คู่มือแนะนำโรตารี่สวิตซ์

คู่มือนี้จะแนะนำเกี่ยวกับโรตารี่สวิตซ์ (Rotary Switch) หรือสวิตซ์แบบเลือกค่า (Selector Switch) โดยเฉพาะ ทั้งอธิบายเกี่ยวกับการใช้งาน วิธีการทำงาน และประเภทต่าง ๆ

โรตารี่สวิตซ์อาจอธิบายโดยสังเขปว่า ในอุปกรณ์ เครื่องมือ และวงจรจำนวนมากจำเป็นต้องใช้สวิตซ์ในหลายตำแหน่ง เพื่อเลือกใช้วงจรไฟฟ้าหรือสถานะที่แตกต่างกันภายในตัวอุปกรณ์ โดยอ้างอิงจากชื่อสวิตซ์ประเภทนี้ ที่จะทำการเคลื่อนที่ระหว่างตำแหน่งต่าง ๆ โดยการหมุน (Rotation) เนื่องจากโดยปกติแล้วสวิตช์ทั่วไปสามารถเข้าถึงได้เพียงสองตำแหน่ง เช่น เปิดหรือปิด โดยหากต้องการกำหนดค่าอื่นให้อุปกรณ์ที่ซับซ้อนขึ้น อาจต้องใช้สวิตซ์อื่นมาเสริมหลายตัว ดังนั้น สวิตซ์แบบหมุนคือโซลูชันคำตอบของการใช้งานแบบครบวงจรที่ง่ายกว่า โรตารี่สวิตซ์ จัดอยู่ในประเภทส่วนประกอบ HMI หรือมีการอินเทอร์เฟซระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร (Human-Machine Interface: HMI) เนื่องจากเป็นช่องทางให้ผู้ปฏิบัติงานโต้ตอบและควบคุมอุปกรณ์ได้ มีการกำหนดตัวตั้งค่าหลายแบบที่แตกต่างกัน และยังมีอุปกรณ์เสริมให้เลือกอีกมากมาย

โรตารี่สวิตซ์หรือสวิตซ์แบบหมุนใช้ในการเชื่อมต่อวงจรปฏิบัตการภายในอุปกรณ์กับแหล่งไฟฟ้า ประจุไฟฟ้าจะชาร์จเข้าสู่สวิตช์และจะถูกส่งไปยังวงจรใดก็ตามที่สวิตช์เลือกอยู่ โรตารี่สวิตซ์มีระบบควบคุมเชิงกลที่แข็งแกร่ง พร้อมการตอบรับสัมผัสทันที ตรงกันข้ามกับระบบที่ใช้ซอฟต์แวร์ เช่น หน้าจอสัมผัส ในการตั้งค่าบางอย่างที่ผิดพลาดของซอฟต์แวร์อาจทำให้เกิดอันตรายและเป็นปัญหาใหญ่ได้

โรตารี่สวิตซ์ที่นิยมใช้มากที่สุด คือ

• พัดลมที่สามารถปรับความแรงได้
• สวิตซ์ไฟฟ้าแบบหมุน
• สวิตซ์โคมไฟแบบหมุน
• สวิตซ์หรี่ไฟ

นอกจากนี้ ยังมีการใช้โรตารี่สวิตซ์ในอุปกรณ์สำคัญอื่น ๆ ดังนี้

• อุปกรณ์แปลงเสียงมืออาชีพ ใช้สลับระหว่างช่องสัญญาณและเครื่องเสียง
• โรตารี่สวิตซ์ 3 ทางและ 6 ตำแหน่งของกีตาร์ ใช้เลือกโทนเสียงและเอฟเฟ็กต์
• วิทยุมือถือ ใช้เปลี่ยนช่องสัญญาณและแบนด์
• โวลต์มิเตอร์และอุปกรณ์มิเตอร์วัดที่ใกล้เคียง ใช้การเลือกช่วงที่แตกต่าง
• แผงหน้าปัดรถยนต์ สำหรับเลือกฟังก์ชันต่าง ๆ เช่น การปรับแอร์ภายในห้องโดยสาร หรือการปรับพัดลม
• แผงควบคุมเครื่องบิน

