交换机应用寻找10个完美的因素

10 factors for finding the perfect switch for your application

选择开关的过程并不总是值得注意的。考虑到大多数交换机的成本相对较低且简单，通常在选择交换机时没有充分考虑它们所提供的特性和功能。根据应用的不同，有一些参数可以指导设计者选择特定的开关，但是在众多的选项中，它很容易被引入歧途。

在这里，我们强调了设计师在选择交换机时应该考虑的十个因素，并强调了为什么选择交换机很重要，以及如果选择正确，交换机如何为他们的产品和整个品牌增值。

数据驱动

物联网（IoT）的出现在所有部门产生了大量的数据。这些数据需要存储，或者更经常地进行通信。安装所需的天线、发射机和附加电路的必要性会对操作、检测和数据采集部件（如开关）的可用空间产生严重影响。尽管如此，交换机仍然必须与用户交互，同时还要经受恶劣的环境和激烈的交互。例如，医疗设备制造商正越来越多地将投资集中在开发存储、关联和分析这些数据的系统和平台上。因此，设计者必须仔细选择能够满足要求的规格，包括小型化和低功耗的开关。

满足身体需求

随着可穿戴设备的增长，对交换机的需求也在不断增长。虽然可穿戴设备已经存在了一段时间，但在为不同行业设计设备时，存在着不同的理念。例如，医用可穿戴设备中的组件需要能够抵御粗暴的治疗和环境挑战，同时每次都能在第一时间工作。设计师面临的挑战是确保每一个单独的组件都适合这些机器运行的苛刻环境。交换机是用户和设备之间接口的重要组成部分，因此，在确保交换机的一致性能、长寿命和质量方面，做出正确的选择至关重要。

满足许多可穿戴设备要求的常见开关质量包括密封液体和体液，以及低功耗以保持电池电量。开关可能需要密封到IP67或IP68，并且能够在低毫安范围内可靠地工作。

外形尺寸

例如，在工业部门，开关被用于各种应用，包括数控机床控制、安全和位置传感器、电池充电器、电源和气体检测设备等等。它们都有一个共同点，那就是PCB上的空间是有限的，无论是高度还是占地面积。随着设备功能的增加，这种形状变得越来越重要，使得PCB上的不动产变得更加有价值。

超低配置的交换机可以缓解组件的拥塞，并有助于减少最终用户设备的大小，使其在市场上更受欢迎。超小型开关可以实现灵活性，允许电子设计人员在PCB上添加其他元件，否则这些元件将被预留给更大的开关。许多类型的自动化传感器需要3.0mm x 2.6mm的触控开关，而现在市场上销售的更新型触控开关的占地面积小于2.0mm。

电气额定值

开关选择的另一个重要考虑因素是所需的信号电流。根据产品设计的不同，电气要求有很大的变化，有些开关需要处理PLC和微处理器输入的低信号电流，而有些则需要处理更高的电流，以启动继电器。

触控开关通常在32VDC下处理低至1毫安（mA）的电流，有些低至1微安（µA），而快动开关可能需要处理高达25安培的电流来控制电机电路。断路器辅助开关面临挑战，因为它们可能需要用同一个开关处理从1毫安到10安培的电流范围。

适合目的

考虑开关的使用地点和方式至关重要。开关通常用于恶劣环境中，需要能够处理可能遇到的任何情况。用户每天都要和开关互动，从按气泵上的按钮，打开火车的门，在自动取款机上按键盘，在电梯里打电话和选择楼层等等，这些都是无穷无尽的。一个共同点是，这些可公开使用的设备更容易遭受虐待或遭遇恶劣的环境条件。

对于这些应用，需要高度坚固的交换机，能够抵抗恶劣的处理，以创建经得起时间考验的人机界面（HMI）。这些开关在结构材料和方法方面与标准开关不同。例如，大多数防破坏开关的冲击等级为IK08或IK10（可能的最高冲击等级），并密封至IP67的入口保护（IP）。此外，还需要一系列功能选项，如LED照明、功能符号和终端样式（如焊耳或快速连接终端），以适应各种应用。

选项数组

对于设计师来说，没有什么比受到有限的开关选择的限制更糟糕的了。基本要素，如极数和摆幅、闭锁/瞬时动作和其他电气参数都是必要的考虑因素。开关的环境特性和可靠性也很重要。要做到这一点，就意味着要定义正确的材料，尤其是触点，并确保寿命周期与设备的预期寿命相匹配。开关的人体工程学和美学通常会影响用户对设备的体验和感知。

要考虑的常见选项还包括按钮和速动开关的不同执行器类型、终端选项（如焊耳、快速连接端子或导线）、直线安装与直角安装、表面安装与通孔以及照明与非照明。

声音和感觉

开关的声音和感觉，也称为触觉，是开关操作的重要元素。这将向用户提供重要的反馈，让他们知道开关已正确操作。选择具有正确触觉的开关可以给任何产品一个高质量的感觉。触觉在汽车工业中变得越来越重要，例如，随着车辆变得越来越复杂和功能丰富。事实上，触觉现在对汽车内饰和控制的设计至关重要。外观、感觉和声音是汽车品牌标识的重要组成部分，而开关则是关键所在，而成功的选择通常会在同一制造商的多个车型上复制。

触觉和声学不仅能定位一个制造商与另一个制造商之间的位置，而且还可以用来定义同一制造商的汽车系列中模型的位置。选择愿意修改开关元件和材料（如执行机构的硬度计和金属圆顶形状）的供应商以获得正确的开关触觉是很重要的。

计算成本

当涉及到交换机选择时，成本是一个重要的考虑因素。例如，工业市场特别关注成本，会选择一个“足够好”的开关来应用。这种有成本意识的选择可以通过选择市场上最常用的版本来实现，这些版本不需要高性能水平，而是在保持严格的质量控制的同时提供经济的定价。当不需要额外的功能时，选择标准的现成的变体将被证明是最好的策略。

拥有成本

虽然任何解决方案都必须反映出所需的特性和要求，但它也必须满足成本限制，才能在商业上可行并满足客户的需求。在这种情况下，“成本”不仅仅指组件的成本；它还必须包括集成解决方案所需的一切、连接成本和组装成本，即所谓的“总体拥有成本”。例如，当今汽车工业的现实迫使汽车制造商提高生产零部件和车辆的效率；然而，与此同时，他们必须确保在质量和性能方面没有任何损失。

许多工业应用在肮脏、潮湿或腐蚀性环境中的使用寿命可达10年。这些应用中使用的开关需要在-40°C到85°C的温度范围内传导低信号电流（低于50 mA），而不会氧化或腐蚀触点。循环寿命要求从50000到5000000不等。不符合这些规范可能导致更换终端设备的成本高昂。

少即多

虽然下一代创新设备和产品所需的交换机可能会更少，但它们仍将发挥至关重要的作用。例如，未来的联网、电动和自主汽车将拥有更先进的人机界面，以满足消费者对智能手机和平板电脑等高质量消费电子产品的期望。在未来的自主汽车中，需要集成更多的控制功能。当车辆将他们带到目的地时，驾驶员将有更多的时间娱乐甚至工作。在选择合适的开关时，需要考虑这种更高的期望值。

任何产品都只有其各部分之和。无论是集成在精密手术器械、精密面板进入系统或汽车遥控钥匙中，开关都必须适应所用产品设计的具体要求。通过考虑到这十个设计因素，设计工程师可以确定他们正在为他们的应用选择最好的开关。