מבנה הליבה של מתג לחצן: גשר האינטראקציה בין אדם למחשב
בחיי היומיום, מתגי לחצן הם אחד הרכיבים האלקטרוניים המוכרים ביותר עבורנו. בין אם מדובר בהפעלה/כיבוי של מנורת שולחן, בחירת קומה במעלית או כפתורי פונקציה במכונית, מאחוריהם עומדת מערכת של מערכות שיתוף פעולה מכניות ומעגליות מדויקות. מבנה הליבה של מתג לחצן כולל בדרך כלל ארבעה חלקים:דִיוּר,אנשי קשר, אָבִיבומנגנון הנעה:
· דיורמגן על מבנים פנימיים ומספק ממשק תפעולי.
· אביבאחראי על איפוס, דחיפה חזרה של הכפתור למיקומו המקורי לאחר לחיצה
· אנשי קשרמחולק למגעים קבועים ומגעים ניידים, המאפשרים הפעלה/כיבוי של המעגל באמצעות מגע או הפרדה.
· מנגנון הנעהמחבר את הכפתור והמגעים, והופך את פעולת הלחיצה לתזוזה מכנית. מתייחס בדרך כלל לחלק הניתן ללחיצה של מתג לחצן.
עקרון עבודה: תגובת שרשרת הנגרמת על ידי לחיצה
(1) שלב לחיצה: שבירת איזון המעגל
כאשר לוחצים על הכפתור, מנגנון ההנעה דוחף את המגע הנע כלפי מטה. בשלב זה, הקפיץ נדחס, ואוגר אנרגיה פוטנציאלית אלסטית. עבורמתג פתוח בדרך כלל, המגע הנעים והמגע הקבוע שהופרדו במקור מתחילים לגעת, והמעגל משתנה ממצב פתוח למצב סגור, ומפעיל את המכשיר; עבורמתג סגור בדרך כלל, קורה ההפך, כאשר הפרדת המגעים קוטעת את המעגל.
(2) שלב המתנה: ייצוב מצב המעגל
כאשר האצבע ממשיכה ללחוץ, המגע הנע נשאר במגע (או מופרד) מהמגע הקבוע, והמעגל שומר על מצב דלוק (או כבוי). בשלב זה, כוח הדחיסה של הקפיץ מאזן את התנגדות המגע של המגעים, ומבטיח העברת אות יציבה.
(3) שלב האיפוס: שחרור אנרגיה של הקפיץ
לאחר שחרור האצבע, הקפיץ משחרר את האנרגיה הפוטנציאלית המאוחסנת, ולוחץ על הכפתור והמגע הנעים כדי לאפס. המגעים של המתג הפתוח בדרך כלל נפרדים שוב, ומנתקים את המעגל; המתג הסגור בדרך כלל משחזר את המגע וסוגר את המעגל. תהליך זה מסתיים בדרך כלל תוך אלפיות השנייה כדי להבטיח רגישות תפעולית.
פונקציה של מתג לחצן: בחירה מדויקת עבור תרחישים שונים
-פתוח בדרך כלל/סגור בדרך כלל:
בקרת ההפעלה/כיבוי הבסיסית ביותר. כאשר לוחצים על הכפתור והאור נדלק, זהו מתג הפעלה/כיבוי רגיל (NO). לעומת זאת, אם האור נדלק רק כאשר הכפתור משוחרר, זהו מתג סגירה רגיל (NC).
-מתג לחצן רגעי: פועל כשמוחזק ונפסק כשמשתחרר, כגון כפתורי פעמון דלת
-מתג לחצן נעילה: נעילת המצב בלחיצה אחת ופתיחה בלחיצה נוספת, כגון מתגי הילוכים של מאוורר חשמלי
סיכום: חוכמה הנדסית מאחורי כפתורים קטנים
החל מתיאום מדויק של מגעים מכניים ועד יישום מדע החומרים, מתגי כפתור מדגימים את חוכמת האנושות בפתרון בעיות מורכבות בעזרת מבנים פשוטים. בפעם הבאה שתלחצו על מתג, דמיינו כיצד הכוח מהאצבע שלכם עובר דרך הקפיץ והמגעים כדי להשלים דיאלוג מעגלי מדויק בעולם המיקרו - זהו הקשר המרגש ביותר בין טכנולוגיה לחיים.
