Какие бывают выключатели: какие бывают и как выбрать

Содержание

Типы выключателей. Выбираем самый лучший вид выключателя

Добрый день. Сегодня мы вам расскажем какие бывают виды и типы выключателей, чем они различаются между собой, а так же раскроем секреты их механизмов. Рынок электроприборов постоянно развивается, появляются новые модели, ориентированные на комфорт и легкость в использовании. Чтобы вам было легче определиться с выбором, в этой статье мы сделали для вас краткий обзор коммутационных устройств с описанием их особенностей.

Выключатель — это коммутационное устройство, котором мы пользуемся каждый день. Оно отвечает за замыкание-размыкание электронной цепи, питающей прибор освещения. Он устанавливается в том месте где идет разрыв фазного провода. Типы выключателей очень разнообразны, хотя все они выполняют одну и ту же функцию.

Какие бывают типы выключателей

Виды и типы выключателей

Выключатели разделяются: по типу, виду, каждый тип имеет свои способы применения. И вот как раз в таблице ниже, мы видим их подразделение по степени защиты.

На данный момент широко используемся международная система защиты (International Protection) IP. После этих букв указывается две цифры и необязательная буква.

Степени защиты выключателей

Первая цифра показывает, что существует защищенность изделия от попадания в него посторонних предметов. Эти предметы имеют любой размер, вплоть до размера частиц пыли. Второй цифрой обычно обозначается степень защищенности от влаги. Она имеет корреляционную зависимость: чем больше цифры – тем выше степень.
Выключатели различаются по способу коммутации — могут быть с винтовыми или безвинтовыми зажимами. В случае с винтовыми зажимами, провода зажимаются между пластин при помощи винта. Однако есть один минус в данном соединение — со временем большая вероятность ослабления контакта, по-этому периодически приходится подкручивать винты. Безвинтовой зажим делает работу по монтажу значительно проще и за счет конструкции механизма, обеспечивается надежный контакт провода с токопроводящей арматурой.

Коммутаторы клавишного типа

Коммутаторы состоят из закрепленных внутри корпуса контактов и качающегося механизма, поджатого пружиной. Клавишные коммутаторы, можно подразделить на две вариации:

Типы выключателей
  1. С использованием шарика который при нажатии на клавишу начинает двигаться по качающемуся коромыслу. Проходя ось, он перекатывается по плечу коромысла, тем самым передвигая механизм с контактами в другую противоположную сторону.
  2. Тип выключателя с использованием подпружинной рамки. Поскольку она имеет возможность качаться на своей оси, то тем самым разрывает либо создает электрический контакт.

Вне зависимости от типа устройств включение-выключение оборудования производится нажатием на клавишу. Такие коммутаторы, при правильной эксплуатации, характеризуются длительным сроком службы в пределах нескольких десятков лет. Да и стоимость их невелика. На рынке можно встретить конструкции разного вида: есть более легкие, есть более сложные — когда на одном основании закреплены две и более клавиш.

Коммутаторы шнурового типа

Такой вариант эпохи прошлого века идеально подходит для бра, настольных ламп и прочих светильников. Поскольку их основной особенностью является наличие прочного шнурка, который выходит из корпуса выключателя. Собственно включение-выключение данного предмета происходит именно за счет этого шнурка. Закрепленный на рычаге, он, в свою очередь, взаимодействует с двигающейся контактной колодкой. Отпуская шнурок, тем самым вы производите распрямление , закрепленной в корпусе пружины и колодка возвращается на прежнее место. Необычность данного типа проявляется в модификации — управления двумя и более лампочками. Они реагируют на количество натяжений шнурка.

При первом натяжении — включается один из осветительных блоков, при втором — следующий и так далее. Выключение происходит в обратном порядке.

Типы выключателей для дома (бытового применения)

Применяемые в быту различные виды выключателей должны быть удобными, безопасными, имеющими привлекательный дизайн. Они отличаются друг от друга по видам и типам. По способу установки включатель может быть встроенным или устанавливаться снаружи. В наше время чаще всего используют в качестве органов управления поворотную клавишу, такие выключатели распространены в Европе.

Типы выключателей для дома

В США предпочитают пользоваться выключателями рычажкового типа (тумблеры), видимо, не желая уходить от традиций. Но это сейчас, а в былые времена, когда еще Томас Эдисон только сделал свое изобретение использовались поворотные выключатели. Они были известны во всем мире в первой половине XX века и коммутировали до нескольких цепей в 3–4 положениях (пакетный выключатель). Пакетные выключатели используются до сих пор во многих старых щитках коммунального хозяйства.

Чтобы включить светильник, используют выключатель одноклавишный, для люстр применяют двухклавишный или даже трехклавишный выключатель. Для таких помещений, как туалет и ванная используют двойной выключатель света. Добавим, что в наш век продвинутых технологий появилось много выключателей с дополнительными функциями. Вот эти функции:

  • выключатель с подсветкой для ночного времени
  • выключатель с таймером отключения.
  • Выключатели с регулятором яркости.

Если с первым типом функций все понятно, то второй используется, чтобы сэкономить свет в маленьких помещениях (кладовках, ванных комнатах) куда заходят на короткое время и забывают выключать свет. А третий может использоваться вместе с теми светильниками, которые поддерживают функцию диммера (регулятора освещенности, англ.). Иногда они идут в комплекте, так как такой вид приборов еще не стандартизован.

Непривычные типы выключателей

  • Выключатель света с датчиком движения – еще один способ экономии электричества, очень удобный. Свет включается, если инфракрасный датчик обнаруживает движение человека в поле зрения датчика. Повторное движение может отключать свет или это может сделать таймер, после того, как движение было обнаружено. Выключатель с датчиком движения не требует никаких действий от человека, достаточно его присутствия.
  • Есть один, так называемый умный выключатель, это – выключатель по хлопку.
    Так, как он реагирует на шум, может включится и непроизвольно. Внутри него стоит микрофон, он же усилитель и микропроцессорное устройство для того, чтобы распознать характер звука. С первого раза он может не сработать, так как запоминает звук от пользователя в памяти для последующего сравнения.
И такие бывают
  • Напольный выключатель выполняется в виде кнопки с фиксацией. Его можно включать нажатием ноги с небольшим усилием, а конструкция выполнена таким образом, чтобы вес ноги его не повредил.
  • Выключатель потолочный также является кнопкой с фиксатором, на которую усилие передается от рычага, с привязанным к нему шнуром. Механика скрывается за декоративной крышкой. Чтобы включить или выключить его, требуется слегка потянуть за шнур.

Типы выключателей — обозначение на строительных схемах

Одной из схем, которой пользуются строители-электромонтажники, является схема расположения. Она выполняется по своим правилам и имеет отличные от принципиальных схем обозначения.

Перед тем, как установить выключатель подходящего вида и типа, потребителям нужно согласовать проект, как заказчики они имеют на это полное право. Чтобы не путаться в схеме ниже мы приводим фото, где показано обозначение розеток и выключателей на чертежах.

Обозначение типов выключателей на схеме

Небольшой кружок на чертеже — это обозначение выключателей .От него исходит линейный отрезок под углом примерно 60° к горизонтали. Выключатель открытой установки обозначают короткой черточкой вправо, отложенной от конца отрезка. Число таких черточек показывает число полюсов. Число независимых выключателей в группе показано повторением вертикальных отрезков, сдвинутых на угол 30°. Выключатель четырехклавишный будет изображаться четырьмя отрезками, тройной выключатель – тремя и т. д.

Полуокружность, выпуклая вверх, означает изображение розеток. На схеме от окружности откладывают столько отрезков, сколько полюсов имеет розетка. Если розетка имеет клемму для защитной земли, то в верхней точке дуги изображается горизонтальная касательная.

Обозначение розеток на схеме

Для того, чтобы вы разобрались еще лучше в видах,типах выключателей, а также в том, какая разница в их использовании, мы размещаем картинки, на которых показаны детали, которые трудно вообразить в уме. Например, накладные розетки и выключатели. Скрытые отличаются от них только вертикальной чертой в сегменте круга (розетки) и Т-образной черточкой вместо Г-образной при выключателях. Наружные розетки и выключатели, предназначенные для работы на улице (вне помещений), обозначаются аналогично показанным, только класс защиты ниже: от IP44 до IP55, что соответственно означает: «отсутствие щелей от 1 мм и выше и защита от брызг любого направления» и «частичная защита от пыли и кратковременная защита от струи любого направления».

Расскажем. чем можно оттереть жидкие гвозди. Обзор средств и приемов тут.

Различные типы выключателей

Дальше мы рассмотрим различные типы выключателей. Помимо обычных всем нам привычных выключателей существует и другие типы выключателей, которые не так популярны, но при этом имеют свои особенности и преимущества. Давайте же рассмотрим некоторые из них.

Инновационные сенсорные выключатели

Активация этих выключателей производится способом легкого касания специальной чувствительной сенсорной панели, расположенной на внешней стороне прибора. Таким образом панель работает в системе кнопки либо ключа. Его конструкция включает в себя электронную схему, работающую на полупроводниках чувствительного элемента и собственного коммутатора. При прикосновении к панели. Происходит тактильный контакт и сенсорный элемент отдает сигнал электронной схеме. Еще сенсорные включатели могут оснащаться дополнительными датчиками и реагировать на их сигналы или работать дистанционно.

Сенсорные выключатели

Дистанционные выключатели

Данные коммутаторы могут управлять светильником на расстоянии. С помощью специального пульта по радиоканалу передается команда на осветительный прибор. Включатель в этом случае является приемником, оборудованным коммутационными контактами, врезающихся в питающий провод светильника.

Дистанционные выключатели

К такому типу включателя прилагается пульт. Зачастую он выглядит, как обычный брелок. Дальность его действия во многом зависит от материала, из которого пульт изготовлен, но обычно это расстояние 20-25 м. Пульт работает от питания, которое зависит от батареек. В такой схеме задействованы микропроцессорные контролеры. Они дают возможность для дополнительных функций: установка таймера, регулирование интенсивности света и т.д.

Включатели со встроенными датчиками

Эти специальные датчики имеют детекторы, умеющие определять уровень движения окружающей среды. Точнее — отсутствие или наличие довольно крупного объекта в зоне воздействия, а так же интенсивность освещения.

Включатели со встроенными датчиками

Сигналы от датчика поступают к контроллеру, анализирующему их. Когда зафиксируются определенные заранее параметры, отправляется сигнал исполнительному органу. После этого происходит замыкание-размыкание контактов цепи. Так включатель срабатывает только после того, как уловит движение объекта в зоне досягаемости. Устройство значительно экономит электроэнергию, и довольно просто в эксплуатации.

Проходные или перекидные включатели

Это разновидность клавишных моделей. В отличие от проходных коммутаторов, они не размыкают/замыкают контакты, а просто переключают их. То есть загорается или гаснет одна из подключенных к данному выключателю ламп. Перекидные выключатели нужны для того, чтобы с их помощью управлять подключением света в нескольких комнатах одновременно. Они могут быть удалены друг от друга, главное что к таким устройствам можно подсоединить не только один, но и несколько осветительных приборов.

