Είδη διακοπτών

Καλό είναι να αναφέρουμε πρώτα κάποιες βασικές έννοιες:

• Ενεργοποίηση ενός διακόπτη είναι η διαδικασία με την οποία τον κάνουμε να αλλάξει κατάσταση στην ή στις επαφές που ελέγχει. Η ενεργοποίηση μπορεί να είναι μηχανική (πχ πατάμε τον διακόπτη με το χέρι, ή γενικά του ασκείται μηχανική δύναμη), ηλεκτρική (το βοηθητικό του κύκλωμα διαρρέεται από ρεύμα), μαγνητική κλπ
  • Η ενεργοποίηση δεν έχει σχέση με το τι αποτέλεσμα θα δούμε στην ή στις επαφές που ελέγχει ο διακόπτης. Απλά σημαίνει ότι ο διακόπτης, ανταποκρινόμενος σε κάποιο εξωτερικό αίτιο, μεταβάλει με οποιοδήποτε τρόπο την κατάσταση μίας τουλάχιστον επαφής.
• Η κατάσταση μίας επαφής χαρακτηρίζονται σαν ανοιχτή ή κλειστή ανάλογα με το εάν το αντίστοιχο κύκλωμα διακόπτεται ή έχει συνέχεια:
  • Ανοιχτή επαφή ή ανοιχτό διακόπτη είναι η κατάσταση της επαφής που έχουμε όταν το κύκλωμα διακόπτεται (δηλαδή όταν η είσοδος με την έξοδο του διακόπτη δεν είναι σε επαφή).
  • Κλειστή επαφή ή κλειστό διακόπτη είναι η κατάσταση της επαφής που έχουμε όταν το κύκλωμα έχει συνέχεια (δηλαδή όταν η είσοδος με την έξοδο του διακόπτη είναι σε επαφή).
  • Η έννοια του “ανοιχτού” ή “κλειστού” διακόπτη είναι αντίστροφη από την έκφραση “ανοίγουμε τα φώτα”. Για να “ανοίξουμε τα φώτα” πρέπει να περάσει ρεύμα από το κύκλωμα, πράγμα που γίνεται με τον να κλείσει ο διακόπτης. Αντίστοιχα, για να “κλείσουμε τα φώτα”, πρέπει να ανοίξει ο διακόπτης ώστε να διακοπεί το κύκλωμα και να μην περνάει το ρεύμα.
• Απόκριση είναι η μορφή της εξόδου που μας δίνει ένας διακόπτης, όσο είναι ενεργοποιημένος. Δηλαδή, εάν, όσο ο διακόπτης είναι “πατημένος” δίνει συνεχή απόκριση ή μόνο έναν παλμό:
  • Συνεχή απόκριση έχουμε όταν πατάμε τον διακόπτη και, όσο τον κρατάμε πατημένο, η επαφή του μένει (για παράδειγμα) κλειστή.
  • Απόκριση παλμού έχουμε όταν πατάμε τον διακόπτη και η επαφή του (για παράδειγμα) κλείνει για λίγα δέκατα του δευτερολέπτου και μετά ανοίγει, παρότι συνεχίζουμε να τον κρατάμε πατημένο. Συνήθως τέτοιου είδους επαφές μας παρέχουν κάποια ρελέ, όπου τυπικά μπορούμε και να ρυθμίσουμε την διάρκεια του παλμού.
  • Η απόκριση δεν αφορά το εάν το αποτέλεσμα της ενεργοποίησης του διακόπτη θα είναι το άνοιγμα ή το κλείσιμο της επαφής.
• Μανδάλωση είναι η συγκράτηση του διακόπτη στη θέση στην οποία τον φέρνουμε. Για παράδειγμα: πατάμε τον διακόπτη και κλείνει η επαφή του - αφήνουμε τον διακόπτη και η επαφή μένει κλειστή. Αρκετές φορές, οι διακόπτες που λειτουργούν με μανδάλωση αποκαλούνται και διακόπτες καστάνιας.
• Αυτόματη επαναφορά είναι το να επιστρέφει ο διακόπτης σε μία καθορισμένη θέση όταν παύει η ενεργοποίησή του. Για παράδειγμα: πατάμε τον διακόπτη και κλείνει η επαφή του - αφήνουμε τον διακόπτη και η επαφή ανοίγει. Τυπικά, αυτό γίνεται με κάποιο ελατήριο που επαναφέρει τον διακόπτη στην κανονική του θέση.
