Como você controla um atuador linear com uma chave de atuador?

Usando um switch Mudar de vídeo Vídeo Relay

Que tipo de chave atuador eu preciso?

Existem muitos tipos de interruptores elétricos lá fora, então como você sabe qual é o melhor para controlar umatuador linear. Como você provavelmente deseja estender e retrair seu atuador linear, você desejará usar um interruptor ON-OFF-ON de duplo pólo (DPDT). O número de pólos e impulsos que uma chave de Atuador Linear tem definirá como ela opera e se refere ao número de circuitos e ao número de posições ligadas, respectivamente. Uma chave de atuador de pólo duplo permitirá que você altere a direção da tensão de entrada para o atuador, que é necessária para alterar as direções, enquanto um duplo movimento dá a você duas posições ON, uma para extensão e outra para retração. Você também pode encontrar interruptores DPDT que estão LIGADOS-LIGADOS, o que significa que não há posição desligada, mas esses interruptores do atuador podem não fazer sentido para controlar um atuador em sua aplicação.

Diagrama de circuito de uma chave DPDT

Mesmo assim, existem muitos interruptores DPDT ON-OFF-ON em vários estilos e com recursos diferentes. Sua escolha entre essas diferentes chaves do atuador dependerá principalmente de sua aplicação ou preferência pessoal, mas há um recurso que afetará como a chave do atuador irá operar, que é se a chave do atuador é momentânea ou não momentânea. Os interruptores momentâneos sempre ficarão na posição central se não forem pressionados, enquanto os interruptores não momentâneos ou de sustentação travarão na última posição em que foram pressionados. Ambos os tipos de interruptores do atuador podem ser usados ​​para controlar um atuador linear e o que você escolher dependerá da sua aplicação e preferência, mas é importante considerar, pois pode fazer mais sentido usar um estilo em vez do outro para sua situação.

Rocker SwitchInterruptorInterruptor oscilante LED à prova d'água

Depois de saber como deseja que o interruptor do atuador 12v funcione, você pode começar a observar os diferentes estilos e recursos dos vários interruptores; Incluindo interruptores de rocker, interruptores, e Interruptores com luz de fundo LED. Mas antes de comprar, você deve verificar as especificações do interruptor do atuador desejado. Essas especificações incluem tamanho, propriedades elétricas e expectativa de vida, mas o mais importante, para a maioria das aplicações, é a classificação de potência. A classificação de potência é geralmente fornecida como amperagem e voltagem em CA ou CC, como um exemplo: 16A 250 V CA, e é o limite de potência absoluto que seu switch pode suportar. Se a chave do atuador for classificada apenas para CA, ele ainda pode ser usado com um circuito CC, mas a classificação de energia será muito reduzida (cerca de 10% da classificação CA, mas essa não é uma regra rígida). Isso é particularmente importante ao usar chaves de atuador com cargas indutivas, como um atuador linear, pois ligar a chave causa um aumento de corrente e desligar causa um pico na tensão. Esses pontos altos de corrente e tensão podem ultrapassar os valores nominais de sua chave, o que reduzirá a vida útil da chave do atuador ou mesmo fará com que ela falhe imediatamente [1]. Por isso, é importante garantir que a chave do atuador selecionada tenha uma classificação de potência superior à necessária.

Controle de um atuador linear com uma chave de atuador

 Depois de selecionar um switch atuador que funciona dentro do seu aplicativo, a configuração para controlar o atuador linear é bastante direta. Na parte inferior do interruptor você verá 6 conectores, como visto abaixo, que se alinharão com o diagrama do circuito do interruptor DPDT acima. Se o interruptor for pressionado para a posição de frente, os conectores superior e médio serão conectados dentro do interruptor; se o interruptor for pressionado para a posição de trás, os conectores inferior e médio serão conectados; e se o interruptor estiver na posição do meio, o interruptor está aberto.

Configuração da chave DPDT com fonte de alimentação na posição intermediária Configuração da chave DPDT com o atuador na posição intermediária

Como visto acima, você pode ligar seu interruptor de atuador de 12v de duas maneiras para controlar seu atuador linear. O primeiro é conectar o atuador aos conectores superior e inferior com os cabos positivos e negativos alternando os lados e tendo a fonte de alimentação conectada aos conectores médios, como visto à esquerda acima. A outra maneira é fazer o oposto, tendo a fonte de alimentação conectada aos conectores superior e inferior com os leads positivos e negativos alternando de lado e tendo o atuador conectado aos conectores médios, como visto à direita. Funcionalmente, essas duas fiações fazem a mesma coisa. À medida que os conectores externos invertem os lados em ambos os lados, a polaridade para o atuador é invertida e faz com que a direção do movimento mude.

