

Vergelijking

Bij industriële besturing zijn startknoppen bijna altijd kortstondig, waarbij de zelfbediening wordt bereikt via het hulpcontact van een schakelaar. Dit is de klassiekerstart-hold-stop-circuit. Het voordeel is dat de apparatuur niet automatisch opnieuw opstart als er na een stroomstoring weer stroom is, wat het veiliger maakt.

 

Structuur van een drukknopschakelaar

Hoewel drukknopschakelaars qua uiterlijk sterk variëren, is hun basisstructuur grotendeels hetzelfde. Het begrijpen van de interne structuur helpt bij het interpreteren van specificaties en het selecteren van het juiste product.

1. Knop / Actuator / Operator

Het gedeelte waarop de gebruiker rechtstreeks drukt. Het kan gemaakt zijn van plastic, metaal, rubber of siliconen. Door zijn vorm kan het een platte kop, een hoge kop, een holle kop of een paddestoelkop zijn; door functie kan het verlicht zijn, gemarkeerd met een symbool zoals een krachtsymbool of pijl, of voorzien van een transparante afdekking.

2. Behuizing en montagedraad

De behuizing beschermt de interne componenten en wordt met schroefdraad, kliksluiting of flens aan het paneel of apparaat bevestigd. Voor op het paneel gemonteerde drukknoppen,de buitendiameter van de schroefdraad is wat gewoonlijk de maat van het montagegat wordt genoemd.

Veel voorkomende behuizingsmaterialen:ABS/PC-technische kunststof, roestvrij staal 304/316, aluminiumlegering, messing en zinklegering.

3. Contacttype

De contacten zijn de geleidende delen die het circuit daadwerkelijk maken of breken. Hun materiaal bepaalt rechtstreeks de geleidbaarheid, oxidatieweerstand, boogweerstand en levensduur van de schakelaar.

4. Veer- en transmissiemechanisme

De veer zorgt voor de retourkracht en voelbare feedback. Vergrendelende drukknoppen omvatten ook een vergrendelingsmechanisme, gewoonlijk een hartvormige nokkengroef of ratelstructuur, om de knop in de geactiveerde positie te houden.

5. Terminals

Veel voorkomende typen zijn onder meer soldeeraansluitingen, schroefaansluitingen, pinaansluitingen, snelaansluitklemmen, PCB-pinnen en voorbedrade kabels.

6. LED-indicator Optioneel

Verlichte drukknoppen hebben een ingebouwde LED om stroom, werking, alarm en andere statussen aan te geven. LED-stijlen omvatten ringverlichting, puntverlichting, symboolverlichting en volledige gezichtsverlichting, in kleuren zoals rood, groen, blauw, geel, wit en RGB.

De LED heeft zijn eigen bedrijfsspanning, gewoonlijk 3 V, 5 V, 6 V, 12 V, 24 V, 110 V en 220 V. Dit is een aparte parameter van de nominale spanning van de schakelcontacten. Verwar deze twee niet bij het selecteren.

7. Rubberen ring

Waterdichte drukknoppen zijn voorzien van siliconen pakkingen of O-ringen tussen de knop en de behuizing, en tussen de behuizing en het paneel, om water en stof buiten te houden.

Veel voorkomende soorten drukknopschakelaars

Via contactformulier

Normaal open GEEN drukknopschakelaar:Het circuit is open als er niet op wordt gedrukt en sluit als het wordt ingedrukt. Gebruikt voor startknoppen, deurbellen, signaalinvoer en tijdelijke triggercircuits.

Normaal gesloten NC-drukknopschakelaar:Het circuit is gesloten als er niet op wordt gedrukt en gaat open als er op wordt gedrukt. Gebruikt voor stopknoppen, veiligheidscircuits en vergrendelingen. Veiligheidsgerelateerde stopfuncties moeten normaal gesproken gebruik maken van NC-contacten, zodat zelfs een gebroken draad ervoor zorgt dat de apparatuur stopt. Dit is een fail-safe ontwerp.

Omschakelingstype NO+NC / 1NO1NC:Heeft zowel NO- als NC-contacten, die gelijktijdig omklappen wanneer ze worden ingedrukt, waardoor het ene circuit kan worden gesloten terwijl het andere wordt geopend.