โรตารี่สวิตซ์มีประโยชน์และนำมาใช้กับอุปกรณ์สื่อสารทางอุตสาหกรรม การแพทย์ การก่อสร้าง และการทหารหลายประเภท เช่น

• ใช้ปรับความเร็วของสายพานลำเลียง
• ใช้ปรับความถี่ของออสซิโลสโคป
• ใช้ควบคุมอุปกรณ์วินิจฉัยทางการแพทย์

โรตารี่สวิตซ์มักใช้กับวงจรไฟฟ้าที่ต้องทำงานอย่างราบรื่น ไร้รอยต่อ ระหว่างการกำหนดค่าที่ซับซ้อน

มาดูกันว่า Rotary Switch หรือ Selector Switch ซึ่งเป็นสวิตช์แบบหมุนนั้นมีการทำงานอย่างไร ถึงแม้จะมีการออกแบบและการกำหนดค่าที่แตกต่างกัน แต่ทั้งหมดออกแบบบนพื้นฐานที่เหมือนกัน นั่นคือแกนหมุน (Spindle) หรือโรเตอร์ (Rotor) มีซี่ล้อยื่นออกมา ขณะที่แกนหมุนทำงานภายในเพลา ซี่ล้อจะเคลื่อนไปยังตำแหน่งต่าง ๆ และสัมผัสกับขั้วต่อไฟฟ้าแต่ละอัน และเปิดใช้งานวงจรที่ต่ออยู่ หรือเปลี่ยนสถานะทางไฟฟ้า (เช่น จากเปิดเป็นปิด) วงจรเหล่านี้เดินทางผ่านส่วนประกอบทรงกลมที่เรียกว่าเวเฟอร์ (Wafer) และอาจต่อหลายวงจรไว้ในตำแหน่งเดียวได้

Selector Switch ส่วนใหญ่คือ สวิตช์ที่มีการออกแบบโรเตอร์ให้มีรอยบากหรือเป็นรูปดาว แทนที่จะเป็นพื้นผิวเรียบ ทำให้ไม่ต้องหยุดในตำแหน่งกลางระหว่างขั้วต่อหรือจุดสัมผัส โดยอาจมีการติดตั้งกลไกสปริงโหลดที่เรียกว่าตัวหน่วงเพื่อจุดประสงค์เดียวกัน

โดยทั่วไปขั้วต่ออยู่ในตำแหน่งรอบ ๆ แกนหมุนตามช่วงการหมุนที่กำหนด โดยมักจะอยู่ที่ 30, 45, 60 และ 90 องศา โดยมุมเหล่านี้จะใช้กำหนดจำนวนตำแหน่งของสวิตซ์ที่มีอยู่

จำนวนตำแหน่งนั้น ผู้ใช้สามารถเลือกจำกัดได้ในสวิตช์แบบหมุนบางตัว โดยการใส่วงแหวนเข้าไปในช่องที่ออกแบบเป็นพิเศษ เช่น การแปลงสวิตช์ 12 ตำแหน่งเป็นสวิตช์แบบ 4 ตำแหน่ง เป็นต้น

