選擇開關(guān)的過程并不總是得到應(yīng)有的時(shí)間和關(guān)注。鑒于大多數(shù)開關(guān)的成本相對(duì)較低和簡單的特性，通常在選擇它們時(shí)沒有充分考慮它們提供的特性和功能。根據(jù)應(yīng)用的不同，某些參數(shù)將指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員選擇特定的開關(guān)，但在眾多可用選項(xiàng)中，很容易誤入歧途。

在這里，我們強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)師在選擇開關(guān)時(shí)應(yīng)考慮的十個(gè)因素，強(qiáng)調(diào)開關(guān)的選擇為何重要——以及如果選擇正確，開關(guān)如何為他們的產(chǎn)品和整體品牌增加價(jià)值。

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)

物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 的出現(xiàn)正在各個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)。需要存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)，或者更頻繁地進(jìn)行通信。容納所需天線、發(fā)射器和附加電路的必要性會(huì)對(duì)可用于操作、檢測和數(shù)據(jù)收集組件（例如開關(guān)）的空間產(chǎn)生巨大影響。盡管如此，交換機(jī)仍必須與用戶交互，同時(shí)還要承受惡劣的環(huán)境和激進(jìn)的交互。例如，醫(yī)療設(shè)備制造商越來越多地將投資重點(diǎn)放在開發(fā)存儲(chǔ)、關(guān)聯(lián)和分析這些數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和平臺(tái)上。因此，設(shè)計(jì)人員必須仔細(xì)選擇能夠滿足苛刻規(guī)格的開關(guān)，包括小型化和低功耗。

滿足身體需求

隨著可穿戴設(shè)備的增長，對(duì)開關(guān)的需求也在增長。雖然可穿戴設(shè)備已經(jīng)存在了一段時(shí)間，但在為不同行業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)備時(shí)存在不同的理念。例如，醫(yī)療可穿戴設(shè)備中的組件需要能夠抵御粗暴的處理和環(huán)境挑戰(zhàn)，同時(shí)還需要每次都能首次工作。設(shè)計(jì)師面臨的挑戰(zhàn)是確保每個(gè)單獨(dú)的組件都適合這些機(jī)器運(yùn)行的苛刻環(huán)境中的用途。開關(guān)是用戶與設(shè)備之間接口的重要組成部分，因此在確保開關(guān)的一致性能、長壽命和質(zhì)量方面，做出正確的選擇至關(guān)重要。

滿足許多可穿戴設(shè)備要求的常見開關(guān)質(zhì)量包括密封液體和體液以及低功耗以保持電池電量。開關(guān)可能需要密封到 IP67 或 IP68，并且能夠在低毫安范圍內(nèi)的信號(hào)電流下可靠地工作。

外形

尺寸 例如，在工業(yè)領(lǐng)域，開關(guān)可用于各種應(yīng)用，包括 CNC 機(jī)器控制、安全和位置傳感器、電池充電器、電源和氣體檢測設(shè)備等。它們都有一個(gè)共同點(diǎn)，即 PCB 上的空間是有限的，無論是在高度還是占地面積方面。隨著設(shè)備功能的增加，這種外形尺寸變得越來越重要，從而使 PCB 上的空間變得更有價(jià)值。

超薄型交換機(jī)可以緩解組件擁塞，并有助于減小最終用戶設(shè)備的尺寸，使其在市場上更受歡迎。超小型開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)靈活性，允許電子設(shè)計(jì)人員在 PCB 上添加其他組件，否則這些組件會(huì)保留給更大的開關(guān)。許多類型的自動(dòng)化傳感器要求輕觸開關(guān)的占位面積為 3.0 毫米 x 2.6 毫米的情況并不少見，現(xiàn)在市場上的新型輕觸開關(guān)的占位面積低于 2.0 毫米。

電氣額定值

選擇開關(guān)的另一個(gè)關(guān)鍵考慮因素是所需的信號(hào)電流。根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的不同，電氣要求多種多樣，有些開關(guān)需要處理 PLC 和微處理器輸入的低信號(hào)電流，而有些開關(guān)需要處理較高的電流以驅(qū)動(dòng)繼電器。

輕觸開關(guān)通常在 32VDC 下處理低至 1 毫安 (mA) 的電流，其中一些低至 1 微安 (μA)，而快動(dòng)開關(guān)可能需要處理高達(dá) 25 安的電流來控制電機(jī)電路。斷路器輔助開關(guān)面臨挑戰(zhàn)，因?yàn)樗鼈兛赡苄枰褂猛婚_關(guān)處理 1 毫安到 10 安培的電流范圍。

適合目的

考慮在何處以及如何使用開關(guān)至關(guān)重要。開關(guān)通常在惡劣的環(huán)境中使用，并且需要能夠處理它們可能遇到的任何情況。用戶每天都與開關(guān)進(jìn)行交互，從按下加油泵上的按鈕、打開火車上的門、按下 ATM 上的鍵盤、呼叫和選擇電梯中的樓層等等；清單是無窮無盡的。一個(gè)共同點(diǎn)是，這些可公開訪問的設(shè)備更有可能遭受濫用或遇到惡劣的環(huán)境條件。

對(duì)于這些應(yīng)用，需要能夠耐受嚴(yán)苛處理的高度堅(jiān)固的開關(guān)來創(chuàng)建經(jīng)得起時(shí)間考驗(yàn)的人機(jī)界面 (HMI)。這些開關(guān)在構(gòu)造材料和方法方面與標(biāo)準(zhǔn)開關(guān)不同。例如，大多數(shù)防破壞開關(guān)的沖擊等級(jí)為 IK08 或 IK10（可能的最高沖擊等級(jí)），并且密封到 IP67 的防護(hù)等級(jí) (IP)。還需要一系列功能選項(xiàng)，例如 LED 照明、功能符號(hào)和端接樣式，例如焊片或快速連接端子，以適應(yīng)各種應(yīng)用。