Фирмы-производители выключателей

Чем выше репутация производителя, тем соответственно лучше и качество выключателей. Поэтому выбирая выключатель для своего дома, квартиры, важно не проигнорировать этот момент. Конечно каждый покупатель ориентируется на свои финансовые возможности и уже по судя ним выбирает бренд. Благо выбора выключателей предостаточно. Начнем с лучших из них. Более подробно о всех популярных производителях розеток и выключателей премиум и эконом сегмента читайте в большой обзорной статье. Мы поможем выбрать лучшую модель для вашего дома.

Компания Legrand из Франции

Французский бренд на рынке с середины XIX века. Компания входит в пятерку лучших европейских производителей электрики, поскольку в производстве задействованы новейшие технологии.

Фирма Legrand

Корпус выключателей бренда Legrand выполняются только из самозатухающего пластика, что делает их максимально безопасными в процессе эксплуатации

В ассортименте этой продукции вы можете найти самые разные виды настенных выключателей. Есть как традиционные модели, так и устройства с творческой задумкой.

Они представляют собой трехклавишный либо стандартный выключатель, установленный в общем корпусе с розеткой.

Качественные корпуса всех приборов, вне зависимости от их стоимости, изготавливаются только из самозатухающего пластика. Таким образом устройство безопасно в эксплуатации. Legrand — новый подход в сфере дизайна, эти выключатели впишутся в любой интерьер вашего дома.

Шведская фирма АВВ

В конце прошлого века произошло слияние двух крупных шведских концернов. Так появилась эта фирма. В наше время это один из лидеров производителей электроустановочных изделий. Их отличительная черта – высочайшая безопасность и качество.

Фирма АВВ

Поскольку бренд предлагает простой монтаж, возможность выборочно собрать необходимые вариации модульных решений, из предлагаемых элементов, то стоимость изделий этой фирмы автоматически возрастает. Для производства корпусов используются только ударопрочные, устойчивые к уф-излучению материалы. Такие, как: сталь, дерево или бронза.

У бренда АВВ есть свой ассортимент изделий , различный по внешнему виду. Reflex выполнен в виде фигур строгих геометрических форм, Impuls напротив, имеет мягкие закругленные линии.

Коллекции этого бренда отличаются от других, к примеру тем, что во всех присутствуют рамки с флуоресцентным покрытием, которые в темноте подсвечивают корпус прибора.

Французский бренд Schneider Electric

Изначально, в XIX веке это была компания по производству вооружений. Позже освоила рынки электроэнергетики и вышла в лидеры производства электроустановочных изделий.

Фирма Schneider Electric.

Ассортимент продукции Schneider предлагает выключатели нескольких видов: со световой индикацией, проходные, с дистанционным управлением, с датчиками, и другие разнообразные вариации. Конечно все они отличаются высочайшим качеством.

Фирменное отличие продукции Schneider – наличие пружинных контактов из бронзы. Благодаря чему, исчезает необходимость использования дополнительного зажима, при этом качество контакта не теряется.

Дизайн французских выключателей отличается широким разнообразием. От классического стиля до смелого авангарда. Есть даже съемные разноцветные рамки горизонтального и вертикального типа. Коллекции бренда включают вертикального типа различных расцветок. Производной продукцией компании является Unica, предлагающая модульные устройства, позволяющие создавать на базе унифицированного посадочного места самые разные комбинации элементов.

Учитывая такое разнообразие функций и дизайнерского подхода выключателей от Schneider, вполне логично , что эти изделия отличаются высокой стоимостью даже в стандартных моделях.

Заключение

Какие бывают виды и типы выключателей, чем они отличаются между собой, их устройство и лучшие фирмы производители — с ответом на эти вопросы вы уже ознакомились. Теперь осталось сделать выбор. Современные типы выключателей — механизм сложный, но при этом удобный в быту. Вашему выбору предлагаются устройства разного дизайна и разной степени экономии с подробным описание как ими пользоваться и что при этом нужно учесть. Высокотехнологичные модели простые и сложные, с экономией электроэнергии , оснащенные датчиками движения и освещенности. Ассортимент дизайна достаточно разнообразен, легко выбрать свою модель, подходящую под ваши условия эксплуатации.

Как использовать разные типы выключателей

В магазинах имеется большой выбор электротоваров и покупатели сталкиваются с разными видами выключателей, которые им предлагают продавцы. Но получить в магазине исчерпывающую информацию не так просто – продавец не может надолго отвлекаться, да и не все детали установки и подключения ему могут быть известны.

Виды выключателей

Выключатели в домашней и офисной электрике используют, в подавляющем числе случаев, для работы с осветительными приборами. Все остальное обычно подключается через розетки. Поэтому почти все виды выключателей рассчитаны на ток до 5–10А, редко больше.

Сейчас, вследствие постоянного уменьшения потребляемой мощности домашних светильников, можно использовать почти любой выключатель, не опасаясь подгорания его контактов. Номинальный ток выключателя всегда можно узнать по его этикетке или найти на корпусе самого выключателя. Но остается вопрос схемы подключения – электрик-непрофессионал (таким можно считать любого домохозяина – не электрика) может легко запутаться и наделать ошибок.

Выключатели бывают простыми, с одним контактом, а также двойными (используются для подключения люстр). Кроме того, есть переключатели (проходные выключатели) такие иногда называют переключатель на два направления. Их графические обозначения на схемах показаны на следующем рисунке

Наиболее просто выглядит схема подключения одноклавишного выключателя. Это контур, который замыкается контактом. На следующем рисунке показано как подключить лампу с помощью простого выключателя:

Провод нейтрали (нулевой провод) напрямую подключается к цоколю патрона лампочки, а фазный провод подключается к центральному контакту патрона от выключателя фаза сети подходит к выключателю. Таким образом, случайное касание с цоколем (юбкой патрона) делается более безопасным.

Подключить двухклавишный выключатель чуть сложнее, но выключатель (переключатель) любой сложности можно считать набором простых выключателей, которые: 1) образуют различные схемы соединения контактов, 2) разные наборы одновременного переключения контактов. Вот схема подключения двухклавишного выключателя:

От одиночного выключателя схема подключения двухклавишного отличается просто одной дополнительной группой.

Обычно в люстрах используют лампу на 100 Вт и 2 параллельные лампы по 100 Вт. сейчас используются более экономичные лампы, но принцип управления световым потоком сохраняется: люстру можно включить на 1/3, 2/3 и на 1 (100%) обеими выключателями. Такой же принцип используется в обогревательных приборах. Схема подключения двойного выключателя была очень распространена в доэлектронную эпоху, когда требовалось «плавно» регулировать различные приборы: светильники, печки, вентиляторы.

Проходные выключатели

Проходной выключатель – это способ управления нагрузкой, или более просто – включения и выключения лампочки – из двух (или больше, чем двух) мест. Это часто бывает очень полезным. Например, можно расположить такой дублирующий выключатель около кровати, чтобы не вставать, когда требуется выключить или наоборот, включить свет. Основной выключатель, хотя они оба совершенно равноправны, будет находиться на обычном месте, где-нибудь у двери при входе в комнату. Схема изображена на следующем рисунке:

Как видно из схемы, она состоит из двух одиночных переключателей. Один из них устанавливается в точке a, а другой в точке b, расстояние между которыми может быть любым в пределах помещения или даже здания. Некоторым недостатком такой схемы является повышенный расход проводов, в остальном она очень удобна.

Еще один недостаток состоит в том, что по положению клавиши или тумблера выключателя никогда нельзя судить о состоянии цепи: включена она или выключена, потому, что это также зависит от другого переключателя. Но обычно в этом нет особой необходимости, например, если используется переключатель со шнурком, то уж точно никакой.

Логика работы проходного выключателя очевидна – в каком бы положении ни оказался, например, переключатель в точке a, всегда можно выбрать линию, на которой есть фаза (то есть, замкнуть цепь) с помощью переключателя в точке b. Так как схема симметрична, то все рассуждения остаются в силе если поменять местами переключатели.

Число мест, из которых можно переключать лампу или что-нибудь еще таким способом, двумя не ограничивается. Между крайними переключателями можно вставить один или любое число сдвоенных переключателей, функция которых будет состоять в том, что они крест-накрест переключают входные и выходные линии:

В этой схеме появляется сдвоенный одноклавишный переключатель c. В показанном положении цепь замкнута. Если переключить любой из переключателей, цепь разорвется. Пусть это, например, a. Тогда, если переключить c, цепь снова замкнется. При некотором навыке в анализе простых электросхем это совсем несложно увидеть.

Проходные выключатели были очень распространены в странах Запада еще в семидесятых годах прошлого века, ввиду значительно большего комфорта жилья, большего числа помещений и т. д.

Как несложно видеть, это простые, достаточно надежные системы управления освещением, но в наше время им появляются серьезные конкуренты в диапазоне от простых фотореле до выключателей с радиоинтерфейсом и контроллерами типа «умный дом». Цены на такие системы еще не слишком доступны большинству потребителей, но это только вопрос времени.

Выше было показано, как подключить две лампочки (три на самом деле, с точки зрения логики схемы все-таки две). Подключение трехклавишного выключателя в принципе ничем не отличается от двухклавишного, просто появляется еще один «канал» по которому что-либо может включаться.

Так например, может быть расширена схема управления люстрой. С третьим выключателем можно связать группу из четырех ламп. Тогда мы получим возможность регулировать уже восемь ступеней (освещенности, нагрева и т. п.).

Вообще, с каждой клавишей многоклавишного выключателя могут быть связаны различные системы контактов. Это могут быть простые выключатели, простые переключатели или сдвоенные блоки контактов. Этот вопрос необходимо сразу уточнять у продавца и руководствоваться этикеткой. Каждый сложный переключатель содержит или схему, или подробное описание своих контактов. Каждый контакт имеет свой номер.

Также очень полезно использовать мультиметры с прозвонкой и пробники для проверки даже известных переключателей и выключателей перед их установкой. Иногда между контактами могут попасть капли штукатурного раствора, клея или маленькие кусочки обоев, так что перед монтажом полезно проверить (особенно сложные многоклавишные) каждую группу выключателя.

Выключатели с подсветкой помогают сориентироваться в темноте и бывают во многих случаях очень удобны. Работа такого выключателя ничем не отличается от любого обычного. Просто в него добавляется цепь из токоограничивающего резистора и маленькой неоновой лампочки.

Когда цепь размыкается, напряжение сети оказывается приложено к сопротивлению и лампочке. Лампочка горит (обычно днем ее не видно). Энергопотребление маленькой неоновой лампочки настолько невелико, что даже счетчик не реагирует на присутствие нескольких таких лампочек. Ночью подсветка очень хорошо заметна.

Как избежать ошибок при монтаже

Начинающие электрики часто путаются при соединении проводов в распределительных коробках. Чтобы точно знать, какой провод с каким должен быть соединен, достаточно соблюдать последовательность по принципиальной схеме, а не хвататься за все подряд. Современные провода и кабели имеют расцветку, ее можно использовать в качестве ориентира.

После заведения проводов в коробку необходимо оставить достаточный запас по длине, особенно новичкам. Следует избегать слишком большого числа концов, лучше поставить две коробки рядом, их легче будет обслужить, чем одну, плотно набитую скрутками.

