¿Cómo se controla un actuador lineal con un interruptor de actuador?

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¿Qué tipo de interruptor de actuador necesito?

Hay muchos tipos de interruptores eléctricos por ahí, entonces, ¿cómo saber cuál es mejor para controlar unactuador lineal. Como lo más probable es que desee extender y retraer su actuador lineal, querrá usar un interruptor de encendido, apagado y encendido bipolar y doble tiro (DPDT). El número de polos y tiros que tiene un interruptor de actuador lineal definirá cómo opera y se refiere al número de circuitos y al número de posiciones de encendido, respectivamente. Un interruptor de actuador bipolar le permitirá cambiar la dirección del voltaje de entrada al actuador, que se necesita para cambiar de dirección, mientras que un interruptor de doble tiro le da dos posiciones ON, una para extensión y otra para retracción. También puede encontrar interruptores DPDT que están ENCENDIDOS-ENCENDIDOS, lo que significa que no hay posición de apagado, pero estos interruptores de actuador pueden no tener sentido para controlar un actuador en su aplicación.

Diagrama de circuito de un interruptor DPDT

Aún así, hay muchos interruptores DPDT ON-OFF-ON en varios estilos y con diferentes características. Su elección entre estos diferentes interruptores del actuador dependerá principalmente de su aplicación o preferencia personal, pero hay una característica que afectará la forma en que operará el interruptor del actuador, que es si el interruptor del actuador es momentáneo o no momentáneo. Los interruptores momentáneos siempre se colocarán por defecto en la posición central si no se presionan, mientras que los interruptores no momentáneos o sostenidos se bloquearán en la última posición en la que se presionaron. Ambos tipos de interruptores de actuador se pueden usar para controlar un actuador lineal y el que elija dependerá de su aplicación y preferencia, pero es importante considerarlo, ya que puede tener más sentido usar un estilo sobre el otro para tu situación.

Interruptor basculanteInterruptor de palancaInterruptor basculante LED impermeable

Una vez que sepa cómo desea que funcione su interruptor de actuador de 12v, puede comenzar a ver los diferentes estilos y características de los distintos interruptores; incluso interruptores basculantes, interruptores de palancay Interruptores con retroiluminación LED. Pero antes de comprar, querrá consultar las especificaciones del interruptor Actuador deseado. Estas especificaciones incluyen el tamaño, las propiedades eléctricas y la esperanza de vida, pero la más importante, para la mayoría de las aplicaciones, es la potencia nominal. La potencia nominal generalmente se da como amperaje y voltaje en CA o CC, por ejemplo: 16 A 250 V CA, y es el límite de potencia absoluto que puede manejar su interruptor. Si su interruptor Actuador solo está clasificado para CA, aún puede usarse con un circuito de CC, pero la potencia nominal se reducirá mucho (alrededor del 10% de la clasificación de CA, pero esa no es una regla estricta). Esto es particularmente importante cuando se utilizan interruptores de actuador con cargas inductivas, como un actuador lineal, ya que encender el interruptor provoca una irrupción de corriente y apagarlo provoca un pico de voltaje. Estos puntos altos en corriente y voltaje pueden superar los valores nominales de su interruptor, lo que acortará la vida útil del interruptor del actuador o incluso hará que falle inmediatamente [1]. Debido a esto, es importante asegurarse de que el interruptor de actuador seleccionado tenga una potencia nominal más alta de la que necesita.

Control de un actuador lineal con un interruptor de actuador

 Una vez que haya seleccionado un interruptor de actuador que funciona dentro de su aplicación, la configuración para controlar el actuador lineal es bastante directa. En la parte inferior de su switch verá 6 conectores, como se ve a continuación, que se alinearán con el diagrama de circuito del conmutador DPDT anterior. Si el interruptor se presiona en la posición de avance, los conectores superior y medio se conectarán dentro del interruptor; si el interruptor se presiona a la posición posterior, se conectarán los conectores inferior y medio; y si el interruptor está en la posición central, el interruptor está abierto.

Configuración del interruptor DPDT con fuente de alimentación en la posición central Configuración del interruptor DPDT con el actuador en la posición media

Como se ha visto anteriormente, puede conectar su interruptor de actuador de 12v de dos maneras para controlar su actuador lineal. El primero es conectar el actuador a los conectores superior e inferior con los lados de conmutación de los cables positivos y negativos y tener la fuente de alimentación conectada a los conectores centrales, como se ve a la izquierda de arriba. La otra manera es hacer lo contrario, teniendo la fuente de alimentación conectada a los conectores superior e inferior con los lados de conmutación de cables positivos y negativos y tener el actuador conectado a los conectores centrales, como se ve a la derecha. Funcionalmente, estos dos cables hacen lo mismo. A medida que los conectores exteriores giran los lados en ambos extremos, la polaridad hacia el actuador se voltea y hace que la dirección del movimiento cambie.

