Základy DIP přepínačů

Přepínače DIP se skládají ze sady přepínačů v jedné jednotce, která je umístěna obvykle na desce plošných spojů. Výhodou je, že stav jednotlivých přepínačů lze snadno zjistit při spouštění systému, na rozdíl od membránové klávesnice, která musí být opakovaně dotazována mikrokontrolerem. Přepínač DIP se používá jako základní vstupní informace pro spuštění firmware, protože k určení, zda je přepínač sepnutý, není potřeba mnoho výpočetního výkonu. Jednoduchost, flexibilita a nízká cena DIP přepínačů zajistily jejich trvalé použití v mnoha elektronických aplikacích. Dodávají se v mnoha velikostech, konfiguracích, stylech a jmenovitých výkonech. Přepínače DIP lze obvykle ovládat ručně (prstem), ale existují varianty, které lze ovládat pomocí speciálního nástroje nebo šroubováku.

Obrázek 1: Příklad běžného DIP přepínače. (Zdroj obrázku: CUI Devices )

Přepínač může být typu SPST (single pole single throw). To znamená, že každá pozice umožňuje tok proudu pokud je kontakt sepnutý. V rozpojeném stavu proud neteče (viz obrázek 2).

Obrázek 2: Schéma zapojení SPST. (Zdroj obrázku: CUI Devices)

Dalším typem je SPDT (single pole double throw), kde každá pozice umožňuje dvě cesty proudu (obrázek 3). Jediný „pól“ na obrázku vlevo má dvě možnosti svorek vpravo, kde může být proud přesměrován.

Obrázek 3: Schéma zapojení SPDT. (Zdroj obrázku: CUI Devices)

Typ DPDT (Double pole, double throw) obsahuje dva přepínače, které jsou mechanicky propojeny. Když se změní poloha jednoho pólu, změní se i druhý stejným způsobem, jak je znázorněno na obrázku 4.

Obrázek 4: Schéma zapojení DPDT. (Zdroj obrázku: CUI Devices)

Počet přepínačů v pouzdru závisí na aplikaci a běžně se pohybuje od 1 do 16 pozic. Nejvíce používaný je DIP přepínač s osmy pozicemi. 8 pozic znamená 256 různých možností, a to odpovídá 256 binárním hodnotám vyjádřeným v osmibitovém byte. Další informace o vlastnostech přepínačů a jejich běžných typech naleznete v článku Fundamentals of Switches. .

Běžné typy DIP přepínačů

Existují různé typy DIP přepínačů, z nichž každý je pojmenován podle způsobu ovládání ( posuvné vodorovné, posuvné svislé (tzv. piano), rotační a další. Posuvný vodorovný přepínač DIP má obvykle dvě polohy. Zavřeno nebo otevřeno, zapnuto nebo vypnuto, 1 nebo 0. Fungují jako přepínač SPST. Existují také posuvné vodorovné DIP přepínače se třemi polohami, z nichž střední je obvykle neutrální. Posuvné vodorovné DIP přepínače mohou být typu „normally open“ (při aktivaci dojde k sepnutí kontaktu, jinak je kontakt rozepnut) nebo typu „normally closed“ (při aktivaci dojde k rozepnutí kontaktu, jinak je kontakt sepnut).

Obrázek 5: Posuvný DIP přepínač s osmy pozicemi. (Zdroj obrázku: CUI Devices)

U některých konstrukcích je vyžadován přístup k ovládacím prvkům ze strany. K tomu účelu je vhodné použít tzv. piano DIP přepínač, u kterého dochází i přepnutí spínače pohybem nahoru a dolů.

Obrázek 6: Piano DIP přepínač s osmi pozicemi. (Zdroj obrázku: CUI Devices)

Otočné přepínače DIP mají ovládací prvek, který lze otáčet mezi několika polohami. Ovládací prvek má často podobu rýhovaného knoflíku s drážkou pro šroubovák v horní části. Jak uživatel otáčí akčním členem, výstup spínače se mění mezi jeho různými polohami.

Obrázek 7: Otočné DIP přepínače s plochými nebo zvednutými ovládacími prvky (Zdroj obrázku: CUI Devices)

Výhodou těchto DIP přepínačů je, že je lze použít ke kódování poměrně velkého množství informací. Například otočný DIP přepínač se čtyřmi výstupními piny dokáže vytvořit až 16 různých výstupních konfigurací v binárním kódu. Obrázek 8 ukazuje hexadecimální kódovou tabulku pro 16 polohový otočný DIP přepínač s čísly 0 až 9 a písmeny A až F.

Obrázek 8: Tabulka hexadecimálního kódu pro 16 polohový otočný přepínač DIP. (Zdroj obrázku: CUI Devices)

Jiné typy otočných DIP přepínačů se chovají jako SPDT se dvěma, třemi nebo čtyřmi výstupy. To může být použito například pro směrování jednoho signálu až do čtyř různých cílů v závislosti na nastavení DIP přepínače.

Klíčové vlastnosti DIP přepínače

DIP přepínače jsou jednoduché, ale to neznamená, že mezi nimi nejsou rozdíly. Kromě počtu pozic a typu spínače je nutné se také zaměřit na napětí a proud, které je spínač schopen sepnout. Pro náročné aplikace je nutné se podívat také na stupeň krytí IP.

Tabulka 1: Parametry, které je třeba vzít v úvahu při výběru přepínače DIP.

Tyto parametry je nutné dobře zvážit. Pokud bude DIP přepínač nevhodně zvolen, může docházet k problémům. Tyto problémy nemusí nastat hned, ale až po určitém čase, a jejich pozdější odhalení není jednoduché. Vlivem špatně zvoleného rozmezí proudu nebo napětí, může dojít k obloukům mezi kontakty anebo dokonce ke spečení kontaktu. Obě poruchy mohou způsobit bezpečnostní problémy a také nefunkčnost celého systému, jelikož firmware nastartuje s jinou konfigurací než by měl.

Závěr

DIP přepínače se používají ke konfiguraci zařízení po celá desetiletí a nyní se dokonce používají ke konfiguraci zařízení IoT před jejich nasazením v domácnosti. Existuje mnoho variant DIP přepínačů, ale všechny vynikají v jednoduchosti, flexibilitě a nízkých nákladech. To znamená, že budou i nadále nacházet nová použití a aplikace. CUI Devices nabízí celou řadu DIP přepínačů  ( posuvný, rotační nebo piano typ), které vyhovují různým konstrukcím.

Článek vyšel v originále na webu DigiKey.com, autorem je Ryan Smoot, technik CUI Devices.