• Μπουτόν αποκαλούμε τους διακόπτες με αυτόματη επαναφορά και με συνεχή απόκριση. Για παράδειγμα: πατάμε το μπουτόν και η επαφή του μένει κλειστή όσο είναι πατημένο - αφήνουμε το μπουτόν και η επαφή ανοίγει. Τα μπουτόν σαν αυτό του παραδείγματος χαρακτηρίζονται σαν push-to-make αφού είναι NO και πρέπει να πατηθούν για να κλείσει η επαφή. Τα μπουτόν όπου, αντίστροφα, είναι NC και πρέπει να πατηθούν για να ανοίξει η επαφή, χαρακτηρίζονται σαν push-to-break.
• Διακόπτες είναι κανονικά οι συσκευές με τις οποίες μπορούμε να αλλάξουμε την κατάσταση κάποιας επαφής (δηλαδή να την ανοίξουμε ή να την κλείσουμε). Σε αρκετές περιπτώσεις, ο όρος χρησιμοποιείται ειδικά για τους διακόπτες με μανδάλωση και συνεχή απόκριση, σε αντιδιαστολή με τα μπουτόν, αλλά αυτό δεν είναι απόλυτο.
• Ρελέ ή Ρελαί συνήθως ονομάζουμε διακόπτες που ενεργοποιούνται όχι με μηχανικό τρόπο (πχ με την πάτημά τους) αλλά με ηλεκτρικό τρόπο (με το να δώσουμε τάση στο βοηθητικό τους κύκλωμα, που συνήθως είναι ένα πηνίο). Υπάρχουν ρελέ χωρίς μανδάλωση με συνεχή απόκριση (το συνηθέστερο), χωρίς μανδάλωση με απόκριση παλμού ή με μανδάλωση (ρελέ καστάνιας - μερικές φορές αναφέρονται και σαν ρελέ τηλεχειρισμού ή ρελέ ρευματώθησης). Επίσης, υπάρχει τεράστια ποικιλία από ακόμη πιο ειδικευμένα ρελέ όπως ρελέ καθυστέρησης, χρονικά ρελέ, ρελέ επιτήρησης τάσεως, ρελέ επιτήρησης ασυμμετρίας φάσεων, ρελέ διαδοχής φάσεων, θερμικά ρελέ, ρελέ προστασίας από βραχυκύκλωμα, ρελέ επιτήρησης σφάλματος ως προς τη γη, ρελέ αντεπιστροφής ισχύος, διαφορικά ρελαί (οι γνωστοί ΔΔΕ που προστατεύουν από ηλεκτρική διαρροή), ρελέ διακοπτόμενης λειτουργίας και ειδικά ρελέ αυτομάτου ελέγχου όπως ρελέ επιτήρησης στάθμης υγρών.
• Η κανονική κατάσταση μίας επαφής είναι αυτή στην οποία βρίσκεται στην κανονική κατάσταση λειτουργίας.
  • Κανονικά ανοιχτή (NO - Normally Open) είναι μία επαφή όταν είναι ανοιχτή στην κανονική κατάσταση λειτουργίας.
  • Κανονικά κλειστή (NC - Normally Closed) είναι μία επαφή όταν είναι κλειστή στην κανονική κατάσταση λειτουργίας.
  • Η κανονική κατάσταση μίας επαφής δεν έχει νόημα για τις επαφές (διακόπτες) με μανδάλωση αφού εκεί, σε όποια κατάσταση φέρουμε τον διακόπτη εκεί και μένει. Ισχύει όμως για τις επαφές που ενεργοποιούνται από κάποιο αίτιο και απενεργοποιούνται όταν αυτό πάψει (γενικά δηλαδή διακόπτες τύπου μπουτόν).
  • Το τι θεωρείται σαν κανονική κατάσταση λειτουργίας είναι θέμα ορισμού. Για παράδειγμα, ενώ οι περισσότεροι κατασκευαστές φωτοκυττάρων ασφαλείας ορίζουν ως κανονική κατάσταση λειτουργίας την μη ανίχνευση εμποδίου, υπάρχουν κάποιοι που ορίζουν ως κανονική κατάσταση λειτουργίας την ανίχνευση εμποδίου.