Если провод однопроволочный, не стоит слишком часто изгибать зачищенный конец, так как он может отломиться. Также следует постоянно помнить об опасности подрезания жилы ножом при зачистке изоляции. Полезно использовать специальный инструмент для снятия изоляции.

Скрутки медных проводов очень желательно пропаивать оловянно-свинцовым припоем, хорошо залуживая провода. После этого их изолируют изолентой, термоусадочной трубкой или специальными колпачками, а затем провода аккуратно укладывают по кругу в коробке и закрывают крышку.

Ни в коем случае не следует делать скрутки из меди и алюминия, особенно в сыром месте. Нужно иметь в виду, что в настоящее время использование алюминиевых проводов в домашней проводке не допускается правилами, за исключением старого монтажа. Так что при необходимости ремонта электропроводки следует полностью переходить на медь.

Электрический выключатель. Виды и работа. Применение

Электрический выключатель – это устройство, предназначенное для размыкания электрической цепи через которое осуществляется передача напряжения на различные потребители. Он используется в сетях с рабочим напряжением до 1000В. В большинстве случаев устройство не оснащается системой автоматического отключения токов в случае короткого замыкания.

Как подключается электрический выключатель

Устройство монтируется для обеспечения разрыва фазного провода. Фактически, кабель нулевой полярности идет от распределительной коробки на источник потребления напрямую, в то время как фаза проходит через корпус выключателя и подсоединяется к его клеммам. Данный механизм имеет два рабочих положения. В одном концы провода не имеют контакта между собой, поэтому потребитель находится обесточенным. Во втором положении клеммы соединяются, поэтому пропускают электрический ток, в результате чего потребитель работает.

Внутри корпуса выключателя предусматриваются специальные винты для закрепления концов провода фазы. К одному посадочному гнезду он подводится, а через второй уходит к потребителю. В большинстве случаев выключатель состоит из двух главных разборных частей. Первая предназначена для фиксации провода и закрепления корпуса выключателя, а вторая выполняет роль защитной лицевой крышки.

Виды выключателей
По способу монтажа выключатели бывают:
  • Встраиваемые.
  • Для внешней установки.

Встраиваемая конструкция подразумевает монтаж в специальные технологические отверстия на стене, что позволяет скрыть видимость всего механизма, оставив только его лицевую часть. Такой способ обеспечивает максимальную аккуратность и применяется в том случае, если установлена скрытая проводка. Это обычно характерно для жилых и офисных помещений. Такие устройства более требовательны к качеству установки и более сложные в ремонте.

Электрический выключатель для внешней установки закрепляется на поверхности стены и подсоединяется к проводу, который проложен открытым способом. Обычно такие устройства применяют в технических помещениях, где эстетическая сторона менее важна. В отдельных случаях подобные выключатели можно встретить в домашних помещениях, при проведении монтажа так называемой ретро проводки, состоящей из скрученного кабеля.

По принципу работы выключатели бывают:
  • Клавишные.
  • Кнопочные.
  • Рычажные.
  • Поворотные.
  • Шнуровые.
  • Сенсорные.

Клавишный является самым распространенным. Он имеет крупную клавишу на лицевой части, выполняющую роль рычага. В одном положении токопроводящие клеммы контактируют между собой, в то время как во втором размыкаются.

Кнопочный оснащается кнопкой с установленной механической пружиной. При нажатии на нее осуществляется контакт на проводе. При повторном нажатии пружина подымает кнопку и препятствует соединению между клеммами. В результате чего потребитель обесточивается.

Рычажный является одной из самых надежных, но не столь распространенной конструкцией. Он имел огромную популярность в XX веке, но его внешний вид считается морально устаревшим визуально. Такое устройство работает по принципу рубильника с маленьким рычажком.

Поворотный так же имеет два положения. В первом электрическая цепь на клеммах замыкается, а во втором размыкается. Смещение между положениями осуществляется поворотом. Это также довольно надежная конструкция, которая больше используется на промышленных объектах, и не популярна для домашних помещений.

Шнуровой или веревочный электрический выключатель подразумевает изменение рабочего положения клемм путем вытягивания подвешенного шнурка. Это удобная, но ненадежная конструкция, которая все же пользуется популярностью. Такие устройства устанавливают на маленькие светильники и бытовые вытяжные вентиляторы. В устройстве имеется пружина, позволяющая переключаться между режимами. Если дернуть за шнур, то клеммы смыкаются, и потребитель получает электричество. При повторном воздействии на шнурок, электрическая цепь прерывается.

Сенсорные являются самыми современными. Они не подразумевают механического переключения прямым воздействием. Чтобы замкнуть или разомкнуть электроцепь, необходимо прикоснуться пальцем к поверхности выключателя. Скрытые в его устройстве механизмы сами осуществляют смену режимов.

По функциональности электровыключатели бывают:
  • Одно и многоклавишными.
  • Проходными.
  • Перекрестными.
  • Со встроенным димером.
  • С подсветкой.
  • Автоматические.
  • Антивандальные.

Электрический выключатель с одной клавишей является самым распространенным. Его устанавливают для осуществления включения и отключения одного бытового потребителя электричества. Такое устройство обычно выбирается для управления освещением жилых и нежилых помещений. Также данная конструкция может предусматривать набор из нескольких клавиш, что позволяет осуществлять управление с одной точки несколькими приборами. При установке такого переключателя, и проведении правильного монтажа, возможно управлять лампочками одной люстры, осуществляя включение каждой из них по отдельности или группами. Это дает возможность корректировать оптимальное освещение. Также с помощью такого электровыключателя можно осуществлять раздельное управление различными бытовыми приборами, к примеру, плафоном и вытяжкой.

Проходные внешне ничем не отличаются от классических клавишных, при этом они устанавливаются в разных местах. Они управляют одним источником света или потребителям. Такие устройства требуют проведения монтажа с соблюдением особой схемы. Выключатели данного типа обычно устанавливаются в коридорах. Один из них ставится в начале, а другой в конце помещения. Войдя в коридор и нажав на один из выключателей, можно получить свет, после чего пройдя через помещение и добравшись до второго рубильника, можно отключить уже через него. При этом все, кто будет идти следом, сможет действовать по такому же принципу. В это же время при движении в обратную сторону, включатели будут работать аналогично, поскольку они не имеют привязанности к положению клавиш.

Электрический выключатель перекрестного типа является похожей конструкцией с проходными устройствами. При этом они размещаются не парно, а в любом количестве, требуемом при монтаже. Такие устройства обычно устанавливают на производственные предприятия в крупные цеха, что позволяет осуществлять управление подсветкой, находясь в любой точке помещения.

Электровыключатели с димером позволяют не только прекращать передачу фазы тока, но и плавную регулировку подачи электричества. Такие устройства устанавливают на управление световыми приборами.

Отдельной категорией идут выключатели с подсветкой. Конструктивно они практически ничем не отличаются от прочих видов, за тем исключением, что имеют световой индикатор. Это позволяет их находить в темноте, что очень удобно для домашнего помещения. Такие устройства не требуют особой технологии подключения, а кроме этого стоят лишь слегка дороже.

Электрические выключатели автоматического типа обычно можно встретить внутри электрощита, но также их устанавливают для управления мощными осветительными приборами и промышленным оборудованием. Такие системы кроме функции подачи и отключения электричества, осуществляют автоматический контроль за параметрами тока. При его резком изменении до критического уровня, система срабатывает автоматически, разрывая цепь. В результате напряжение не передается дальше потребителю, что исключает его короткое замыкание. При этом нужно отметить, что такие системы не являются панацеей, поскольку существует большой ассортимент оборудования, которое не переносит резкого обесточивания. В первую очередь это компьютерная техника.

Антивандальные обычно устанавливается в общественных местах. Они имеют усиленную конструкцию, а также сделаны таким образом, чтобы не иметь выпирающих частей. Обычно это устройства кнопочного типа, которые встраиваются в стену. Они изготовлены из металла, что повышает их устойчивость к механическому воздействию. Такие устройства можно встретить в подъездах домов, общественных туалетах и прочих местах с высокой посещаемостью.

Отличие между электровыключателями
Электрический выключатель может отличаться не только по конструктивным особенностям, но и прочим характеристикам. В первую очередь к ним относится:
  • Рабочий ток.
  • Напряжение в сети.
  • Наличие пыле и влагозащиты.

Рабочий ток является одним из главных критериев, по которым подбираются электровыключатели. Этот показатель характеризует, какую нагрузку смогут выдержать клеммы устройства без их перегорания. К примеру, если на корпусе имеется надпись об уровне рабочего тока 1А, то это оборудование нельзя применять для потребителя на 2А.

По напряжению бытовой электрический выключатель может предусматривать подсоединение к сети на 220 и 380В. Чаще всего используется первый вариант, поскольку трехфазная сеть характерна больше для промышленных объектов и не используется в жилых постройках.

Подавляющее большинство выключателей не имеют защиты от пыли и влаги, поскольку используются в обычных помещениях, где не наблюдается избытка сырости и пыли. Для специфических объектов выпускаются устройства с уплотненной конструкцией, которая предотвращает попадание внутрь корпуса капель влаги и пыли. Этот показатель выражается цифровой маркировкой с приставкой IP. Чем выше цифра, тем эффективнее уровень пыле и влагозащиты. Лучшими для выключателей являются уровни защиты ip44- ip67.

Похожие темы:

Выключатель освещения - какой выбрать? Обзор лучших вариантов + схемы установки и подключения

Удобно расположенный и легкий в применении выключатель света один из важных атрибутов налаженного быта и безопасности. Как правило, в начале определяется количество и расположение выключателей в зависимости от планировки, затем в места подключения проводятся линии электропередачи, и уже после проведения облицовочных работ, проводится их установка в заранее подготовленные места соединения или углубления с подрозетниками.

Внимание к деталям в современной концепции оформления интерьера диктует расширение ассортимента, и чтобы выбрать такое простое устройство, как выключатель освещения, приходится вникать в функциональные особенности товаров, представленных в этом сегменте рынка.

Бытовые устройства для включения и отключения осветительных приборов классифицируются по следующим категориям:

  • установка,
  • способ монтажа,
  • механизм управления.

Краткое содержимое статьи:

Варианты установки

По особенностям установки выключатели освещения бывают двух типов: скрытые – для внутренней электропроводки; и внешние – для безопасного подключения к внешним проводам. Скрытые выключатели встраиваются в стену, на поверхности остается только тонкая внешняя панель.

Устройства с изолирующей коробкой подключаются напрямую к проводам и закрепляются в удобном месте. Их традиционно используют для внешнего освещения, в подсобных помещениях и при ландшафтном дизайне.

Тенденции моды вносят свои коррективы в сферу использования этой неотъемлемой детали современного быта. Встраиваемые в стены панели обогащаются новыми функциями и становятся стильным украшением интерьера, но и автономные и более громоздкие коробки с переключателем не остаются без внимания дизайнеров. В современном исполнении такие модели прекрасно вписываются в различные вариации лофта и эко.