ขั้นตอนการต่อสายโรตารี่สวิตซ์แบบพื้นฐาน มีดังต่อไปนี้

1. กำหนด 1 จุดเอาต์พุตหลักสำหรับแต่ละขั้วต่อ อาจทำสัญลักษณ์ไว้ก็ได้ แต่ถ้าไม่มี ให้หมุนสวิตซ์ไปตำแหน่งที่ 1 และใช้เครื่องวัดความต้านทานกระแสไฟฟ้า หรือโอห์มมิเตอร์ (Ohmmeter) เพื่อตรวจจับการไหลของกระแสไฟ
2. เตรียมปลายสายให้พร้อม โดยลอกตัวฉนวนประมาณ ¼ นิ้ว เพื่อบัดกรี หรือติดกับตัวขั้วต่อที่เหมาะสม
3. ต่อสายอุปกรณ์ขาเข้ากับขั้วอินพุตสวิตช์แบบหมุน โดยการบัดกรีหรือกดขั้วต่อให้เข้าที่ หากสวิตช์หมุนของคุณมีช่องเสียบอินพุตมากกว่าหนึ่งช่อง ให้ทำซ้ำขั้นตอนนี้สำหรับแต่ละช่อง
4. ท้ายที่สุด ทำการเชื่อมต่อสายขาออกเข้ากับขั้วเอาต์พุตที่ถูกต้อง ควรต่อวงจรหรืออุปกรณ์แรกตามลำดับการทำงานเข้ากับขั้วต่อที่หนึ่ง และเชื่อมต่ออุปกรณ์หรือวงจรตัวที่สองเข้ากับอุปกรณ์ถัดไปโดยเคลื่อนในตามทางเข็มนาฬิกา

โรตารี่สวิตซ์นั้นมีหลากหลายประเภท ซึ่งเราเสนอตัวอย่างที่นิยมใช้มาแนะนำดังนี้

สวิตซ์เวเฟอร์

เวเฟอร์เป็นส่วนประกอบของโรตารี่สวิตซ์ส่วนใหญ่ ซึ่งจ่ายกระแสไฟจากแกนหมุนไปยังขั้วต่อเอาต์พุต โรตารี่สวิตซ์แบบเวเฟอร์ได้รับการออกแบบพิเศษให้มีการจัดเรียงหน้าสัมผัสไว้ทั้งสองด้านของเวเฟอร์

สวิตซ์แยกซ์ลีย์

สวิตซ์แยกซ์ลีย์ เป็นสวิตซ์แบบมาตรฐานที่ใช้งานน้อยลงในปัจจุบัน

โรตารี่สวิตซ์ขนาดเล็ก

โรตารี่สวิตซ์ขนาดเล็กได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้ในการตั้งค่าในรูปแบบพื้นที่จำกัด เช่น แผงวงจร โดยทั่วไปจะใช้งานแบบเปิดหรือปิดสุดทั้งหมด และมักใช้เป็นเซ็นเซอร์ในการตรวจจับตำแหน่งของชิ้นส่วนอื่น ๆ

โรตารี่สวิตซ์กระแสพิกัดสูง

โรตารี่สวิตซ์กระแสพิกัดสูงใช้กับกำลังไฟฟ้าที่สูงขึ้น โดยวัสดุมีความทนทานต่อการปล่อยกระแสไฟฟ้า อย่างเช่น เซรามิก และเสริมความแข็งแรงทั้งปลอกและจุดสัมผัส

โรตารี่แคมสวิตซ์

โรตารี่แคมสวิตซ์มีเพลาที่ช่วยเพิ่มหรือลดความต้านทานของกระแสไฟฟ้าในจุดสัมผัส เป็นทางเลือกที่ดีสำหรับเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ที่มีกระแสแปรผัน

DIP โรตารี่สวิตซ์

DIP โรตารี่สวิตซ์เป็นกลุ่มสวิตซ์ในแพ็กเกจอินไลน์คู่ โดยรูปแบบมาตรฐานนี้ใช้ในแผงวงจรและส่วนประกอบของอุปกรณ์ไฟฟ้า ซึ่งรู้จักกันในชื่อ สวิตซ์ Dual-In-Line (DIL) ซึ่งช่วยปรับการตอบสนองทางไฟฟ้าของอุปกรณ์ที่ติดตั้ง

โรตารี่สวิตซ์แบบคู่

โรตารี่สวิตซ์แบบคู่ คือสวิตซ์อีกแบบหนึ่งที่ออกแบบให้มีขนาดเล็กและใช้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ละเอียดอ่อน โดยใช้ระบบแบบเปิด-ปิดเป็นคู่