Σημειώστε ότι οι περισσότεροι διακόπτες που χρησιμοποιούμε για να μεταβιβάζουμε εντολές (πχ για άνοιγμα, κλείσιμο ή σταμάτημα) στους διάφορους πίνακες ελέγχου των αυτοματισμών μας, δεν είναι διακόπτες ισχύος αλλά διακόπτες ψυχρής επαφής (potential-free contatcs, dry contatcs ή voltage-free contacts).

Οι διακόπτες κατηγοριοποιούνται με τον αριθμό των πόλων και των διαδρομών τους.

• Πόλοι (Poles). Ένας πόλος είναι ένα σετ επαφών που ανήκουν σε ένα κύκλωμα.
• Θέσεις (Throws). Αντιστοιχούν σε αυτό που καταλαβαίνουμε σαν θέση ενός μηχανικού διακόπτη (πχ πατημένος και ελεύθερος).

Μερικά παραδείγματα είναι τα παρακάτω:

SPST (Single-Pole, Single-Throw)
	1 πόλος και 1 θέση. Πρόκειται για τον κλασικό διακόπτη on-off.
SPDT (Single-Pole, Double-Throw)
	1 πόλος και 2 θέσεις. Είναι η απλούστερη μορφή μεταγωγικού διακόπτη όπου με μία είσοδο μπορούμε να επιλέξουμε ανάμεσα σε δύο διαφορετικές εξόδους (ή το ανάποδο). Εάν ο διακόπτης διαθέτει και τρίτη, ενδιάμεση, θέση off (δεν κλείνει κύκλωμα μεταξύ επαφών) περιγράφεται σαν SPCO (Single-Pole, Changeover ή Single-Pole, Centre-Off) και SPTT (Single-Pole, Triple-Throw).
DPST (Double-Pole, Single-Throw)
	2 πόλοι και 1 θέση. Πρόκειται για 2 διακόπτες τύπου SPST που είναι συζευγμένοι (ενεργοποιούνται ταυτόχρονα).
DPDT (Double-Pole, Double-Throw)
	2 πόλοι και 2 θέσεις. Πρόκειται για 2 διακόπτες τύπου SPDT που είναι συζευγμένοι (ενεργοποιούνται ταυτόχρονα). Εάν ο διακόπτης διαθέτει και τρίτη, ενδιάμεση, θέση off (δεν κλείνει κύκλωμα μεταξύ επαφών) περιγράφεται σαν DPCO (Double-Pole, Changeover ή Double-Pole, Centre-Off).

Όταν έχουμε διακόπτες που, από θέση σε θέση, κλείνουν και διαφορετικό κύκλωμα, τότε, ανάλογα με το πως συμπεριφέρεται ο διακόπτης στη μεταβατική κατάσταση όταν αλλάζουμε θέση, διακρίνουμε δύο περιπτώσεις:

• Πρώτα αποσύνδεση - Μετά σύνδεση (Break-before-make), όταν πρώτα ανοίγει το προηγούμενο κύκλωμα και μετά κλείνει το νέο. Αυτή είναι η συνηθισμένη περίπτωση.
• Πρώτα σύνδεση - Μετά αποσύνδεση (Make-before-break ή Shorting switch), όταν πρώτα κλείνει το νέο κύκλωμα και μετά ανοίγει το προηγούμενο.

Μία άλλη κατηγοριοποίηση είναι κατά μορφές (forms) και αφορά τόσο τον αριθμό πόλων και διαδρομών όσο και την κατάσταση των επαφών (ανοιχτές ή κλειστές) στην κανονική κατάσταση λειτουργίας.

Τρεις συνηθισμένες μορφές είναι οι ακόλουθες:

Form A
	SPST και NO
Form B
	SPST και NC
Form C
	SPDT και, κατά την ενεργοποίηση, πρώτα ανοίγει η μία επαφή και μετά κλείνει η άλλη (break-before-make)