Interruptores DPDT que controlan 2 actuadores

Su elección en la configuración dependerá de su aplicación y preferencia. Esta configuración también se puede utilizar para controlar más de un actuador al mismo tiempo conectando los actuadores en paralelo, como se ha visto anteriormente. Usted tendrá que tener cuidado al hacer esto ya que más actuadores conectados en paralelo aumentarán el consumo total de corriente. Deberá asegurarse de que su interruptor de actuador pueda manejar el aumento en el dibujo actual como se mencionó en la sección anterior de este blog. 

Superar las limitaciones de energía

Como se mencionó anteriormente, tendrá que tener cuidado de no exceder la potencia nominal de su interruptor de actuador, pero qué pasa si no puede encontrar un interruptor de actuador que cumpla con sus requisitos. Ahí es cuando los relés entran en juego. Relés son interruptores electromagnéticos que pueden ser operados por una corriente más pequeña para encender y apagar una corriente mucho mayor [2]. Los relés le permiten utilizar un interruptor más pequeño para controlar una carga eléctrica más grande sin preocupaciones de exceder la potencia nominal de su switch porque los dos circuitos están físicamente aislados. Los relés son interruptores, por lo que utilizan terminología similar, y funcionan al tener una bobina, que se vuelve magnética cuando se energiza, para abrir y cerrar la conexión del circuito de alta potencia [2]. La conexión que se realiza cuando la bobina no está energizada se llama normalmente cerca (NC) y la conexión que se realiza cuando la bobina está energizada se llama normalmente abierta (NO). Los relés también tienen clasificaciones de potencia que deberá inspeccionar para asegurarse de que funcionarán dentro de su diseño.

Relé DPDTMódulo de relé de 4 canales

 

Para Control un actuador lineal, es necesario utilizar un relé DPDT con un interruptor SPST (un solo polo de un solo tiro) o dos relés SPDT (de doble polo) con un interruptor DPDT. Utilizando la configuración de relé DPDT único, como se ve a continuación a la izquierda, sólo necesita un conmutador SPST porque sólo hay una bobina para energizar. Cuando la bobina está energizada, el actuador se extenderá y cuando la bobina no esté energizada, el actuador se retraerá. Esto significa que no hay ninguna posición desactivada, lo que puede no ser aceptable para su diseño. Si necesita que su actuador se detenga entre las posiciones completamente extendidas y completamente retraídas, querrá hacer uso de los dos relés SPDT con una configuración de interruptor DPDT ON-OFF-ON. En esta configuración, que se muestra a continuación a la derecha, los dos relés se utilizan para voltear la polaridad de la tensión al actuador y el interruptor se utiliza para controlar los relés. Tendrá que configurar el circuito para asegurarse de que cuando ninguna de las bobinas esté energizada no haya alimentación conectada al actuador (ambos cables del actuador están conectados a tierra) cuando el interruptor está en la posición de apagado. Cuando el interruptor del actuador se presiona hacia adelante, sólo una bobina se energiza para hacer que el actuador se extienda y cuando el interruptor del actuador se presiona hacia atrás, la bobina opuesta se energiza para hacer que el actuador se retraiga.

Uso de relés para controlar un actuador lineal

Mientras que la utilización de relés hace que la configuración para controlar su actuador lineal sea más complicado, le permite controlar con seguridad cargas de potencia más altas sin que las preocupaciones de su interruptor de actuador lineal fallen. Esto es clave cuando se mueven cargas pesadas con su actuador lineal o se planea controlar múltiples actuadores lineales con un solo interruptor.

Limitaciones

Hay algunas limitaciones al controlar un actuador lineal con un interruptor de actuador lineal. En primer lugar, no podrá controlar varios actuadores en diferentes momentos. Si desea controlar dos actuadores por separado, tendrá que hacer uso de dos interruptores para hacerlo. También no podrá ajustar la velocidad de su actuador lineal; sólo tendrá control sobre la dirección en la que viaja su actuador. Otra limitación es la incapacidad de utilizar la retroalimentación de su actuador, que podría utilizarse para un posicionamiento más preciso del actuador.

Aunque hay algunas limitaciones, pueden no ser significativas en su aplicación y en ese caso hace que el control de un actuador lineal con un interruptor sea una solución fácil y sencilla. Si necesita más control, tendrá que hacer uso de un sistema de control más complejo.

  1. Ramos, R. (2018, noviembre).Elegir el interruptor correcto: Conozca su CA desde su DC.Obtenido de: https://www.electronicdesign.com/technologies/analog/article/21807286/choosing-the-right-switch-know-your-ac-from-your-dc
  2. Woodford, C. (2019, junio).Relés. Obtenido de: https://www.explainthatstuff.com/howrelayswork.html
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