Chaves DPDT controlando 2 atuadores

Sua escolha na configuração dependerá de sua aplicação e preferência. Esta configuração também pode ser usada para controlar mais de um atuador ao mesmo tempo, conectando os atuadores em paralelo, como visto acima. Você precisará ter cuidado ao fazer isso, pois mais atuadores conectados em paralelo aumentarão o sorteio total da corrente. Você precisará garantir que o seu switch atuador possa lidar com o aumento do sorteio atual, conforme mencionado na seção anterior deste blog. 

Superação de limitações de energia

Como mencionado acima, você precisará ter cuidado para não exceder a classificação de potência do seu switch actuator, mas e se você não encontrar um switch actuator que atenda aos seus requisitos. É quando os relés entram em jogo. Relés são interruptores eletromagnéticos que podem ser operados por uma corrente menor para ligar e desligar uma corrente muito maior [2]. Os relés permitem que você use um interruptor menor para controlar uma carga elétrica maior sem preocupações de exceder a potência do seu interruptor porque os dois circuitos estão fisicamente isolados. Os relés são interruptores, por isso usam terminologia semelhante, e funcionam tendo uma bobina, que se torna magnética quando energizada, para abrir e fechar a conexão do circuito de alta potência [2]. A conexão que é feita quando a bobina não é energizada é chamada normalmente de fechamento (NC) e a conexão que é feita quando a bobina é energizada é chamada normalmente aberta (NÃO). Os relés também têm classificações de potência que você precisará inspecionar para garantir que eles funcionem dentro do seu projeto.

Relé DPDTMódulo de Relé de 4 Canais

 

Para Controle um atuador linear, você precisa usar um relé DPDT com um interruptor SPST (lançamento único de polo único) ou dois relés SPDT (lançamento duplo de polo único) com um interruptor DPDT. Utilizando a configuração de relé DPDT único, como visto abaixo à esquerda, você só precisa de um interruptor SPST porque há apenas uma bobina para energizar. Quando a bobina estiver energizada, o atuador se estenderá e quando a bobina não estiver energizada, o atuador se retrairá. Isso significa que não há posição fora, o que pode não ser aceitável para o seu design. Se você precisar que seu atuador pare entre as posições totalmente estendidas e totalmente retraídas, você vai querer fazer uso dos dois relés SPDT com uma configuração de switch DPDT ON-ON. Nesta configuração, mostrada abaixo à direita, os dois relés são usados para virar a polaridade da tensão para o atuador e o interruptor é usado para controlar os relés. Você precisará configurar seu circuito para garantir que, quando nenhuma bobina estiver energizada, não há energia conectada ao atuador (ambas as pistas do atuador estão conectadas ao solo) quando o interruptor estiver na posição desligada. Quando o interruptor actuator é pressionado para a frente, apenas uma bobina fica energizada para fazer com que o atuador se estenda e quando o interruptor do Atuador é pressionado para trás, a bobina oposta é energizada para fazer com que o atuador se retraia.

Usando relés para controlar um atuador linear

Embora a utilização de relés faça com que a configuração controle seu atuador linear seja mais complicada, ela permite controlar com segurança cargas de potência mais altas sem preocupações com a falha do interruptor do atuador linear. Isso é fundamental quando você está movendo cargas pesadas com o seu atuador linear ou você planeja controlar vários atuadores lineares com um único switch.

Limitações

Existem algumas limitações ao controlar um atuador linear com um interruptor de atuador linear. Em primeiro lugar, você será incapaz de controlar vários atuadores em momentos diferentes. Se você quiser controlar dois atuadores separadamente, você precisará fazer uso de dois switches para fazê-lo. Você também não será capaz de ajustar a velocidade do seu atuador linear; você só terá controle sobre a direção em que seu atuador viaja. Outra limitação é a incapacidade de utilizar feedback do seu atuador, que poderia ser usado para um posicionamento mais preciso do atuador.

Embora existam algumas limitações, elas podem não ser significativas em sua aplicação e, nesse caso, torna o controle de um atuador linear com um switch uma solução fácil e simples. Se você precisa de mais controle, você precisará fazer uso de um sistema de controle mais complexo.

  1. Ramos, R. (2018, novembro).Escolhendo o interruptor certo: conheça seu AC do seu DC.Recuperado de: https://www.electronicdesign.com/technologies/analog/article/21807286/choosing-the-right-switch-know-your-ac-from-your-dc
  2. Woodford, C. (2019, junho).Relés. Recuperado de: https://www.explainthatstuff.com/howrelayswork.html
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