مفتاح تشغيل سريع مصغر

المفتاح الصغير ذو الحركة السريعة ، والذي يُعرف أيضًا باسم المفتاح الصغير أو المفتاح الصغير ، هو مفتاح كهربائي يتم تشغيله بقوة مادية ضئيلة جدًا ، من خلال استخدام آلية نقطة الانقلاب ، والتي تسمى أحيانًا آلية "المركز الزائد".

تتميز المفاتيح الدقيقة بأن حركة صغيرة نسبيًا عند زر التشغيل تُحدث حركة كبيرة نسبيًا عند نقاط التلامس الكهربائية ، وهو ما يحدث بسرعة عالية (بغض النظر عن سرعة التشغيل). ويحدث التبديل بشكل موثوق عند مواضع محددة وقابلة للتكرار للمشغل، وهو ما لا ينطبق بالضرورة على الآليات الأخرى. كما تُظهر معظم التصاميم الناجحة ظاهرة التخلف ، أي أن انعكاسًا طفيفًا للمشغل لا يكفي لعكس اتجاه نقاط التلامس؛ بل يجب أن تكون هناك حركة كبيرة في الاتجاه المعاكس. وتساعد هاتان الخاصيتان على تحقيق قطع نظيف وموثوق للدائرة الكهربائية.

تُعدّ هذه الأجهزة شائعة جدًا نظرًا لانخفاض تكلفتها ومتانتها العالية ، حيث تتجاوز دورة تشغيلها مليون دورة، وتصل إلى 10 ملايين دورة للطرازات شديدة التحمل. وتُعتبر هذه المتانة نتيجة طبيعية للتصميم.

اخترع فيليب كينيث ماكغال أول مفتاح صغير في عام 1932 في فريبورت، إلينوي ، بموجب براءة الاختراع الأمريكية رقم 1,960,020. ^{[ 1 ]} كان ماكغال يعمل آنذاك لدى شركة بورغيس للبطاريات . في عام 1937، أسس دبليو بي شولت، ^{[ 2 ]} صاحب عمل ماكغال، شركة مايكرو سويتش. ومنذ عام 1950، أصبحت الشركة وعلامة مايكرو سويتش التجارية مملوكة لشركة هانيويل للاستشعار والتحكم. ^{[ 3 ]} أصبح الاسم علامة تجارية عامة لأي مفتاح يعمل بالضغط. وتصنع شركات أخرى غير هانيويل الآن مفاتيح صغيرة تعمل بالضغط.

في أحد أنواع المفاتيح الصغيرة، ^{[ 4 ]} يوجد داخليًا نابضان موصلان . نابض مسطح طويل مثبت بمفصل عند أحد طرفي المفتاح (الطرف الأيسر في الصورة) وله نقاط توصيل كهربائية عند الطرف الآخر. نابض صغير منحني، مشحون مسبقًا (أي مضغوط أثناء التركيب) بحيث يحاول التمدد (في الأعلى، إلى يمين المنتصف قليلًا في الصورة)، موصول بين النابض المسطح بالقرب من نقاط التوصيل ونقطة ارتكاز قرب منتصف النابض المسطح. يضغط نتوء تشغيل على النابض المسطح قرب نقطة تثبيته.

لأن الزنبرك المسطح مثبت بقوة تحت الشد، لا يستطيع الزنبرك المنحني تحريكه إلى اليمين. يضغط الزنبرك المنحني، أو يسحب، الزنبرك المسطح إلى الأعلى، أي بعيدًا عن نقطة التثبيت. وبسبب الشكل الهندسي، تتناسب القوة المؤثرة إلى الأعلى طرديًا مع الإزاحة، التي تتناقص كلما تحرك الزنبرك المسطح إلى الأسفل. (في الواقع، تتناسب القوة طرديًا مع جيب الزاوية، الذي يتناسب تقريبًا مع الزاوية في حالة الزوايا الصغيرة ).

عند الضغط على المشغل، ينثني الزنبرك المسطح بينما يحافظ الزنبرك المنحني على تلامس نقاط التلامس الكهربائية. وعندما ينثني الزنبرك المسطح بدرجة كافية، فإنه يوفر قوة كافية لضغط الزنبرك المنحني، فتبدأ نقاط التلامس بالتحرك.