 

Op materiaal

Metalen drukknopschakelaar:Behuizing meestal gemaakt van roestvrij staal, aluminiumlegering of messing. Het is slagvast, slijtvast, corrosiebestendig en heeft een premium uiterlijk. Gebruikt in industriële bedieningspanelen, verkoopautomaten, liften, openbare voorzieningen, toegangscontrole en intercomsystemen.

Kunststof drukknopschakelaar:Lichtgewicht, goede isolatie, lage kosten en breed kleurengamma. Gebruikt in huishoudelijke apparaten, kleine elektronische apparaten, instrumenten en laagspanningsregelcircuits.

Op functie en doel

Verlichte drukknopschakelaar:Ingebouwde LED zorgt voor visuele feedback. Gebruikt voor stroomindicatie van apparatuur, industriële bedieningspanelen, instrumentenpanelen en automatiseringsapparatuur.

Waterdichte drukknopschakelaar:Afgedichte constructie, doorgaans geclassificeerd als IP65, IP67 of IP68. Gebruikt in buitenapparatuur, maritieme toepassingen, badkamerapparatuur, autowasstraten, industriële locaties en verkoopautomaten.

Noodstopknop:Rode paddenstoelkop op gele basis; vergrendelt wanneer ingedrukt en moet worden gedraaid of getrokken om te resetten; moeten NC-contacten gebruiken en beschikken over directe openingsactie. Het is een verplicht onderdeel in de machineveiligheid en wordt gebruikt op werktuigmachines, productielijnen, liften en automatiseringsapparatuur.

Anti-vandaal drukknopschakelaar:RVS behuizing met platte of iets hoge kop; slagvastheidsgraad tot IK10 om opzettelijke schade te weerstaan. Gebruikt in openbare apparatuur, toegangscontrole, geldautomaten, EV-laadstations en openbaar vervoer.

Tweelingdrukknop:Twee knoppen geïntegreerd in één behuizing, meestal groen voor start en rood voor stop, waardoor paneelruimte wordt bespaard. Meestal gebruikt in motorbedieningskasten.

Tactschakelaar:Kleine SMD- of through-hole PCB-knop die wordt gebruikt voor signaalinvoer in afstandsbedieningen, toetsenborden en besturingskaarten van apparaten.

Membraan drukknopschakelaar:Gemaakt van meerdere gelamineerde filmlagen; ultradun, waterdicht en het hele oppervlak kan worden bedrukt met afbeeldingen. Vaak gebruikt op magnetronpanelen en bedieningspanelen voor medische apparatuur.

 

Belangrijkste technische specificaties van drukknopschakelaars

Voordat u een schakelaar selecteert, is het raadzaam de volgende parameters op het gegevensblad te begrijpen.

Typisch gebruik van gangbare maten montagegaten

12 mm / 16 mm:Kleine apparatuur, elektronische producten, automodificaties en huishoudelijke apparaten.

19 mm:De meest voorkomende maat voor metalen anti-vandalismeknoppen; gebruikt in toegangscontrole, verkoopautomaten en pc-behuizingen.

22 mm:De industriële standaardmaat; de overgrote meerderheid van industriële drukknoppen,waakvlammenen noodstopknoppen gebruiken 22 mm. Sommige oudere normen gebruiken 22,5 mm.

25 mm / 30 mm:Grote machines, schakelkasten in de zware industrie of toepassingen die een groot persoppervlak vereisen.

 

Betekenis van de kleuren van de drukknoppen

Bij industriële besturing worden knopkleuren niet willekeurig gekozen, maar volgen ze duidelijke normen zoals IEC 60073 / GB/T 4025. Het volgen van de kleurcode vermindert bedieningsfouten en verbetert de veiligheid.

Toepassingsgebieden van drukknopschakelaars

Industriële controle

Drukknopschakelaars zijn de meest elementaire bedieningselementen in de industriële automatisering. Typische toepassingen zijn onder meer start/stop-besturing, noodstopsystemen, machinebedieningspanelen, transportsystemen, motorbesturingscircuits, PLC-ingangssignalen en bedieningsstations voor werktuigmachines.

Huishoudelijke apparaten

Ze worden gebruikt voor start/stop, modusomschakeling en functieselectie op wasmachines, koffiezetapparaten, magnetrons, airconditioners, elektrische ventilatoren, stofzuigers, waterdispensers, afzuigkappen en andere apparaten.