โรตารี่สวิตซ์แบบชั่วคราว

โรตารี่สวิตซ์แบบชั่วคราวนั้นใช้ในแผงวงจรไฟฟ้าที่หลากหลาย และมีฟังก์ชั่นสำหรับการเปลี่ยนแปลงแบบชั่วคราว เช่น การสลับจากวงจรหนึ่งไปอีกวงจรหนึ่ง หรือจากเปิดเป็นปิด โดยสวิตซ์แบบนี้จะกลับไปที่การตั้งค่าเริ่มต้นหลังจากถูกกด

โรตารี่สวิตซ์แบบ PCB Mount

โรตารี่สวิตซ์แบบ PCB Mount เป็นตัวควบคุมแนวตั้งที่ติดบนแผงวงจร (PCBs) โดยใช้เป็นสวิตซ์คอนโทรลเพื่อควบคุมขั้วเอาต์พุตหลายขั้ว

โรตารี่สวิตซ์แบบ Heavy-Duty

โรตารี่สวิตซ์สำหรับงานหนัก ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้การควบคุมทางกลที่แข็งแกร่งในสภาพแวดล้อมของโรงงานอุตสาหกรรมที่มีความต้องการปฏิบัติงานสูง

อุปกรณ์เสริมของโรตารี่สวิตซ์ได้แก่

• แป้นหมุน ฝาครอบ และลูกบิดสำรอง
• วงจรแบบหมุนเปิด
• ส่วนประกอบเพลาและแกนหมุน
• กลไกการล็อก

จุดสัมผัสในวงจรไฟฟ้าเรียกว่าขั้วต่อ จุดทางเข้าของไฟฟ้าหรือขั้วต่ออินพุตของโรตารี่สวิตซ์เรียกว่า เสา (Pole) หรือต้นขั้ว และมีการออกแบบให้มีได้มากกว่าหนึ่งจุด โดยแต่ละจุดเชื่อมต่อผ่านการหมุนไปยังชุดของเทอร์มินัลเอาต์พุตหรือขั้วปลายทาง เรียกว่าวิธีการเดินทาง โดยโรตารี่สวิตซ์ส่วนใหญ่มีการกำหนดค่าไว้ 3, 4, 5, 6 และ 12 รูปแบบ และมีตัวเลขที่สูงกว่านั้นให้เลือก ตำแหน่งสวิตชิ่งหรือจุดที่สวิตช์โต้ตอบกับวงจร เรียกว่า ทาง ความแตกต่างของรูปแบบโรตารี่สวิตซ์ มาจากส่วนที่แตกต่างกันของ เสา ตำแหน่ง และทาง ตามด้านล่างนี้

• โรตารี่สวิตซ์แบบสองขั้ว สองทาง (DPDT) ทำงานโดยใช้สวิตซ์แบบเปิดคู่ในการเชื่อม
• โรตารี่สวิตซ์แบบสองขั้ว สี่ทาง (DP4T) ส่วนใหญ่ใช้ในวิทยุ โทรทัศน์ ระบบไฟภายในบ้าน และในโรงงานอุตสาหกรรม
• โรตารี่สวิตซ์แบบแปดขั้ว ออกแบบให้ใช้งานในอินพุตขั้วต่อ หรือเสา
• โรตารี่สวิตซ์แบบสองขั้ว สองตำแหน่ง โดยขั้วแบบคู่นี้เชื่อมกับตำแหน่งที่เลือกได้ทั้งสองตำแหน่ง
• โรตารี่สวิตซ์แบบสองขั้ว หกตำแหน่ง โดยออกแบบให้แต่ละขั้วเชื่อมกับตำแหน่งที่เลือกได้สามตำแหน่ง
• โรตารี่สวิตซ์แบบมีขั้วหลากหลาย โดยปกติแล้วโรตารี่สวิตซ์แบบมาตรฐาน ออกแบบให้มีขั้วเดี่ยว โดยรูปแบบนี้เพิ่มความอเนกประสงค์ในการใช้งาน
• โรตารี่สวิตซ์แบบสองขั้ว สามทาง (DP3T) รูปแบบนี้มีสองวงจรที่ตัดผ่านทั้งสามจุด โดยมีตำแหน่งสวิตซ์ให้เลือกสามที่