مع تحرك الزنبرك المسطح للأسفل، تقل قوة الزنبرك المنحني للأعلى، مما يؤدي إلى تسارع الحركة حتى في غياب أي حركة إضافية للمشغل، وذلك إلى أن يصطدم الزنبرك المسطح بالوصلة المفتوحة عادةً. ورغم أن الزنبرك المسطح ينثني أثناء تحركه للأسفل، إلا أن تصميم المفتاح يضمن تسارعًا في المحصلة النهائية. ينتج عن هذه الحركة "المركزية" صوت طقطقة مميز للغاية وشعور دقيق.

في وضع التشغيل، يوفر الزنبرك المنحني قوة دافعة للأعلى. عند تحرير المشغل، يتحرك الزنبرك المسطح للأعلى. ومع حركة الزنبرك المسطح، تزداد قوة الزنبرك المنحني، مما يؤدي إلى تسارع حتى يتم لمس نقاط التلامس المغلقة عادةً. وكما هو الحال في الاتجاه الهابط، صُمم المفتاح بحيث يكون الزنبرك المنحني قويًا بما يكفي لتحريك نقاط التلامس، حتى لو اضطر الزنبرك المسطح إلى الانثناء، لأن المشغل لا يتحرك أثناء عملية التبديل.

تُستخدم المفاتيح الصغيرة في مجالين رئيسيين:

• أولاً، يتم استخدامها عندما تكون هناك حاجة إلى قوة تشغيل منخفضة مع عمل محدد بوضوح.
• ثانيًا، تُستخدم هذه المفاتيح عندما تكون الموثوقية طويلة الأمد ضرورية. ويعود ذلك إلى الآلية الداخلية واستقلالية قوة الإغلاق على نقاط التلامس عن قوة التشغيل. وتعتمد موثوقية المفتاح بشكل كبير على قوة التلامس: فالقوة الكافية بشكل موثوق، دون أن تكون مفرطة، تضمن عمرًا أطول.

تشمل التطبيقات الشائعة للمفاتيح الدقيقة قفل باب فرن الميكروويف ، ومفاتيح التسوية والأمان في المصاعد ، وآلات البيع ، وأزرار ألعاب الفيديو ، والكشف عن انحشار الورق أو الأعطال الأخرى في آلات التصوير. كما تُستخدم المفاتيح الدقيقة بشكل شائع في مفاتيح العبث على صمامات البوابات في أنظمة رشاشات إطفاء الحرائق وأنظمة أنابيب المياه الأخرى ، حيث يكون من الضروري معرفة ما إذا كان الصمام مفتوحًا أم مغلقًا.

تُستخدم المفاتيح الدقيقة على نطاق واسع؛ ومن بين تطبيقاتها الأجهزة المنزلية ، والآلات ، وأنظمة التحكم الصناعية، والمركبات ، وأغطية السيارات المكشوفة ، والعديد من التطبيقات الأخرى للتحكم في الدوائر الكهربائية. وهي مصممة عادةً لحمل التيار في دوائر التحكم فقط، على الرغم من إمكانية استخدام بعضها مباشرةً للتحكم في المحركات الصغيرة، والملفات اللولبية ، والمصابيح، أو غيرها من الأجهزة. ويمكن لأنواع خاصة منخفضة القوة استشعار العملات المعدنية في آلات البيع، أو تدفق الهواء عند تركيب ريشة استشعار. ويمكن تشغيل المفاتيح الدقيقة مباشرةً بواسطة آلية، أو قد تُدمج كجزء من مفتاح ضغط ، أو تدفق، أو درجة حرارة ، يتم تشغيله بواسطة آلية استشعار مثل أنبوب بوردون . وفي هذه التطبيقات الأخيرة، يُعد تكرار موضع المُشغِّل عند التبديل أمرًا بالغ الأهمية لضمان الدقة على المدى الطويل. وتتكون آلية المؤقت من كامة تعمل بمحرك (عادةً ما تكون بطيئة السرعة نسبيًا) ومفتاح دقيق واحد أو أكثر. يمكن وضع آلية المفتاح السريع داخل غلاف معدني يتضمن أذرع تشغيل أو مكابس أو بكرات، مما يشكل مفتاح حد مفيد للتحكم في أدوات الآلات أو الآلات التي تعمل بالكهرباء.

• مفتاح الزئبق
• مفتاح ريد

• تحتفل شركة هانيويل بالذكرى السنوية الخامسة والسبعين لمفتاح مايكرو سويتش