交換機應用尋找10個完美的因素

10 factors for finding the perfect switch for your application

選擇開關的過程并不總是值得注意的。考慮到大多數交換機的成本相對較低且簡單，通常在選擇交換機時沒有充分考慮它們所提供的特性和功能。根據應用的不同，有一些參數可以指導設計者選擇特定的開關，但是在眾多的選項中，它很容易被引入歧途。

在這里，我們強調了設計師在選擇交換機時應該考慮的十個因素，并強調了為什么選擇交換機很重要，以及如果選擇正確，交換機如何為他們的產品和整個品牌增值。

數據驅動

物聯網（IoT）的出現在所有部門產生了大量的數據。這些數據需要存儲，或者更經常地進行通信。安裝所需的天線、發射機和附加電路的必要性會對操作、檢測和數據采集部件（如開關）的可用空間產生嚴重影響。盡管如此，交換機仍然必須與用戶交互，同時還要經受惡劣的環境和激烈的交互。例如，醫療設備制造商正越來越多地將投資集中在開發存儲、關聯和分析這些數據的系統和平臺上。因此，設計者必須仔細選擇能夠滿足要求的規格，包括小型化和低功耗的開關。

滿足身體需求

隨著可穿戴設備的增長，對交換機的需求也在不斷增長。雖然可穿戴設備已經存在了一段時間，但在為不同行業設計設備時，存在著不同的理念。例如，醫用可穿戴設備中的組件需要能夠抵御粗暴的治療和環境挑戰，同時每次都能在第一時間工作。設計師面臨的挑戰是確保每一個單獨的組件都適合這些機器運行的苛刻環境。交換機是用戶和設備之間接口的重要組成部分，因此，在確保交換機的一致性能、長壽命和質量方面，做出正確的選擇至關重要。

滿足許多可穿戴設備要求的常見開關質量包括密封液體和體液，以及低功耗以保持電池電量。開關可能需要密封到IP67或IP68，并且能夠在低毫安范圍內可靠地工作。

外形尺寸

例如，在工業部門，開關被用于各種應用，包括數控機床控制、安全和位置傳感器、電池充電器、電源和氣體檢測設備等等。它們都有一個共同點，那就是PCB上的空間是有限的，無論是高度還是占地面積。隨著設備功能的增加，這種形狀變得越來越重要，使得PCB上的不動產變得更加有價值。

超低配置的交換機可以緩解組件的擁塞，并有助于減少最終用戶設備的大小，使其在市場上更受歡迎。超小型開關可以實現靈活性，允許電子設計人員在PCB上添加其他元件，否則這些元件將被預留給更大的開關。許多類型的自動化傳感器需要3.0mm x 2.6mm的觸控開關，而現在市場上銷售的更新型觸控開關的占地面積小于2.0mm。

電氣額定值

開關選擇的另一個重要考慮因素是所需的信號電流。根據產品設計的不同，電氣要求有很大的變化，有些開關需要處理PLC和微處理器輸入的低信號電流，而有些則需要處理更高的電流，以啟動繼電器。

觸控開關通常在32VDC下處理低至1毫安（mA）的電流，有些低至1微安（μA），而快動開關可能需要處理高達25安培的電流來控制電機電路。斷路器輔助開關面臨挑戰，因為它們可能需要用同一個開關處理從1毫安到10安培的電流范圍。

適合目的

考慮開關的使用地點和方式至關重要。開關通常用于惡劣環境中，需要能夠處理可能遇到的任何情況。用戶每天都要和開關互動，從按氣泵上的按鈕，打開火車的門，在自動取款機上按鍵盤，在電梯里打電話和選擇樓層等等，這些都是無窮無盡的。一個共同點是，這些可公開使用的設備更容易遭受虐待或遭遇惡劣的環境條件。