Выключатели уличного освещения – отдельная статья. Лампы оснащенные датчиками движения или автоматическим контроллером уровня естественного света не требуют установки выключателя. Разветвленная сеть фонарей и прожекторов на приусадебном участке может управляться через беспроводные пульты управления или контрольные щиты.

Наружный выключатель, так же как и проводка и осветители, должен обладать герметичностью и защитой от повреждений, поэтому нужно использовать специализированные товары или подключить распределитель уличного света к внутренней проводке дома.

Способы монтажа

И здесь имеем дело с двумя вариантами – винтовым (для алюминиевой проводки) и зажимным (для медной). На фото наглядно видна разница соединений, используемых в выключателях освещения. В первом случае провода фиксируются закручиванием винтов, во втором они вставляются в клеммы с зажимом.

В случае, когда нужно провести монтаж выключателя своими руками, важно соблюсти все меры безопасности и обладать опытом работы с электроприборами.

При помощи мультиметра или отвертки с индикатором напряжения нужно установить, какой из двух выходящих проводов фазный. Затем отключить электричество и с помощью того же прибора убедиться в отсутствии тока. Только после этого можно приступить к соединениям.

Для того, чтобы разобраться с особенностями конкретной модели нужно снять защитный щиток и определить контакты и места вхождения фазы и нуля, которые обозначаются символами или цифрами.

После того, как очищенные от изоляции концы проводов зафиксированы, механизм устанавливается в подрозетник, и фиксируется винтами. Затем надевается рамка, и вставляется клавиша.

Механизмы управления

Конструктивные особенности определяют не только функции, но и внешний вид устройства.

Работа наиболее простых и распространенных клавишных выключателей заключается в замыкании цепи при нажатии. Популярность таких моделей объясняется низкой ценой, легкостью установки и ремонта, приемлемым сроком годности, надежностью и тем, что процесс использования проходит на автомате, без лишнего напряжения. В аварийных случаях режим включенного или выключенного света определяется по положению клавиши.


Чуть выше в ценовом диапазоне – кнопочные выключатели. Они отличаются разнообразием дизайна, есть модели с подсветкой панели в режиме темноты. Некоторые изделия работают по принципу ключа, при котором включение и выключение происходит последовательностью нажатия.

Другой, импульсный вариант с фиксацией – кнопка остается во вдавленном состоянии при включенном свете и возвращается в исходное положение при выключении. Есть также устройства с двумя кнопками: при надавливании на одну, другая выдвигается.

Поворотный механизм стилизованный под старину достаточно удобен в использовании, герметичность корпуса позволяет использовать его в помещениях с повышенной влажностью. Но подобный экземпляр нужно искать в специализированных магазинах и придется раскошелиться за особый дизайн.

Диммер, устройство включения освещения со шкалой интенсивности, создает дополнительный комфорт и способствует экономии электроэнергии. Механические диммеры с функцией управления яркости могут работать только с лампами накаливания, при подключении ламп другого типа может получиться перерасход энергии и устройство очень быстро выйдет из строя.

Дополнительные функции могут быть обеспечены диммером, который устанавливается в стандартный проем для встроенного выключателя. Управление осуществляться вращением тумблера, крайние позиции которого выполняют включение и выключение.

Более удобно совместить поворотный регулятор и простого выключатель, что даст возможность включать свет на заранее установленном режиме яркости. Есть также и клавишный вариант, при котором интенсивность освещения регулируется продолжительностью нажатия.

Электронные диммеры могут быть оснащены дополнительными автоматами таймерного включения, имитацией присутствия, режимами плавного отключения и включения, затемнения, мигания и т. п. Такие устройства подбираются строго по типу используемых осветительных приборов. В них может быть встроено бесконтактное управление, осуществляемое по радио или инфракрасному каналу, а также при помощи шумовых сигналов или голосовых команд.


Сенсорными панелями, как правило, оснащаются многофункциональные устройства. Они наиболее удобны и гарантируют наибольшую безопасность от коротких замыканий. Управлять освещением дома или квартиры можно и при помощи пульта, что вполне актуально для больших площадей.

Можно обзавестись недорогим, по сравнению с многофункционалами, акустическим выключателем, работающим по хлопку. Другой бесконтактный вариант – оптико-акустическое устройство, реагирующее на шум и движение. В этом случае для управления светом достаточно просто взмахнуть рукой на близком расстоянии от датчика. Эти эффектные способы освещения лучше совместить с обыкновенным выключателем, во избежание нервотрепки из-за заводских дефектов и недоработок.

Сужение выбора пользу стандартных клавишных и кнопочных выключателей освещения, дает лучшее соотношение цены и качества. А если нужна высокотехнологичная многофункциональная система, стоит оградить себя от приобретения дорогостоящей продукции низкого качества, предварительно проверив авторитет и подлинность производителя.

Фото выключателей освещения


Какие бывают выключатели - Всё о электрике

Какой выбрать выключатель света – внутренний, внешний, старого образца или современного: виды, отличия, размеры

Включатель – это коммутационный аппарат, который способен оперативно включать и отключать как отдельные электрические цепи, так и домашнее или профессиональное оборудование. Выключатель — аппарат у которого минимум два фиксированных положения – включить и выключить, способный изменить это положение под действием внешних сил. Различаются по способу коммутации, типу включения выключения, по назначению.

Выключатель: целевое предназначение

Назначение выключателя – коммутация нагрузки в электросетях напряжением 220 В. Классический выключатель не способен отключать токи короткого замыкания из-за отсутствия в конструкции устройства для гашения дуги (это уже другой вид устройств – автоматические выключатели).

Выключатели изготавливаются для внутреннего и открытого монтажа. В быту используются для включения и выключения освещения.

Способы коммутации, которые применяются в выключателях

Выключатели делятся по способу коммутации: винтовые или безвинтовые зажимы.

Винтовой зажим

Подходят для алюминиевых проводов. Коммутация в таком случае обеспечивается с помощью специальных зажимов, которые фиксируются винтами. Винтовой способ сложен для монтажа, но контакт получается лучше. При ослаблении соединения подтягивается винт.

Пружинный контакт

Для такого соединения дополнительно к винтам используется пластинка-контакт, которая соэдает надежное крепкое соединение. Монтаж такого соединения прост. Недостаток приборов с пружинным контактом — важно правильно зажать провод, иначе устройство не будет работать корректно. Используется для медной проводки.

Способ установки выключателя

По монтажу выделяют внешние (накладные) и внутренние выключатели. Внешние выключатели устанавливаются для открытой проводки или при невозможности установки внутреннего выключателя. Закрепляются на стене или другой ровной поверхности.

  • простотой монтаж;
  • надежность;
  • функциональность.

Внутренние выключатели утоплены в стену, используются для скрытого монтажа. В настоящее время этот тип выключателей – популярный для квартир и домов. Монтаж сложнее, чем для накладных устройств, но внешний вид более эстетичен.

Степень защиты корпуса

Материал, из которого выполнен корпус устройства, напрямую зависит от условий эксплуатации. В электрике используется маркировка IP, которая характеризует защищенность устройства от влаги и пыли. Код состоит из букв IP и двух цифр от 0 до 6 или 8 (для защиты от влаги). Первая цифра указывает пылезащищенность, вторая – влагозащищенность. Приборы из нулевой группы не защищены от попадания пыли или влаги, а приборы со степенью 6 и выше работают даже в помещениях с высоким уровнем пыли или воды.

Способ управления устройством: виды

По типу управления выделяют кнопочные, веревочные, сенсорные, со встроенным дистанционным управлением, с датчиками и другие устройства.

Клавишные

Используются для управления освещением комнаты. Массово устанавливаться начали недавно, поэтому в интерьере смотрятся оригинально. Плюсы — срок службы, цена, комфорт. Состоят из корпуса и качающегося механизма с пружиной.

Шнуровые

Пик популярности таких коммутаторов пришелся на 70-е года прошлого века. Сегодня используются редко. Включаются и выключаются такие приборы, если дернуть за шнурок, который закреплен на поворотном рычаге, взаимодействующем с двигающейся контактной колодкой.

Кнопочные ретро старого образца

Работают по принципу ключа – первое нажатие замыкает контакт, а второе размыкает. Используются в настольных и напольных приборах, также в настенных моделях.

Сенсорные

Это инновационное поколение приборов управления светом. Для работы используются микросхемы, благодаря которым продлевается срок службы и исключается возможность возникновения короткого замыкания. Работают при касании. Так же в режиме кнопки или ключа.

С дистанционным управлением

При помощи пульта дистанционного управления выключатель управляется на расстоянии. По радиоканалу от пульта передается сигнал на осветительный прибор.

Выключатель выступает в качестве приемника сигнала. Пульт может быть выполнен в различных корпусах, для домашнего использования делается в виде брелка.

Дополнительно в схеме часто используют микроконтроллеры, расширяющие диапазон: регулирование интенсивности, таймер.

Со встроенными датчиками

Такие коммутаторы содержат детекторы, которые анализируют параметры окружающей среды. Используются датчики движения, которые анализируют, находится ли в зоне видимости объект. Сигналы с датчика поступают на контроллер, обрабатываются, а затем срабатывает выключатель. Подобные устройства можно программировать. Активно используются в системе «умный дом».

Проходные или перекидные устройства

Это вид клавишных моделей. Разница в том, что они не замыкают контакты, а переключают. К перекидным выключателям подсоединяют сразу несколько осветительных приборов.

Какой лучше выбрать: советы

Критерии выбора:

  1. Материал, из которого изготовлен продукт. Мягкий дешевый пластик быстро ломается, царапается при первой установке. Лучше использовать прочный пластик.
  2. Маркировка и фирма-производитель. Перед выбором прибора надо знать, в каких условиях он будет использоваться, и с учетом этого смотреть маркировку. Если на упаковке меток нет — товар подделка, которую лучше не покупать.
  3. Желательно посмотреть внутреннюю конструкцию, проверить зажимы, винтики, пластины, отсутствие царапин и поломок.
  4. Хороший продукт не будет вонять дешевым пластиком.
  5. Количество составляющих частей, способ крепления. Некачественное устройство будет практически монолитным без дополнительных фиксаторов.
  6. Наличие инструкции по монтажу и сборке.
  7. Должны быть указаны номинальные значения тока и напряжения. Товар без маркировки лучше не приобретать.

Закрытого типа круглый

Закрытый выключатель используется там, где проводка проходит в стене и подготовлено место для монтажа. Выбирая круглый выключатель, важно обращать внимание на степень влаго- и пылезащищенности.

Встроенный маленький (утопленного типа)

Используются при скрытой проводке. Основной вид выключателей в офисах, жилых помещениях. Перед покупкой желательно проверить подвижность клавиш.

Популярные производители

Фирма-производитель играет важную роль при выборе выключателя.

Знаменитые бренды стремятся сделать устройства качественными, стильными и безопасными, гарантируя долгий срок службы продукции.

Legrand

Фирма из Франции, которая занимается реализацией продуктов для электрики. Входит в пятерку лучших европейских брендов. Продукция французской фирмы продается под торговыми марками Контактор, BTicino, Sarlam, Legrand и другими. Изделия отличаются высоким качеством, безопасностью, надежностью и длительным сроком службы. Ассортимент разнообразен: традиционные модели и необычные современные устройства.

