Interruttore a scorrimento: tipi, specifiche e applicazioni

Esistono svariate tecniche per regolare il flusso di corrente elettrica all'interno di un circuito; gli interruttori a scorrimento sono tra le soluzioni più diffuse. Questi dispositivi sono un mezzo compatto e affidabile di controllo del circuito, dato che consentono il collegamento o lo scollegamento attraverso una semplice azione di scorrimento lineare. Questa breve panoramica tecnica esaminerà i principi operativi degli interruttori a scorrimento, la loro configurazione principale e delineerà le considerazioni chiave dal punto di vista elettrico e meccanico per una scelta ottimale.

Principi base degli interruttori a scorrimento

Un interruttore a scorrimento è un componente elettromeccanico progettato per il controllo di un circuito elettrico attraverso un meccanismo di scorrimento lineare. Funziona spostando l'elemento conduttivo per stabilire o interrompere un circuito, passando dallo stato aperto (non conduttivo) a quello chiuso (conduttivo). Come interruttore a contatto permanente, mantiene l'ultima posizione fino a quando non viene applicata una forza di azionamento deliberata per portarlo in uno stato alternativo e ciò lo rende una soluzione affidabile e stabile per varie applicazioni a basso consumo e con vincoli di spazio.

Figura 1: Interruttore a scorrimento di base. (Immagine per gentile concessione di Same Sky)

Gli interruttori a scorrimento sono comunemente caratterizzati da una configurazione unipolare a due vie (SPDT), che consente di reindirizzare la corrente elettrica tra due circuiti distinti, spesso definita funzionamento ON-ON. Questa progettazione consente la commutazione tra fonte di alimentazione o percorsi circuitali spostando l'attuatore.

Figura 2: Esempio di interruttore SPDT ON-ON. (Immagine per gentile concessione di Same Sky)

Un'altra configurazione molto utilizzata è l'interruttore a scorrimento unipolare a una via, con il quale si controlla direttamente l'accensione e lo spegnimento completando o interrompendo il circuito. Nelle applicazioni che richiedono una funzionalità di commutazione più complessa, è possibile utilizzare una configurazione bipolare a due vie (DPDT), che facilita il funzionamento ON-OFF-ON controllando contemporaneamente due circuiti indipendenti.

Per un caso d'uso specializzato, gli interruttori a scorrimento possono incorporare più vie per risultare in un funzionamento multi-ON-ON. Tuttavia, ciò può introdurre sfide pratiche, come una maggiore difficoltà nel posizionare con precisione l'attuatore nell'impostazione desiderata. Same Sky offre interruttori a scorrimento con una vasta gamma di tipi di circuito, tra cui SPDT, SP3T, SP4T, DPDT, DP3T e DP4T. Per un approfondimento sulla funzionalità degli interruttori, si rimanda al blog di Same Sky.

Specifiche importanti degli interruttori a scorrimento

Le specifiche elettriche fornite nella scheda tecnica di un interruttore a scorrimento definiscono parametri prestazionali critici, tra cui valori nominali di tensione e corrente, che indicano il massimo carico elettrico gestibile in modo affidabile. Sono anche elencate le proprietà chiave, come la tensione di tenuta (la tensione massima che può sopportare l'interruttore senza danneggiarsi) e la resistenza di isolamento (la resistenza elettrica tra componenti conduttivi isolati) per garantire un corretto isolamento del circuito.

Oltre alle caratteristiche elettriche, sono delineate anche le specifiche meccaniche, come la distanza della corsa di azionamento (lo spostamento necessario per commutare l'interruttore) e la forza operativa (la forza necessaria per l'azionamento). Capire questi valori è essenziale per scegliere un interruttore in linea con i requisiti elettrici e meccanici del progetto.

Gli interruttori a scorrimento sono tipicamente disponibili per il montaggio superficiale, a foro passante o per il montaggio a pannello. Lo stile di montaggio appropriato dipende dai processi di fabbricazione, dallo spazio disponibile e dalle sollecitazioni meccaniche all'interno dell'applicazione, in particolare per quanto riguarda il ritegno dell'interruttore sulla PCB o sul telaio. Di seguito sono riportate ulteriori specifiche da considerare:

• Stile di terminazione: fornisce flessibilità per le diverse opzioni di montaggio e può includere ala di gabbiano, pin CS, conduttori, morsetto a vite e altro.
• Tensione nominale: definisce la tensione massima consentita attraverso l'interruttore senza rischio di avaria. Per un interruttore a scorrimento questo intervallo potrebbe essere compreso tra 5 V e un massimo di 125 V.
• Corrente nominale: specifica la corrente massima che l'interruttore può gestire senza deteriorarsi. Per un interruttore a scorrimento questo intervallo potrebbe essere compreso tra 1 mA e un massimo di 25 A.
• Altezza dell'attuatore: gli attuatori rialzati offrono un accesso più agevole, mentre gli attuatori piatti permettono l'integrazione a raso, a profilo ribassato negli involucri delle apparecchiature.
• Passo: la distanza da centro a centro tra i terminali dell'interruttore, fondamentale per il layout e la compatibilità della PCB. I passi più comuni sono generalmente compresi tra 2 mm e un massimo di 6,9 mm.
• Grado di protezione IP: indica il livello di protezione contro l'ingresso di polvere e umidità, importante per ambienti difficili o applicazioni all'aperto.

Figura 3: Interruttore a scorrimento con attuatore rialzato rispetto a quello piatto. (Immagine per gentile concessione di Same Sky)

Gli interruttori a scorrimento sono anche classificati in base alle loro dimensioni fisiche; le classificazioni più comuni sono subminiatura, miniatura e standard. La scelta delle dimensioni è fondamentale per le applicazioni in cui è necessario considerare attentamente i vincoli di spazio, la capacità di corrente e l'integrazione meccanica.

Poiché gli interruttori a scorrimento sono interruttori a contatto permanenti, il circuito rimane nell'ultimo stato commutato finché l'utente non lo aziona di nuovo manualmente. Ciò si differenzia dagli interruttori a pulsante, che possono funzionare in configurazione momentanea o permanente a seconda delle esigenze dell'applicazione.

Considerazioni finali e applicazioni

Gli interruttori a scorrimento trovano applicazioni in ambito domestico, negli uffici e in ambienti industriali, inserendosi in una vasta gamma di sistemi elettronici ed elettromeccanici. Gli usi più comuni includono periferiche per computer, elettrodomestici, prodotti elettronici consumer, prodotti di domotica, apparecchiature per test e misurazione, hardware di comunicazione e vari sistemi di controllo industriali.

Nell'integrazione di un interruttore a scorrimento in un sistema, il progettista deve valutare i fattori specifici dell'applicazione finale per garantire prestazioni ottimali e longevità. Le considerazioni cruciali includono:

• Con quale frequenza verrà azionato l'interruttore?
• Il numero previsto di cicli di commutazione influisce direttamente sulla durata prevista e può richiedere un interruttore con lunga durata e bassa usura dei contatti.
• L'interruttore sarà esposto a sollecitazioni meccaniche o a temperature estreme?
• Condizioni meccaniche difficili, vibrazioni o fluttuazioni di temperatura possono influire sull'integrità strutturale e sull'affidabilità elettrica dell'interruttore.
• Esiste il rischio di infiltrazione di liquidi o di polvere?
• Se l'esposizione all'ambiente è un problema, la scelta di un interruttore con un opportuno grado di protezione IP garantirà la protezione contro l'umidità e il particolato.
• Quali sono i requisiti elettrici?
• L'interruttore deve essere dimensionato in modo da gestire la tensione di funzionamento e la corrente del circuito ed evitare il deterioramento dei contatti, l'eccessiva generazione di calore o l'avaria elettrica.

Conclusione

Gli interruttori a scorrimento sono interruttori meccanici ampiamente utilizzati e fondamentali e offrono una funzionalità semplice e affidabile, principalmente in applicazioni che richiedono una transizione chiara e stabile tra due stati. Il loro intuitivo meccanismo di scorrimento offre un vantaggio chiave: gli utenti possono confermare al volo lo stato operativo dell'interruttore, garantendo un controllo preciso e permanente sulla connettività del circuito.

Conoscendone le configurazioni comuni, le specifiche elettriche e meccaniche essenziali e i fattori critici di progettazione, gli ingegneri possono scegliere con sicurezza l'interruttore a scorrimento più idoneo alla loro applicazione. Sia che si dia priorità alla compatibilità del fattore di forma, alla durata o a specifiche caratteristiche elettriche, la scelta dell'interruttore giusto assicura prestazioni ottimali del sistema.

Same Sky offre una vasta gamma di interruttori a scorrimento in design compatibili, con molteplici opzioni di montaggio e varie specifiche elettriche e meccaniche per soddisfare le richieste di diverse applicazioni.