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選項(xiàng)數(shù)組

對(duì)于設(shè)計(jì)師來說，沒有什么比受限于有限的開關(guān)選擇更糟糕的了。諸如極數(shù)和投擲數(shù)、閉鎖/瞬時(shí)動(dòng)作和其他電氣參數(shù)等基礎(chǔ)知識(shí)都是必要的考慮因素。同樣重要的是環(huán)境特性和開關(guān)的可靠性。正確地做到這一點(diǎn)意味著定義正確的材料，尤其是觸點(diǎn)材料，并確保其生命周期與設(shè)備的預(yù)期壽命相兼容。開關(guān)的人體工程學(xué)和美學(xué)通常會(huì)影響用戶對(duì)設(shè)備的體驗(yàn)和感知。

需要考慮的常見選項(xiàng)還包括按鈕和快動(dòng)開關(guān)的不同執(zhí)行器樣式、焊片、快速連接端子或?qū)Ь€等端接選項(xiàng)、直角安裝與直角安裝、表面安裝與通孔以及照明與非照明。

聲音和感覺

開關(guān)的聲音和感覺，也稱為觸覺，是開關(guān)操作的重要元素。這為用戶提供了重要的反饋，讓他們知道開關(guān)已正確操作。選擇具有正確觸覺的開關(guān)可以給任何產(chǎn)品帶來高品質(zhì)的感覺。例如，隨著車輛變得更加復(fù)雜和功能豐富，觸覺在汽車行業(yè)中變得越來越重要。事實(shí)上，觸覺現(xiàn)在對(duì)于汽車內(nèi)飾和控制裝置的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。外觀、感覺和聲音是車輛品牌標(biāo)識(shí)的重要組成部分，而開關(guān)是其中的關(guān)鍵——然后，成功的選擇通常會(huì)在同一制造商的多個(gè)車型中復(fù)制。

觸覺和聲學(xué)不僅可以將一個(gè)制造商與另一個(gè)制造商進(jìn)行對(duì)比，而且還可以用于定義模型在同一制造商的一系列汽車中的位置。選擇愿意修改開關(guān)組件和材料（例如致動(dòng)器的硬度和金屬圓頂?shù)男螤睿┮詫?shí)現(xiàn)正確的開關(guān)觸感的供應(yīng)商非常重要。

計(jì)算成本

毫無疑問，在選擇開關(guān)時(shí)，成本是一個(gè)重要的考慮因素。例如，工業(yè)市場特別關(guān)注成本，并會(huì)為應(yīng)用選擇“足夠好”的開關(guān)。這種成本意識(shí)的選擇可以通過選擇市場上最常用的版本來實(shí)現(xiàn)——不需要高性能水平，而是在保持嚴(yán)格的質(zhì)量控制的同時(shí)提供經(jīng)濟(jì)的定價(jià)。當(dāng)不需要附加功能時(shí)，選擇標(biāo)準(zhǔn)的、現(xiàn)成的變體將被證明是最佳策略。

擁有成本

雖然任何解決方案都必須反映所需的功能和要求，但它還必須滿足成本限制，才能在商業(yè)上可行并滿足客戶的需求。在這種情況下，“成本”不僅僅指組件的成本；它還必須包括集成解決方案所需的一切、連接成本和組裝成本——即所謂的“總擁有成本”。例如，當(dāng)今汽車行業(yè)的現(xiàn)實(shí)迫使汽車制造商在生產(chǎn)零部件和車輛方面更加高效；但是，與此同時(shí)，他們必須確保在質(zhì)量和性能方面沒有任何損失。

許多工業(yè)應(yīng)用旨在在骯臟、潮濕或腐蝕性的環(huán)境中持續(xù)長達(dá)十年。這些應(yīng)用中使用的開關(guān)需要在 -40°C 至 85°C 的溫度范圍內(nèi)傳導(dǎo)低信號(hào)電流（低于 50 mA），而不會(huì)氧化或腐蝕觸點(diǎn)。循環(huán)壽命要求可能在 50,000 到 5,000,000 之間。不符合這些規(guī)范可能會(huì)導(dǎo)致昂貴的終端設(shè)備更換。

少即是多

盡管下一代創(chuàng)新設(shè)備和產(chǎn)品所需的開關(guān)可能會(huì)更少，但它們?nèi)詫l(fā)揮至關(guān)重要的作用。例如，未來的聯(lián)網(wǎng)、電動(dòng)和自動(dòng)駕駛汽車將配備更先進(jìn)的 HMI，以滿足熟悉智能手機(jī)和平板電腦等高品質(zhì)消費(fèi)電子產(chǎn)品的消費(fèi)者的期望。在未來的自動(dòng)駕駛汽車中，將需要集成更多的控制功能。當(dāng)車輛將他們帶到目的地時(shí)，駕駛員將有更多時(shí)間娛樂甚至工作。在選擇合適的開關(guān)時(shí)需要考慮這種更高的期望。

任何產(chǎn)品的好壞取決于其各個(gè)部分的總和。無論是集成到精密手術(shù)器械、復(fù)雜的面板進(jìn)入系統(tǒng)還是汽車鑰匙扣，開關(guān)都必須適應(yīng)它們所使用的產(chǎn)品設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)。通過考慮這十個(gè)設(shè)計(jì)因素，設(shè)計(jì)工程師可以確保他們正在為其應(yīng)用選擇最佳開關(guān)。

審核編輯 黃昊宇