Шведский производитель, лидер электроустановочных приборов. Отличаются высочайшей безопасностью и качеством изделий. Корпуса выполняются из натуральных ударопрочных материалов, стойких к УФ излучению. Изделия просты в монтаже, с разным дизайном. Из недостатков — высокая стоимость приборов.

Schneider Electric

Еще один французский бренд, лидирующий среди электроустановочных изделий. Приборы выполняются из стойких материалов с пружинными бронзовыми контактами. Монтаж простой, дизайн разнообразен. Стоимость приборов высока, даже для классических стандартных моделей.

Российского производства

В России также производятся электрические комплектующие. Этим занимаются многие фирмы – относительно новая компания LK studio, GUSI Electric, IEK. У отечественных приборов хорошее соотношение цена/качество, имеются выключатели с оригинальным и стильным дизайном. Вышеупомянутая фирма входит в число крупнейших заводов электротехнической промышленности в России и в группу компаний Легран.

Быт человека невозможен без электрического освещения, бытовых приборов. Для управления такими устройствами и нужны выключатели. На сегодняшний момент ассортимент выключателей широк и разнообразен.

Полезное видео

Разновидности выключателей

Для разрыва и соединения электрических цепей необходимы специальные устройства. Такими устройствами являются выключатели. Они бывают различных конструкций, в зависимости от назначения, условий работы, коммутируемого напряжения и тока. В целом это не очень сложное устройство, но достаточно ответственное. Рассмотрим, какие бывают выключатели.

Виды и типы выключателей

Для каждой области применения промышленность выпускает свои виды выключателей, все их можно разбить на несколько групп по разным признакам. Выключатели разделяются по типу. Каждый тип имеет свою область применения. Можно также разделить выключатели по способу управления.

Есть выключатели с ручным управлением, есть такие, которые управляются частями механизмов (концевой выключатель) или физической средой, в которой находятся (реле газовые, тепловые и т. д.), существуют выключатели с электроприводом. В последнем случае чаще всего речь идет о реле и магнитных пускателях, но есть именно выключатели, которые так и называются: масляные или воздушные для высоковольтных мощных цепей в энергетике.

Выключатели и розетки, как и все прочее электрооборудование делятся по условиям применения (климатическому исполнению). Сейчас широко используемся международная система защиты (International Protection) IP. После этих букв указывается две цифры и необязательная буква.

Первая цифра означает защищенность изделия от попадания в него посторонних предметов извне. Эти предметы имеют любой размер, вплоть до размера частиц пыли. Вторая цифра означает степень защищенности от влаги. Чем больше цифры – тем выше степень защищенности.

Материалы, применяемые в выключателях

Для изготовления выключателей используют два вида материалов. Первый – проводниковые, которые должны отвечать требованиям высокой коррозионной устойчивости и малого электрического сопротивления, и второй – это изоляция. Здесь, наоборот, сопротивление должно быть как можно выше, также на высоте должна быть устойчивость к теплу и химическая. А также очень важна механическая прочность, так как иногда к выключателям прикладываются повышенные усилия.

Для токоведущих частей в составе выключателей используют латунь, медь, бронзу. Эти материалы устойчивы к коррозии и имеют низкое сопротивление. Контактные поверхности очень часто снабжают напайками из сплавов, содержащих драгоценные металлы: серебро, золото, платину, родий. Это увеличивает срок службы (наработку на отказ) выключателя. Дешевые модели используют простые медные напайки с легирующими добавками.

Основание и подвижные изолирующие части изготавливают из термостойких и малогорючих пластиков с минеральными наполнителями. Дело в том, что при прохождении значительных токов и повышенного переходного сопротивления в контактах, выключатель начинает греться и это тепло не должно повредить его конструкцию. В мощных выключателях используют керамические материалы, и асбест. Корпуса выключателей изготавливают из различных материалов, в зависимости от исполнения.

Выключатели для дома (бытового применения)

В быту применяют различные виды выключателей, однако их назначение обычно ограничивается управлением светильниками. Такой выключатель должен быть удобным, безопасным, имеющим привлекательный дизайн. По способу установки он может быть встроенным или устанавливаться снаружи. В наши дни в качестве органов управления используют поворотную клавишу, такие выключатели распространены в Европе.

В США почти все выключатели рычажкового типа (тумблеры), видимо, традиция. Еще раньше использовались поворотные выключатели, изобретение еще Томаса Эдисона. Они были распространены во всем мире в первой половине XX века и коммутировали до нескольких цепей в 3–4 положениях (пакетный выключатель). Пакетные выключатели используются до сих пор во многих старых щитках коммунального хозяйства.

Для включения светильников используют выключатель одноклавишный, для люстр применяют двухклавишный выключатель или даже трехклавишный выключатель. Двойной выключатель света также часто используют для пары помещений туалет/ванная. Нужно сказать, что современные источники света весьма продвинуты по сравнению с тем, что было еще лет 15 назад. Поэтому появилось много выключателей с дополнительными функциями. Наиболее простая из них – выключатель с подсветкой для ночного времени.

Выключатель с таймером отключения используется для экономии света в небольших помещениях (кладовках, ванных комнатах) куда заходят на короткое время и забывают выключать свет.

Выключатель с регулятором яркости может быть использован с теми светильниками, которые поддерживают функцию диммера (регулятора освещенности, англ.). Иногда они идут в комплекте, так как такой вид приборов еще не стандартизован.

Выключатель света с датчиком движения – еще один способ экономии электричества, очень удобный. Свет включается, если инфракрасный датчик обнаруживает движение человека в поле зрения датчика. Повторное движение может отключать свет или это может сделать таймер, после того, как движение было обнаружено. Выключатель с датчиком движения не требует никаких действий от человека, достаточно его присутствия.

Есть довольно экзотический вид – выключатель по хлопку. Внутри его стоит микрофон, усилитель и микропроцессорное устройство для распознавания характера звука. Такой выключатель после установки может не сработать с первого раза, так как он запоминает звук от пользователя в памяти для последующего сравнения. Надо откровенно сказать, что это довольно дурацкий способ включения и выключения света – люди могут уже спать и шум будет их беспокоить.

Напольный выключатель выполняется в виде кнопки с фиксацией. Он рассчитан на небольшое усилие нажатия и конструктивно выполнен таким образом, чтобы его не повредил большой вес, выдерживал вес ноги.

Выключатель потолочный также является кнопкой с фиксатором, на которую усилие передается от рычага, с привязанным к нему шнуром. Механика прячется за декоративной крышкой. Чтобы пользоваться таким выключателем, включить или выключить его, требуется потянуть за шнур или слегка дернуть его.

Обозначение выключателей на строительных схемах

Одна из схем, которой пользуются строители-электромонтажники, не является принципиальной электрической. Это схема расположения. Она выполняется по своим правилам и имеет отличные от принципиальных схем обозначения.

Иногда потребителям нужно согласовать проект, как заказчики они имеют на это полное право. Им показывают схему, в которой им сложно разобраться и они часто принимают ее как есть, а потом возятся с переделками. Ниже показано обозначение розеток и выключателей на чертежах.

Обозначение выключателей на чертежах указывают небольшим кружком, от которого исходит отрезок под углом примерно 60° к горизонтали. Выключатель открытой установки обозначают короткой черточкой вправо, отложенной от конца отрезка. Число таких черточек показывает число полюсов. Число независимых выключателей в группе показано повторением вертикальных отрезков, сдвинутых на угол 30°: выключатель четырехклавишный будет изображаться четырьмя отрезками, тройной выключатель – тремя и т. д.

Розетки обозначаются полуокружностью, выпуклой вверх (чаще сегментом круга). От окружности откладывают столько отрезков, сколько полюсов имеет розетка. Если розетка имеет клемму для защитной земли, то в верхней точке дуги изображается горизонтальная касательная.

На картинках были изображены накладные розетки и выключатели. Скрытые отличаются от них только вертикальной чертой в сегменте круга (розетки) и Т-образной черточкой вместо Г-образной при выключателях. Наружные розетки и выключатели, предназначенные для работы на улице (вне помещений), обозначаются аналогично показанным, но они имеют более высокий класс защиты: от IP44 до IP55, что соответственно означает: «отсутствие щелей от 1 мм и выше и защита от брызг любого направления» и «частичная защита от пыли и кратковременная защита от струи любого направления».

Для отличия таких розеток на чертежах, а также выключателей, для них применяют заливку черным сплошным цветом. Все остальные правила для обозначений остаются прежними. Для более подробных сведений об обозначениях электрики на строительных чертежах обращайтесь к ГОСТ 21.614–88.

Выключатели. Основные виды и типы

Бытовые выключатели освещения — это, наряду с розетками, основной вид электроустановочного оборудования, встречающийся нам в повседневной жизни.

Выключатели различаются по способу коммутации – у них могут быть винтовые или безвинтовые зажимы. В первом случае провода зажимаются между пластин при помощи винта. Минус такого вида соединения – возможное ослабление контакта со временем, по-этому периодически приходится подкручивать винты. Безвинтовой зажим значительно ускоряет процесс монтажа, и за счет конструкции механизма, обеспечивается надежный контакт провода с токопроводящей арматурой.

По способу монтажа, выключатели бывают внешние (накладные) и внутренние (встроенные). Внешние выключатели устанавливают при открытой проводке или в тех случаях, когда отсутствует возможность установки внутренних. У внутренних выключателей, механизм утоплен в стену, применяются при скрытой проводке, в настоящее время это основной тип выключателей, устанавливаемых домах.

По типу выключения/включения выключатели делятся на:

– поворотные

– кнопочные

– клавишные

– с датчиком движения

– веревочные

– сенсорные

– беспроводные

– диммеры

– переключатели

Поворотные выключатели изобретенные около ста лет назад и в настоящее время пользуются спросом, в частности у поклонников ретро-стиля.

Кнопочные выключатели, для управления освещением комнат, используются относительно недавно, поэтому в любом интерьере выглядят оригинально, необычно. В эксплуатации очень удобны, но, как и все новое, требует какого-то времени на привыкание.

Наиболее широко распространены клавишные выключатели. В настоящее время ими оборудованы системы освещения подавляющего числа жилых или офисных зданий. Трех и двухклавишные выключатели позволяют управлять целыми группами осветительных приборов.

Выключатели со встроенным датчиком движения, отслеживает передвижения, активируя при появлении человека освещение и, соответственно, отключая в отсутствии любого движения. Как правило, применяются инфракрасные датчики, которые способны различать присутствие человека и, к примеру, домашнего питомца.

Принцип работы основан на отслеживании уровня инфракрасного (ИК) излучения в поле зрения датчика (сенсора), чаще всего, пироэлектрического. Датчик присутствия, который обладает большим углом обзора, обычно монтируется на потолке комнаты и кроме отслеживания человеческого присутствия также позволяет управлять интенсивностью освещения. Чаще всего их используют для временного включения света и для обеспечения безопасности, например, они могут включать сирены, прожекторы, камеры видео наблюдения, если в поле действия датчика попадет человек.

Выключатель с датчиком движения можно применить на лестницах в частных домах. При установке их на каждом пролете и соответствующей настройке, свет будет включаться в том месте, где находится человек.

