A Same Sky bemutatja - A DIP-kapcsolók alapjai

A DIP – az angol dual inline package (két lábsorú tok) kifejezés rövidítése – kapcsolókat az 1970-es évek óta használják, meglehetősen széles körben, hogy az eredeti berendezésgyártók (OEM-ek) és a végfelhasználók a gyártás után megváltoztathassák az elektronikus eszközök beállításait. A DIP-kapcsolókat gyakran használják olyan berendezések régiókódjainak beállítására, amelyeknek különböző helyeken eltérő módon kell működniük, vagy arra, hogy megváltoztassák a garázsajtónyitó rádiócsatornáját, vagy hogy tudassák a számítógép alaplapjával, hogy milyen memóriát csatlakoztattak hozzá.

DIP-kapcsolók – alapismeretek

A DIP-kapcsoló egy egyetlen tokban elhelyezett kapcsolósorból áll, általában egy nyomtatott áramköri (nyák) lapra vagy próbapanelre szerelve. Használata nagyon egyszerű, mivel a kapcsoló állását kézzel kell beállítani, így a rendszer indításakor könnyen megállapítható az állapota, ellentétben például egy membrános billentyűzettel, amelyet mikrovezérlővel kell lekérdezni. Ez az egyszerűség teszi a DIP-kapcsolót ideális eszközzé az alapvető rendszerfirmware-ek bemeneti értékeinek beállítására, mivel nem igényel nagy számítási teljesítményt annak megállapítása, hogy egy kapcsoló zárva van-e vagy sem.

A DIP-kapcsolók egyszerűsége, rugalmassága és alacsony ára az oka annak, hogy számos elektronikai területen a mai napig használják őket. Számos méretben, elrendezésben, kialakításban és sokféle teljesítményre méretezve kaphatóak.

A felhasználók a DIP-kapcsoló tokjában elhelyezett kapcsolók számát az adott felhasználás beállítási igényei alapján választhatják meg. Egyes DIP-kapcsolók kézzel működtethetőek, míg másoknál célszerszám vagy csavarhúzó szükséges a kapcsoló átállításához.

1. ábra: Példa egy átlagos DIP-kapcsolóra (kép: Same Sky)

Mint minden kapcsoló esetében, a tervezőknek meg kell határozniuk, hogy hány „pólussal” kell rendelkeznie és hány „áramkört” kell kapcsolnia a kapcsolónak. Az egypólusú egy áramkörös (SPST) kapcsoló vagy zárva van, lehetővé téve az áram folyását az érintkezőkön keresztül, vagy nyitva, megszakítva az áram folyását (lásd: 2. ábra).

2. ábra: Az egypólusú, egy áramkörös (SPST) kapcsoló áramköri rajza (kép: Same Sky)

Az egypólusú, két áramkörös (SPDT) kapcsoló két különböző áramfolyási útvonal közötti választásra szolgál (lásd: 3. ábra). Az ábrán balra látható egyetlen pólushoz a jobb oldalon két érintkező tartozik, amelyekre az áramot kapcsolni lehet.

3. ábra: Az egypólusú, két áramkörös (SPDT) kapcsoló áramköri rajza (kép: Same Sky)

A kétpólusú, két áramkörös (DPDT) kapcsolók két áramkört vezérelnek két mechanikusan összekapcsolt kapcsolóval. Ha az egyik pólus helyzetét megváltoztatjuk, a másik helyzete is ugyanúgy változik, mint az a 4. ábrán látható. Minden pólus az általa vezérelt áramot kapcsolja egyik vagy másik áramkörre. Ez a módszer bővíthető úgy, hogy több kapcsolót kapcsolnak össze mechanikusan, és így többpólusúvá és több áramkörössé teszik a kapcsolót.

4. ábra: A kétpólusú, két áramkörös (DPDT) kapcsoló áramköri rajza (kép: Same Sky)

Az egy tokban lévő kapcsolók száma a felhasználási területtől függ, és általában 1 és 16 közötti. A DIP-kapcsolótokok leggyakrabban nyolc kapcsolót tartalmaznak, amivel 256 különböző beállítás érhető el. Ez megfelel a nyolcbites bájttal bináris értékként kifejezett 256-os számértéknek. A kapcsolók funkcióiról és a gyakori kapcsolótípusokról bővebben a Same Sky Fundamentals of Switches (A kapcsolók alapjai) című cikkében olvashat.

A leggyakoribb DIP-kapcsolótípusok

A DIP-kapcsolóknak különböző típusai léteznek, amelyek mindegyike a működtetési módjáról kapta a nevét, ilyenek a csúszókapcsolók, a billentyűkapcsolók, a forgókapcsolók stb.

A csúszókapcsolós DIP-kapcsolóknak általában két állásuk van – zárt vagy nyitott, be- vagy kikapcsolt, 1 vagy 0 –, és SPST kapcsolóként működnek. Vannak háromállású csúszókapcsolós DIP-kapcsolók is, ezeknél a középső általában semleges állás. Az ilyen típusú kapcsolók két végén lévő érintkezők azt jelentik, hogy a kapcsoló be/ki/be kapcsolt helyzetbe állítható a csúszókapcsolót a két oldal között mozgatva.