對于這些應用，需要高度堅固的交換機，能夠抵抗惡劣的處理，以創建經得起時間考驗的人機界面（HMI）。這些開關在結構材料和方法方面與標準開關不同。例如，大多數防破壞開關的沖擊等級為IK08或IK10（可能的最高沖擊等級），并密封至IP67的入口保護（IP）。此外，還需要一系列功能選項，如LED照明、功能符號和終端樣式（如焊耳或快速連接終端），以適應各種應用。

選項數組

對于設計師來說，沒有什么比受到有限的開關選擇的限制更糟糕的了。基本要素，如極數和擺幅、閉鎖/瞬時動作和其他電氣參數都是必要的考慮因素。開關的環境特性和可靠性也很重要。要做到這一點，就意味著要定義正確的材料，尤其是觸點，并確保壽命周期與設備的預期壽命相匹配。開關的人體工程學和美學通常會影響用戶對設備的體驗和感知。

要考慮的常見選項還包括按鈕和速動開關的不同執行器類型、終端選項（如焊耳、快速連接端子或導線）、直線安裝與直角安裝、表面安裝與通孔以及照明與非照明。

聲音和感覺

開關的聲音和感覺，也稱為觸覺，是開關操作的重要元素。這將向用戶提供重要的反饋，讓他們知道開關已正確操作。選擇具有正確觸覺的開關可以給任何產品一個高質量的感覺。觸覺在汽車工業中變得越來越重要，例如，隨著車輛變得越來越復雜和功能豐富。事實上，觸覺現在對汽車內飾和控制的設計至關重要。外觀、感覺和聲音是汽車品牌標識的重要組成部分，而開關則是關鍵所在，而成功的選擇通常會在同一制造商的多個車型上復制。

觸覺和聲學不僅能定位一個制造商與另一個制造商之間的位置，而且還可以用來定義同一制造商的汽車系列中模型的位置。選擇愿意修改開關元件和材料（如執行機構的硬度計和金屬圓頂形狀）的供應商以獲得正確的開關觸覺是很重要的。

計算成本

當涉及到交換機選擇時，成本是一個重要的考慮因素。例如，工業市場特別關注成本，會選擇一個“足夠好”的開關來應用。這種有成本意識的選擇可以通過選擇市場上最常用的版本來實現，這些版本不需要高性能水平，而是在保持嚴格的質量控制的同時提供經濟的定價。當不需要額外的功能時，選擇標準的現成的變體將被證明是最好的策略。

擁有成本

雖然任何解決方案都必須反映出所需的特性和要求，但它也必須滿足成本限制，才能在商業上可行并滿足客戶的需求。在這種情況下，“成本”不僅僅指組件的成本；它還必須包括集成解決方案所需的一切、連接成本和組裝成本，即所謂的“總體擁有成本”。例如，當今汽車工業的現實迫使汽車制造商提高生產零部件和車輛的效率；然而，與此同時，他們必須確保在質量和性能方面沒有任何損失。

許多工業應用在骯臟、潮濕或腐蝕性環境中的使用壽命可達10年。這些應用中使用的開關需要在-40°C到85°C的溫度范圍內傳導低信號電流（低于50 mA），而不會氧化或腐蝕觸點。循環壽命要求從50000到5000000不等。不符合這些規范可能導致更換終端設備的成本高昂。

少即多

雖然下一代創新設備和產品所需的交換機可能會更少，但它們仍將發揮至關重要的作用。例如，未來的聯網、電動和自主汽車將擁有更先進的人機界面，以滿足消費者對智能手機和平板電腦等高質量消費電子產品的期望。在未來的自主汽車中，需要集成更多的控制功能。當車輛將他們帶到目的地時，駕駛員將有更多的時間娛樂甚至工作。在選擇合適的開關時，需要考慮這種更高的期望值。

任何產品都只有其各部分之和。無論是集成在精密手術器械、精密面板進入系統或汽車遙控鑰匙中，開關都必須適應所用產品設計的具體要求。通過考慮到這十個設計因素，設計工程師可以確定他們正在為他們的應用選擇最好的開關。

總結

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