Веревочные выключатели (со шнуром), достаточно экзотический вид, но тем не менее многие именитые производители, имеют в линейках своих электроустановочных устройств, такие модели. Ряд свойств, которые сочетают в себе такие выключатели, не встречаются в других видах. Кроме очевидного, когда такие их устанавливают, в местах, в которых из-за слишком высокого расположения выключателя, неудобно включать/выключать осветительные приборы, они так же дают человеку, неповторимые тактильные ощущения, при эксплуатации, плюс легко находятся на ощупь, в темноте.

Сенсорные выключатели – инновационное поколение приборов управления светом. В основе принципа их работы управление током посредством микросхемы, тогда как в обычных выключателях используются традиционные скользящие контакты. Применение микросхемы позволяет полностью исключить возникновение короткого замыкания, что позволяет увеличить срок службы ламп в разы, а также значительно повышает ресурс выключателя в следствии низкого износа. Работают такие выключатели от простого касания, но есть модели, которым достаточно и просто провести рукой рядом.

Дистанционные выключатели – это комплект из небольшого блока управления и пульта (и блоков управления, и пультов может быть несколько), внешне напоминающий обычный выключатель, только чаще плоский. Для его установки не нужно штробить или сверлить стены — достаточно просто закрепить выключатель в удобном месте с помощью саморезов или двухстороннего скотча. Никакой скрытой проводки, никакого шума, пыли и грязи, никакой переклейки обоев и дорогостоящего ремонта.

Принцип работы прост – при нажатии кнопки выключателя посылается радиосигнал, которые принимает реле. Оно размыкает или замыкает цепь на фазе, которая идет к источнику света. Радиус действия зависит от особенностей строения вашего жилища, и от использованных материалов, колеблется обычно в диапазоне – 20-25м. Питаются передатчики от батарей, срок действия которых до 5 лет в зависимости от интенсивности использования.

С помощью такой системы можно управлять светом из любого места в доме. Органы управления работают на радиочастоте посредством цифровых сигналов и не создают помех теле и радиоаппаратуре, в комплекте могут быть мобильные дистанционные пульты. Беспроводной выключатель может являться сложной системой управления освещением «умного дома» и его можно дополнить различными модулями. Такие системы очень популярны, благодаря простоте монтажа и надежности, часто позволяют разрешить множество проблем со стационарной проводкой.

Большой популярностью сегодня пользуются диммеры, они управляют интенсивностью освещения. Как правило, внешняя панель светорегулятора оснащена клавишами, вращаемой кнопкой, реже ИК-датчиком, который принимает сигналы от пульта дистанционного управления. Диммеры, в зависимости от типа осветительных ламп, подразделяются на 3 группы: управляющие лампами накаливания и галогенными лампами; галогенных ламп, которые подключаются через электронные и ферромагнитные трансформаторы; энергосберегающих светодиодных и люминесцентных ламп, которые оборудованы электромагнитным балластом.

Современные светорегуляторы имеют расширенный набор функций таких как: управление яркостью, имитации присутствия, автоматического отключения, режимами затемнения, плавного включения и отключения, функцией дистанционного управления.

Переключатели (перекидной, дублирующий или проходной выключатель) – внешне напоминает обычный клавишный выключатель, но имеет принципиально иную схему работы. Когда обычный выключатель лишь разрывает цепь, переключатель, размыкая одну цепь, перекидывает контакт на другую. Это свойство позволяет использовать переключатели для управлением освещением одновременно из двух, трех и даже большего количества мест. При схеме управления, в которой задействовано более 2 переключателей, в схему добавляются, так называемые перекрестные переключатели, их можно ставить неограниченное количество, в зависимости от того из скольких мест вы хотите управлять освещением.

Удобство работы, с использованием переключателей, высоко оценено потребителями и с каждым годом процент объектов, где используются переключатели неуклонно растет. Единственный минус —это более сложная схема электропроводки, большее количество использующихся материалов и несколько более высокая стоимость самих механизмов переключателей.

В настоящее время, выключатели позволяют решать гораздо более широкий круг задач, нежели их первоначальное назначение. Это прежде всего важный элемент дизайна, дополняющий многие интерьерные решения. Так же выключатели незаменимые помощники, которые экономят электроэнергию, позволяют управлять освещением, не затрачивая при этом излишних усилий, делая жизнь человека максимально комфортной. Поэтому советуем серьезно подойти к вопросу выбора выключателей, теперь зная основные их виды, вы сможете подобрать идеальный вариант для любых условий.

{SOURCE}

Как выбрать выключатель. Виды и устройство. Особенности

Сегодня ассортимент электротехнических изделий может обеспечить создание любого дизайнерского решения, сделать управление светом в помещении комфортным и приятным. Чтобы правильно выбрать выключатель, необходимо учесть не только его функциональность и красоту, но и качество изготовления, иначе это может обернуться неприятными последствиями.

Выключателем называют специальное электротехническое устройство, служащее для размыкания и замыкания электрической цепи с помощью контактов. Поэтому, прежде всего, при выборе необходимо смотреть на технические параметры выключателя, а затем на его внешнее оформление для гармоничного сочетания с интерьером помещения.

Устройство
Простой одноклавишный выключатель состоит из следующих элементов:
  • Рабочий механизм.
  • Защитные пластиковые элементы.

Рамка и клавиша относятся к защитным элементам. С помощью клавиши также выполняется подача и выключение электроэнергии в цепь. Под клавишей находится рамка, закрепленная на пластиковых защелках или на двух винтах. Под рамкой находится рабочий механизм, на котором расположен привод клавиши.

Фиксация рабочего механизма в подрозетнике выполняется на распорных лапках или на специальных винтах. По бокам на выключателе расположены две лапки. При завинчивании винтов лапки раздвигаются и упираются в подрозетник, фиксируя механизм выключателя. Обычно в выключателе имеется две клеммы. К одной из них подключается фаза, а к другой ноль.

Виды выключателей

Для бытового использования можно выбрать выключатель разных конструкций. Он относится к устройствам коммутации с двумя рабочими положениями контактов, которые размыкают и замыкают электрическую цепь.

Клавишные выключатели

Наиболее популярны из всех электротехнических устройств и часто применяются для подключения приборов освещения. Принцип их действия простой: при нажатии на клавишу электрическая цепь замыкается. Чаще всего корпус монтируют так, чтобы в выключенном состоянии клавиша находилась в верхней позиции. Существуют выключатели, оснащенные одной, двумя или  тремя клавишами.

Преимущества:
  • Простая замена, монтаж и ремонт.
  • Удобное использование.
  • Малая стоимость.
К незначительным недостаткам по сравнению с другими можно отнести:
  • Нет энергосберегающих свойств.
  • Не регулируется интенсивность света.
  • Малый срок службы.
Проходные виды выключателей

Применяются в больших помещениях, где требуется управление работой освещения с разных мест. По внешнему виду такие выключатели ничем не отличаются от обычных, но внутри имеются некоторые отличия конструкции. Проходные выключатели используются обычно на лестницах или в длинных коридорах. С разных точек можно отключить или включить свет.

Кнопочные выключатели

Уже давно существуют на рынке электротехнических устройств. Они стоят дороже классических моделей, и не имеют больших достоинств. Можно отметить только некоторую оригинальность кнопок, сочетающихся с дизайном помещений. Существуют выключатели с разным числом кнопок, с декоративной отделкой и светодиодным индикатором. Поэтому можно выбрать выключатель для любого оформления.

Диммеры

Относятся к современным видам выключателей. Они способны регулировать интенсивность света путем поворота регулятора в виде колесика. Эта оригинальная особенность придает им уникальности и популярности, так как можно настраивать яркость освещения от нуля до полной яркости.

Преимущества:
  • Удобство в применении. Можно настроить тусклое освещение, чтобы не будить спящих членов семьи.
  • Экономия электроэнергии.
  • Диммеры могут быть оснащены дополнительной автоматикой с применением микроконтроллеров, для имитации присутствия человека, периодически выключая и включая освещение. Также диммеры могут отключать свет, если в помещении нет людей.

К недостаткам можно отнести повышенную стоимость и некоторые проблемы с подключением к светодиодному освещению.

Поворотные выключатели

Применяются в основном для оформления ретро стиля помещения. Такие изделия встречаются при установке электрической проводки в бане. Их устройство несложное, а стоимость невелика.

К недостатку можно отнести низкую функциональность, если сравнивать эту модель с современными выключателями.

Веревочные выключатели

Как и предыдущий вид, часто используются в целях декорации помещения. Веревочный вариант более удобный, чем клавишный, так как в темноте веревку найти проще, чем клавишу. Если выключатель установлен очень высоко, то закрепив веревку с большей длиной, ребенок без труда включит или выключит свет. Обычно веревочный вариант применяют для включения светильника типа бра.

Сенсорные выключатели

Являются инновационной разработкой. У них наиболее длительный срок службы, и удобное применение. Модели выключателей с сенсорным управлением используются в системе «умного дома», в современных домах и квартирах.

Они действуют от прикосновения к поверхности пальца руки. Многие сенсорные выключатели оснащены вспомогательными возможностями, например, автоматическим выключением. Важным достоинством этого вида является то, что в нем не возникнет короткого замыкания, так как в устройстве нет механических контактов. Это повышает безопасность их использования в бытовых условиях.

Акустические выключатели

Работают от хлопка руками. Многим людям нравится такая особенность их действия. В темноте нет необходимости искать клавишу, кнопку или веревку. К недостаткам акустического исполнения относится такой фактор: часто не с первого раза происходит срабатывание. Однако этот недостаток встречается только у дешевых образцов изделий.

Дистанционный выключатель

Является инновационной разработкой. Он состоит из комплекта, включающего в себя блок управления и дистанционный пульт. Для включения освещения в помещении, требуется на пульте управления нажать определенную клавишу. Это создает определенные удобства и безопасность пользования, особенно в темноте.

К недостаткам можно отнести высокую стоимость, и возможность потерять дистанционный пульт. Иногда быстрее можно нащупать клавишу выключателя, чем найти потерявшийся пульт управления.

Преимуществом является множество встроенных функций: автоматическое отключение, имитация присутствия человека и т.д.

Герметичные выключатели

Имеют сложное устройство, не допускающее проникновение влаги и пыли в корпус выключателя. Их используют обычно в гараже, в бане или на улице.

Ползунковые выключатели

На некоторых настольных светильниках установлены ползунковые исполнения выключателей. Поэтому для ремонта такого светильника потребуется выбрать выключатель именно такого вида. В корпусе с закрепленными контактами перемещается механизм с подвижными контактами.

Подвижный элемент находится над центральной частью. Такая конструкция обеспечивает хороший контакт, предотвращающий искрение, что является условием надежной и безопасной работы.

Выключатель с датчиком движения
Устройство такого выключателя состоит из электронных элементов, выполняющих непрерывный контроль:
  • Отсутствия или наличия движущегося человека в чувствительной области датчика.
  • Уровня освещения контрольного участка.

Если проходит человек, или уровень освещения ниже нормы, то датчик срабатывает и включает свет. Схема подключения прибора освещения к выключателю с датчиком основана на подключении входящей фазы к отдельной клемме, а отходящей фазы и ноля к прибору освещения.