Automobiel en transport

Toepassingen zijn onder meer het starten van de motor, claxonschakelaars, dashboardbedieningen, deur- en raambedieningen, verlichtingsbedieningen, scheepsbedieningspanelen, knoppen voor het aanvragen van bushaltes en noodoproepknoppen voor de metro.

Consumentenelektronica

Drukknoppen zijn te vinden in afstandsbedieningen, audioapparatuur, computerrandapparatuur, stroomadapters, communicatieapparatuur, testinstrumenten, pc-aan/uit-knoppen en gamecontrollers.

Beveiligings- en toegangscontrolesystemen

Veel voorkomende toepassingen zijn onder meer uitgangsknoppen, alarmsystemen, deuropeners, noodoproepen, intercomsystemen en handmatige brandalarmcentrales.

Medische en laboratoriumapparatuur

Deze omvatten testapparatuur, diagnostische apparatuur, consoles, laboratoriuminstrumenten, nachtkastjes en apparatuur voor patiëntenzorg. Deze toepassingen vereisen meestal duidelijke voelbare feedback en eenvoudige desinfectie en reiniging, zoals membraan- of verzegelde knoppen.

Openbare voorzieningen en commerciële apparatuur

Voorbeelden hiervan zijn verkoopautomaten, EV-laadstations, geldautomaten, zelfbedieningskiosken, liftbelknoppen en voetgangersoversteekplaatsknoppen. In deze omgevingen worden veel metalen anti-vandaaldrukknoppen gebruikt.

Hoe kiest u de juiste drukknopschakelaar?

Het wordt aanbevolen om de volgende items in volgorde te bevestigen:

1. Definieer de bedrijfsmodus

Druk één keer om → te activerenTijdelijk
Indrukken om vast te houden, nogmaals indrukken om te annuleren →Vergrendelend
Veilige uitschakeling vereist →Noodstopknop, draaibaar om los te laten

2. Bepaal het contactformulier en het nummer

Er hoeft slechts één circuit te worden gesloten → 1NO
Er hoeft slechts één circuit te worden geopend → 1NC
Moet twee circuits tegelijkertijd schakelen of een PLC-signaal verzenden terwijl een indicator wordt gevoed → 1NO1NC of meerdere contactsets
Noodzaak om twee onafhankelijke circuits te schakelen → DPST / DPDT

3. Controleer de elektrische specificaties

De nominale spanning en stroom van de contacten moeten gelijk zijnhogerdan de werkelijke belasting, met een marge. Bij het aansturen van inductieve belastingen zoals motoren, magneetkleppen of contactorspoelen zijn boog- en stootstromen aanwezig, dus een marge van minimaal 2× wordt aanbevolen – of gebruik de knop om een ​​relais te besturen, dat op zijn beurt de belasting regelt.

Controleer ook of de LED-spanning overeenkomt met de voedingsspanning; Als u de verkeerde spanning aansluit, zal de LED doorbranden.

4. Selecteer de grootte van het montagegat en de montagemethode

Kies op basis van paneeldikte, uitsparingsgrootte en beschikbare ruimte: paneelmontage, printplaatmontage, snap-in montage of opbouwmontage. Voor industriële apparatuur geeft u de voorkeur aan de standaard gatgrootte van 22 mm, zodat u deze later gemakkelijk kunt vervangen.

5. Evalueer de besturingsomgeving

Buiten, vochtig, stoffig → IP65 of hoger
Blootgesteld aan waternevel of wash-down → IP67 / IP68
Openbare plaatsen, gevoelig voor vandalisme → Metalen behuizing + IK10
Extreme temperaturen, corrosieve gassen → Controleer het bedrijfstemperatuurbereik; gebruik roestvrij staal 316 of speciale coatings
Brandbare of explosieve atmosferen → Explosieveilige drukknoppen zijn verplicht

6. Houd rekening met de levensduur en de bedrijfsfrequentie

Voor frequent gebruikte toepassingen, zoals tienduizenden cycli per dag op een productielijn, kiest u producten met een mechanische levensduur van meer dan 1.000.000 cycli en let u op de elektrische levensduur.

7. Materiaal, uiterlijk en gevoel

Metalen knoppen zijn duurzamer en premium; plastic knoppen kosten minder en bieden meer kleuren. Houd ook rekening met de vorm van de knopkop en de bedieningskracht.