A DIP-kapcsolók beállíthatók úgy, hogy az érintkezőik normál esetben nyitottak legyenek, így működtetésükkor az áramkör zárul, vagy normál esetben zártak, így működtetésükkor az áramkör megszakad.

5. ábra: 8 csúszókapcsolós DIP-kapcsoló (kép: Same Sky)

A DIP-kapcsolókat gyakran használják olyan áramköri lapokon, amelyeket szűk házba szerelnek, ezért alakjuk és méretük, valamint a működtetőelemek mozgatásának módja kritikus fontosságú a könnyű kezelhetőség szempontjából. A billentyűkapcsolós DIP-kapcsolók például ugyanazt a funkciót kínálják, mint a csúszókapcsolós DIP-kapcsolók, de a kapcsolókat vízszintesen szerelik fel, így fel-le irányú mozdulattal működtethetők. Ez ellentétben áll a szokványos DIP-kapcsolókkal, amelyeket szintén vízszintesen szerelnek fel, de előre-hátra irányú mozdulattal lehet őket működtetni.

6. ábra: Egy 8 billentyűkapcsolós DIP-kapcsoló fel-le irányú mozdulattal működtethető kapcsolókkal (kép: Same Sky)

A forgókapcsolós DIP-kapcsolóknak egy működtetőelemük van, amelyet elforgatva több állás közül választhatunk, gyakran egy a tetején csavarhúzónyílással ellátott gombbal. Ahogy a felhasználó forgatja a működtetőelemet, a kapcsoló a különböző állásoknak megfelelő kimeneteket kapcsol.

7. ábra: Lapos, illetve kiemelt működtetőelemmel ellátott forgókapcsolós DIP-kapcsoló (kép: Same Sky)

Ezeknek a DIP-kapcsolóknak az az előnyük, hogy elég sok információ kódolására használhatóak, így az áramköri lapok gyártói számos lehetőség beállítását kínálhatják velük. Például egy négy kimeneti érintkezővel rendelkező forgókapcsolós DIP-kapcsolóval akár 16 különböző kimeneti beállítás is létrehozható bináris kódban – ez hexadecimális értékek beállításához praktikus. A 8. ábrán egy hexadecimális kódtáblázat látható egy 16 állású forgókapcsolós DIP-kapcsolóhoz, amelyben 0-tól 9-ig terjedő számok és A-tól F-ig terjedő betűk szerepelnek.

8. ábra: Hexadecimális kódtáblázat 16 állású forgókapcsolós DIP-kapcsolóhoz (kép: Same Sky)

A forgókapcsolós DIP-kapcsolók más fajtái beállíthatók úgy, hogy SPDT kapcsolóként működjenek oly módon, hogy egy pólus két, három vagy négy áramkört tudjon kapcsolni. Ez például arra használható, hogy a DIP-kapcsoló állásától függően egyetlen jelet akár négy különböző célállomásra lehessen elküldeni.

A DIP-kapcsolók legfontosabb jellemzői

A DIP-kapcsolók egyszerűek, de ez nem jelenti azt, hogy teljesen csereszabatosak lennének egymással. Az adott feladathoz legmegfelelőbb DIP-kapcsoló kiválasztásához keresse meg az azonos célú alkatrészek gyártói adatlapjait, és hasonlítsa össze az olyan tényezőket, mint a tokban lévő kapcsolók száma és a működtetőelem típusa, valamint amelyek az 1. táblázatban szerepelnek.

1. táblázat: A DIP-kapcsoló kiválasztásakor figyelembe veendő jellemzők

Ezek a jellemzők egyszerűnek tűnhetnek, de fontosak. A DIP-kapcsolónak a megadott teljesítményértékeken túl történő használata olyan gondokhoz vezethet, mint az érintkezők közötti ívhúzás (rossz) vagy akár az érintkezők összeolvadása (még rosszabb). Mindkét eshetőség biztonsági problémákat okozhat, valamint nagy eséllyel működésképtelenné teheti a rendszert.

Összegzés

A DIP-kapcsolókat évtizedek óta használják készülékek beállítására, napjainkban már az internetre kapcsolódó IoT-eszközök előzetes beállítására is, mielőtt telepítik azokat az otthonokban vagy üzemekben, hogy csökkenjen az állásidő. További gyakori felhasználási terület még a garázsajtónyitók és távirányítók programozása, a számítógépek alaplapjainak beállítása, valamint az ipari berendezések bekapcsolás nélküli tesztelésének lehetővé tétele.

A DIP-kapcsolóknak számos kialakítása létezik. Közös bennük az egyszerűség, a rugalmasság és az alacsony ár, ami azt jelenti, hogy a jövőben egyre több új felhasználási területen fogják őket alkalmazni. A Same Sky számos DIP-kapcsolót kínál csúszó-, billentyű- és forgókapcsolós működtetőelemmel, hogy megfeleljen a különböző tervezési igényeknek.