Если практически требуется на некоторое время отключить датчик движения и работать только с простым выключателем света, то применяют подключение по схеме, изображенной справа. По ней система работает как с обычным выключателем.

Сумеречные выключатели

Принцип работы этого устройства заключается на воздействии света на чувствительный элемент, реагирующий на изменение уровня освещенности. При снижении этого уровня выключатель автоматически включит освещение, которое останется подключенным до момента увеличения уровня внешнего освещения.

Для более экономичной эксплуатации прибора освещения сумеречные выключатели чаще всего оснащают датчиками присутствия или движения.

Как правильно выбрать выключатель

Основным критерием выбора выключателя является вид электрической проводки. Для открытой электропроводки в собственных домах подходят накладные выключатели. Для скрытой электропроводки существуют скрытые виды выключателей с утопленным в стену корпусом. Перед приобретением следует осмотреть выключатель, проверить подвижность клавиши.

Иногда продавцы стараются продать дорогостоящую модель или некачественный товар. Поэтому к их рекомендациям следует относиться с определенной критикой. Лучше прислушаться к советам профессионалов, это будет идеальным вариантом выбрать выключатель.

Рекомендации по выбору:
  • Обязательным условием является визуальный осмотр. При этом определяется качество материала. Поверхность выключателя должна быть гладкой, линии четкие. Пластик должен быть твердым. В противном случае поверхность будет быстро царапаться и портить внешний вид.
  • На корпусе должен быть знак качества Ростеста или фирмы изготовителя.
  • От корпуса не должен идти резкий неприятный запах. Это признак вредного для здоровья пластика.
  • Масса выключателя может многое сказать о его качестве, так как слишком легкое изделие говорит о том, что используются материалы недостаточной толщины, что снижает надежность работы.
  • Качественное изделие должно иметь возможность разбора на мелкие детали, иметь различные крепежные приспособления, защелки, съемную рамку и другие запасные части. Чем больше деталей на защелках, тем качественнее пластик, использованный для изготовления.
  • Если есть инструкция по сборке, то это положительный фактор, определяющий хорошее качество.
  • Внешний вид изделия должен сочетаться с дизайном помещения. Поэтому можно выбрать выключатель с цветной рамкой или с подсветкой клавиш.
Похожие темы:

Введение и объяснение типов переключателей

Переключатель - это электрический компонент, который может включать или отключать электрическую цепь автоматически или вручную. Переключатель в основном работает с механизмом включения (разомкнут) и выключен (замкнут). Многочисленные схемы содержат переключатели, которые управляют работой схемы или активируют различные характеристики схемы. Классификация переключателей зависит от выполняемого ими подключения. Два важных компонента, которые подтверждают, какие типы соединений выполняет переключатель, - это полюс и бросок.

Они классифицируются на основе выполняемых ими соединений. Если у вас создалось впечатление, что переключатели просто включают и выключают цепи, угадайте еще раз.

Термины "полюс" и "ход" также используются для описания изменений контактов переключателя. Количество «полюсов» - это количество отдельных цепей, которые управляются переключателем. Количество «бросков» - это количество отдельных положений, которые может принимать переключатель. Однопозиционный переключатель имеет одну пару контактов, которые могут быть замкнутыми или разомкнутыми.Двухпозиционный переключатель имеет контакт, который может быть подключен к любому из двух других контактов; тройной переключатель имеет контакт, который может быть подключен к одному из трех других контактов и т. д.

Полюс: Количество цепей, управляемых переключателем, указано полюсами. Однополюсный переключатель (SP) управляет только одной электрической цепью. Двухполюсный (DP) переключатель управляет двумя независимыми цепями.

Бросок: Количество бросков показывает, сколько различных выходных соединений каждый полюс переключателя может подключить к своему входу. Однопозиционный переключатель (ST) - это простой переключатель включения / выключения. Когда переключатель находится в положении ON, два контакта переключателя подключены, и между ними течет ток. Когда переключатель выключен, клеммы не подключены, поэтому ток не течет.

4 типа переключателей

Основными типами переключателей являются SPST, SPDT, DPST и DPDT. Они кратко обсуждаются ниже.


Работа переключателя SPST

Однополюсный однопроходный переключатель (SPST) - это базовый переключатель включения / выключения, который просто подключает или разрывает соединение между двумя клеммами.Электропитание цепи переключается переключателем SPST. На рисунке ниже показан простой переключатель SPST.

Переключатели этого типа также называются тумблерами. Этот переключатель имеет два контакта: входной и выходной. Согласно типовой схеме выключателя света, он управляет одним проводом (полюсом) и выполняет одно соединение (ход). Это переключатель включения / выключения, когда переключатель замкнут или включен, ток течет через клеммы, и лампочка в цепи будет гореть. Когда переключатель разомкнут или выключен, в цепи нет тока.Схема SPST

Работа переключателя SPDT

Однополюсный двухпозиционный переключатель (SPDT) представляет собой трехконтактный переключатель: один для входа, а два других - для выходов. Он подключает общий вывод к одному или другому из двух выводов.

Для использования SPDT в качестве переключателя SPST просто используйте терминал COM вместо других терминалов. Например, мы можем использовать COM и A или COM и B.

SPDT

Схема четко демонстрирует, что происходит, когда переключатель SPDT перемещается вперед и назад.Эти переключатели используются в трехсторонней схеме для включения / выключения света из двух мест, например, сверху и снизу лестницы. Когда переключатель A замкнут, ток течет через клемму, и загорается только свет A, а свет B гаснет. Когда переключатель B замкнут, ток течет через клемму, и только индикатор B горит, а индикатор A гаснет. Здесь мы управляем двумя цепями или путями через один путь или источник. Цепь

SPDT

Работа переключателя DPST

DPST - это сокращение от двухполюсного, одноходового.Двойной полюс означает, что устройство содержит два идентичных переключателя, расположенных рядом и управляемых одним переключателем или рычагом. Это означает, что двумя отдельными цепями одновременно управляют одним нажатием.

DPST

Переключатель DPST включает или выключает две цепи. Переключатель DPST имеет четыре контакта: два входа и два выхода. Чаще всего переключатель DPST используется для управления устройством на 240 вольт, где должны быть переключены обе линии питания, а нейтральный провод может быть подключен постоянно. Здесь, когда этот переключатель включен, ток начинает течь по двум цепям и прерывается при его выключении.

Работа переключателя DPDT

DPDT - двухполюсный переключатель двойного направления; это эквивалентно двум переключателям SPDT. Он направляет две отдельные цепи, соединяя каждый из двух входов с одним из двух выходов. Положение переключателя определяет количество способов, которыми может быть проложен каждый из двух контактов.

DPDT

Независимо от того, находится ли он в режиме ВКЛ-ВКЛ или ВКЛ-ВЫКЛ-ВКЛ, они работают как два отдельных переключателя SPDT, управляемых одним и тем же приводом. Одновременно могут быть включены только две нагрузки. DPDT можно использовать в любом приложении, которое требует открытой и закрытой системы проводки, примером которой является моделирование железных дорог, в котором используются небольшие поезда и железные дороги, мосты и автомобили.Закрытый позволяет системе быть включенным все время, в то время как открытый позволяет включить или активировать другой элемент через реле.

На схеме ниже соединения A, B и C образуют один полюс переключателя, а соединения D, E и F - другой. Подключения B и E общие на каждом из полюсов.

Если положительный источник питания (Vs) поступает на соединение B и переключатель установлен в крайнее верхнее положение, соединение A становится положительным, и двигатель вращается в одном направлении.Если переключатель установлен в крайнее нижнее положение, питание меняется на противоположное, а соединение D становится положительным, тогда двигатель будет вращаться в противоположном направлении. В центральном положении источник питания не подключен к двигателю и он не вращается. Этот тип переключателей в основном используется в различных контроллерах двигателей, где скорость этого двигателя должна быть изменена.

DPDT-Circuit

Наряду с этими переключателями в этой статье также обсуждается герконовый переключатель

Геркон

Геркон получил свое название от использования двух или трех небольших металлических частей, называемых язычками, с плакированными контактами на их концах. и разошлись немного врозь.Геркон обычно представляет собой неподвижную стеклянную трубку, заполненную инертным газом. Поле от магнита или электромагнита избегает язычков, замыкая или размыкая контакт переключателя.

Геркон

Контакты геркона замыкаются переносом небольшого магнита рядом с переключателем. Два геркона имеют нормально разомкнутые контакты, которые замыкаются при активации. Три версии язычка имеют пару открытых и закрытых контактов. Работа переключателя заставляет эти части переходить в противоположное состояние. Типичные герконовые переключатели коммерческого класса работают с токами в миллиамперном диапазоне до примерно 1 ампера постоянного или переменного тока. Тем не менее, специальные конструкции могут достигать 10 ампер и более. Герконовые переключатели часто встраиваются в датчики и реле. Одним из важных качеств переключателя является его чувствительность, количество магнитной энергии, необходимое для его приведения в действие.

Герконы используются в системах безопасности, например, для проверки того, закрыты ли двери или нет. А также у него много приложений; это бытовая электроника, автоматические измерительные приборы, клавишный выключатель и герконовые реле.Стандартные герконы - это SPST (простое включение-выключение), однако также доступны версии SPDT (переключаемые).

Характеристики геркона:

  • Геркон герметично закреплен в стеклянной трубке с инертным газом, герконовые контакты не подвержены влиянию внешней среды
  • Состоит из рабочих и электрических частей, расположенных коаксиально, герконовые переключатели подходят для высокочастотных приложений
  • Компактный и легкий
  • Низкое и стабильное контактное сопротивление
  • Герконы экономично и легко превращаются в бесконтактные переключатели.

Применение герконового переключателя:

Точка, когда герконовый переключатель должен быть подключен к индуктивной нагрузке или нагрузке, где протекает прямой ток или большой ток (например, емкостная нагрузка, лампа, длинный кабель и т. Д.).

Цепь герконового переключателя

Если в качестве нагрузки в цепи используется электромагнитное реле, имеющее индуктивность, энергия, накопленная в индуктивности, вызовет обратное напряжение при размыкании герконов. Напряжение, хотя и зависит от значения индуктивности, иногда достигает нескольких сотен вольт и становится основным фактором ухудшения состояния контактов.

Photo Credit

Что такое мгновенный переключатель?

Частый вопрос, который задают новички, изучающие электронику, - что такое переключатель мгновенного действия? Краткий ответ заключается в том, что мгновенный переключатель - это устройство, способное переключать любое электронное устройство во включенное или выключенное состояние, когда конечный пользователь нажимает переключатель. Этот тип переключателя может фактически представлять один из двух типов с альтернативным традиционным переключателем включения или выключения. Их можно найти во всех электронных устройствах и обычно они имеют форму кнопки, которая помогает инициировать изменение состояния устройства.В промышленности обычно используются два типа переключателей мгновенного действия: нажимной и включающий.

Что такое коммутатор?