8. Of verlichting nodig is

Kies een verlichte knop waar statusindicatie vereist is, en bevestig dat de verlichtingsstijl en -kleur overeenkomen met de kleurcode.

9. Certificeringen en normen

Controleer voor export of industrieel gebruik of CE-, UL-, CCC-, RoHS- of andere certificeringen vereist zijn. Industriële drukknoppen moeten voldoen aan IEC 60947-5-1, en noodstopknoppen aan IEC 60947-5-5 en ISO 13850.

Opmerkingen over bedrading en installatie

Onderscheid contactterminals van LED-terminals:Verlichte knoppen hebben meestal 4 à 5 aansluitingen; contactklemmen en LED-klemmen, die eventueel polariteit hebben, mogen niet worden verwisseld.
Onderscheid NO van NC:Controleer dit met een multimeter voordat u de bedrading aansluit; oordeel niet alleen op basis van de eindpositie.
Let op de paneeldikte:De draadlengte is beperkt; een te dik paneel kan niet worden vastgedraaid, terwijl voor een heel dun paneel mogelijk een afstandshouder nodig is.
Niet te strak aandraaien:Het te strak aandraaien van plastic schroefdraden en afdichtingen kan de waterdichte structuur beschadigen.
Gebruik NC-contacten in veiligheidscircuits:Stop- en noodstopfuncties moeten NC-contacten gebruiken om een ​​storingsvrije werking te garanderen.
Gebruik een relais voor hoge stroombelastingen:Het rechtstreeks bedienen van apparatuur met een hoog vermogen met een drukknop verkort de levensduur ervan aanzienlijk en kan zelfs de contacten doorbranden.
Draadselectie:Kies draaddikte volgens stroom; krimp of soldeer stevig op de aansluitingen om losse verbindingen en verhitting te voorkomen.

Veelvoorkomende fouten en probleemoplossing

Voordelen van drukknopschakelaars

Eenvoudige en intuïtieve bediening:Druk gewoon op: geen leercurve, geschikt voor alle gebruikers.
Compacte structuur:Klein paneeloppervlak, waardoor lay-outs met hoge dichtheid mogelijk zijn.
Hoge betrouwbaarheid:Volwassen mechanisch ontwerp met een levensduur van maximaal miljoenen cycli.
Flexibele keuze:Ruime keuze in maat, kleur, materiaal, contactformulier, verlichting en beschermingsgraad.
Eenvoudige installatie:Standaard gatgroottes maken snelle vervanging mogelijk.
Brede toepasbaarheid:Dekt alles, van signalen op milliampèreniveau tot belastingen van meer dan tien ampère, van consumentengebruik tot industrieel gebruik.
Uitgebreide veiligheidsfuncties:Noodstop-, sleutelbediende en afgedekte ontwerpen voldoen aan een verscheidenheid aan veiligheidseisen.

Veelgestelde vragen

Samenvatting

Een drukknopschakelaar is een elektrisch basisonderdeel dat een circuit verbindt, ontkoppelt of verandert wanneer erop wordt gedrukt. Het bestaat uit een knop, behuizing, contacten, veermechanisme en aansluitingen, en sommige modellen bevatten ook een LED-indicator en afdichtingsstructuur.

Per bedrijfsmodus kan het worden onderverdeeld in kortstondige en vergrendelende typen; per contactformulier, in normaal open, normaal gesloten en omschakelingstypes; per materiaal, in metaal en plastic; en op functie in vele varianten zoals verlicht, waterdicht, noodstop, vandalismebestendig en sleutelbediend.

Bevestig bij het selecteren achtereenvolgens de bedrijfsmodus, het contactformulier, de elektrische specificaties, de grootte van het montagegat, de milieubescherming, de levensduur, het materiaal en het gevoel, de verlichting en de certificeringsvereisten. Let tijdens de installatie op terminalidentificatie, belastingafstemming en het NC-principe voor veiligheidscircuits.

Of het nu gaat om industriële apparatuur, huishoudelijke apparaten, autosystemen, consumentenelektronica of openbare voorzieningen, het kiezen van een drukknopschakelaar met de juiste specificaties is de eerste stap op weg naar een veilige en betrouwbare bediening van apparatuur.