Самый простой переключатель имеет два контакта или токопроводящие части, которые подключены к внешней цепи. Эти контакты обычно сделаны из металла, и их обычно требуется касаться, чтобы замкнуть цепь, и разъединить, чтобы разомкнуть цепь. Инженеры обычно выбирают контактный материал для цепи из-за его способности противостоять коррозии.Это связано с тем, что большинство металлов образуют изолирующий оксид, который мешает правильной работе переключателя. Другие качества материалов контактов в переключателях включают стоимость, низкую токсичность, твердость, механическую прочность и электропроводность. В некоторых конструкциях переключателей инженеры могут использовать минимальный ток смачивания, чтобы предотвратить образование изолирующих оксидов.

Как классифицируется коммутатор?

Для использования в электронике переключатели обычно классифицируются по расположению контактов.Когда ток может течь от одного контакта к другому, переключатель считается замкнутым. Когда существует разделение, предотвращающее прохождение тока между контактами, переключатель называется разомкнутым. Другие термины, используемые для обозначения этих позиций, включают «замыкание» для замыкания контактов и «разрыв» для размыкания контактов.

Для переключателя, который предназначен для того, чтобы контакты оставались в одном состоянии, если они не были задействованы, контакты будут помечены как нормально замкнутые или разомкнутые до тех пор, пока их состояние не будет изменено срабатыванием переключателя.Если переключатель включает оба типа контактов, он называется переключающим переключателем.

Другой способ описания вариаций контактов переключателя - это количество ходов или полюсов, включенных в переключатель. Количество бросков относится к общему количеству положений, которые может принимать переключатель. Например, двухпозиционный переключатель состоит из контакта, который может быть подключен к одному из двух других контактов. Общее количество полюсов относится к общему количеству цепей, которые управляются переключателем.Например, двухполюсный переключатель будет иметь два набора контактов (идентичных), которыми можно управлять с помощью одной ручки.

Как работает ток смачивания?

Ток смачивания - это минимальная величина тока, необходимая для прохождения через механический переключатель для прорыва окислительной пленки, которая оседает на контактах переключателя. Когда переключатель используется в регионе мира, который испытывает высокую температуру и влажность, на контактах переключателя может образовываться пленка окисления, что отрицательно сказывается на его характеристиках. Посредством подачи надлежащего количества смачивающего тока через переключатель контакты будут продолжать нормально работать, т. Е. «Застревая» в открытом положении из-за сильного окисления контактов.

Как работает переключатель мгновенного действия?

Переключатели мгновенного действия предназначены для работы как обычный переключатель, чтобы помочь соединить два металлических контакта с целью замыкания электрической цепи. Главное, чем они отличаются от традиционного выключателя; однако, мгновенный переключатель обычно требует нажатия кнопки для изменения состояния переключателя вместо щелчка, необходимого для традиционного фонаря или эквивалентного переключателя.При нажатии переключателя без фиксации типа «нажми и работай» он соединяет металлические контакты переключателя при нажатии. Когда кнопка будет отпущена, контакты будут отпущены. Должен быть нажат переключатель мгновенного действия. однако, чтобы отключить подключенную электрическую цепь и отпустить, чтобы затем снова подключить ее.

Каковы применения мгновенных переключателей?

Есть множество приложений, которые используют мгновенные переключатели в повседневной жизни. Например, кнопка в лифте - это выключатель мгновенного действия, который не открывает электромагнитную дверь, пока она не будет нажата.Другой распространенный пример - клавиши на клавиатуре, которые являются переключателями мгновенного действия. Когда клавиша нажата, электрическая цепь для соответствующей клавиши замыкается. Дополнительные примеры мгновенных переключателей включают дверные звонки, противоугонную сигнализацию и лазерные указатели.

Каковы преимущества мгновенных переключателей?

Есть ряд преимуществ, которые делают переключатели мгновенного действия более удобными в использовании, чем традиционные переключатели включения / выключения. Один из таких случаев - когда электронное устройство или конструкция системы требуют активации или деактивации по запросу пользователя.Кратковременный переключатель может использоваться для создания временного эффекта, позволяющего системе распознавать ввод конечного пользователя. Затем переключатель можно переключать, пока пользователь все еще удерживает переключатель. Например, лазерная указка активируется только тогда, когда пользователь нажимает кнопку на устройстве, чтобы выделить на устройстве какой-либо объект или презентацию. Когда желаемый эффект достигается, пользователь нажимает кнопку, и устройство гаснет.

Что такое отскок контакта?

Распространенной проблемой, которая возникает с механическими переключателями и реле, является дребезг или дребезжание контактов.Большинство переключающих и вспомогательных контактов обычно изготавливаются из упругого металла. Как только контакты замыкаются или сближаются, импульс от их движения в сочетании с эластичностью может заставить контакты отскочить друг от друга от одного до многих раз, прежде чем произойдет устойчивый контакт. В результате создается импульсный электрический ток, который обеспечивает быстрый или четкий переход от нулевого к полному току. Хотя этот эффект вызывает меньше проблем в силовых цепях, он может привести к серьезным проблемам в логических и аналоговых цепях, которые могут неправильно интерпретировать импульсный ток как данные.

Одним из первых методов исправления дребезга контактов было использование в переключателе контактов, смоченных ртутью. Это стало менее распространенным в последние годы; однако из-за опасностей, связанных с выбросом ртути. В цифровых схемах или системах есть несколько методов, используемых для решения проблемы. Во-первых, может быть реализована временная задержка, чтобы позволить отскоку контакта урегулироваться до того, как ввод будет принят для управления или использования для чего-либо. Другой метод состоит в том, чтобы взять несколько образцов состояния контакта перед использованием для изменения состояния переключателя.

Проблемы дуги и закалки

Если количество переключаемой мощности является значительным, поток электронов через открытые контакты переключателя может создать электрическую дугу, ионизируя молекулы воздуха, расположенные в зазоре между контактами. Поскольку газовая плазма, создаваемая дугой, имеет низкое сопротивление, она может поддерживать поток энергии через разделенные контакты переключателя. Дуга может быть очень горячей и может плавить или разъедать металлические поверхности контактов переключателя, а также создавать значительные электромагнитные помехи (электромагнитные помехи).При достаточно высоком напряжении при замыкании переключателя образуется дуга, которая может поддерживаться до тех пор, пока переключатель не будет полностью замкнут.

В большинстве случаев метод, используемый для предотвращения повреждения контактов переключателя и минимизации образования дуги, заключается в использовании механизма переключения, который перемещается быстрее, чтобы обеспечить быстрое перемещение контактов переключателя. Если общее количество переключаемой мощности велико, можно использовать дополнительные методы для предотвращения или минимизации образования дуги. К ним относятся использование пуффера для продувки газа с высокой скоростью через контакты переключателя для быстрого увеличения длины дуги для более быстрого ее гашения или для гашения дуги с помощью ряда непроводящих лезвий на расстоянии между контактами переключателя. Для очень больших переключателей контакты могут быть окружены газом, отличным от атмосферы, таким как вакуум, гексафторид серы или минеральное масло.

Альтернативы переключателю мгновенного действия

Хотя переключатели мгновенного действия очень полезны для ряда приложений, они являются лишь одним из множества типов переключателей, используемых в промышленности. Некоторые из распространенных альтернатив включают поворотный, тумблерный, специальный, ртутный, ножевой и ножной типы переключателей. Все типы переключателей работают по схожим принципам, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки, которые необходимо учитывать перед использованием переключателя.

Что такое поворотный переключатель?

Поворотные переключатели отличаются от импульсных типов способом работы и сложностью устройства. Поворотный тип использует вращательное движение рукоятки управления, которая имеет как минимум два положения. Каждое положение может функционировать как переключатель мгновенного действия, который требует от оператора удерживать положение переключателя. У переключателя может быть несколько колод или уровней, которые позволяют ему управлять одной или несколькими цепями.

В начале 1970-х поворотные переключатели обычно использовались в качестве основного средства выбора канала на телевидении.Другие варианты использования переключателя включают переключатели диапазонов на многодиапазонных радиоприемниках, электрическом измерительном оборудовании, распределительном устройстве, для управления измерительными приборами и для работы с мостовыми кранами.

Как работают тумблеры?

Тумблерные переключатели - один из наиболее часто используемых в промышленности типов электрических переключателей. Они приводятся в действие вручную качающимся механизмом или механическим рычагом и доступны в большом количестве размеров и стилей. Эти переключатели предназначены для обеспечения почти одновременного срабатывания нескольких наборов контрактов или для управления большим количеством напряжения или тока.Несколько тумблеров могут быть заблокированы механически, чтобы помочь предотвратить нежелательные комбинации цепей.

Специальные типы переключателей

Электрические переключатели могут быть созданы для обеспечения реакции практически на любой тип механического входа. Некоторые из этих стимулов включают: поворот ключа, уровень жидкости, давление воздуха, наклон, вибрацию, линейное движение или присутствие магнитного поля. Некоторые типы переключателей предназначены для работы самостоятельно в зависимости от изменения условий окружающей среды или другого обнаруженного движения.Например, парусные переключатели используются в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, чтобы гарантировать, что поток воздуха поддерживается на должном уровне в воздуховоде. Концевые выключатели используются в машинном оборудовании, чтобы гарантировать, что работа не превышает безопасных параметров работы.

Что такое ртутный переключатель?

Ртутные выключатели состоят из стеклянной колбы, содержащей каплю ртути, а также минимум двух переключающих контактов. Когда контакты проходят через колбу, они соединяются через ртуть, когда колба наклоняется, чтобы облегчить соединение. Ртутный переключатель обычно работает лучше, чем переключатель с шарнирным наклоном, поскольку соединение жидкость-металл не подвергается воздействию окисления, мусора или грязи. Поскольку контакты смачиваются жидкостью, соединение имеет очень низкое сопротивление и не испытывает дребезга. Ртутные переключатели обычно используются для точных работ или там, где высока опасность возникновения дуги.

Как работает ножевой переключатель?

Рубильник состоит из плоского металлического лезвия с шарниром на одном конце.На переключателе есть изолирующая ручка для управления устройством и фиксированный контакт. Когда рубильник замкнут, электрический ток будет течь через шарнир и лезвие через неподвижный контакт. Этот тип переключателя обычно не закрывается, и как ножевой участок, так и контакты переключателя обычно изготавливаются из стали, меди или латуни, в зависимости от использования или применения переключателя. Неподвижные контакты в рубильниках могут также иметь подпружиненную подпорку, а также наличие двух или многих параллельных ножей, управляемых ручкой переключателя одновременно. Из-за того, что контакты этого типа переключателя обычно открыты, этот тип переключателя обычно находит применение там, где люди не будут случайно контактировать с устройством, если передаваемое напряжение не будет чрезвычайно низким. Основным недостатком рубильника является низкая скорость открытия и непосредственная близость оператора переключателя к действующему электричеству.

Что такое педальный переключатель?

Ножной переключатель приводится в действие за счет давления ноги человека. Это переключатели повышенной прочности, которые обычно используются для управления станком.Они позволяют оператору держать обе руки свободными для манипуляций с основной машиной или устройством. Другой пример педального переключателя - это использование для управления электрогитарой.

Что такое концевые выключатели и как они работают?

Концевые выключатели - это контактные выключатели, используемые для обнаружения объектов и управления машинами.

Изображение предоставлено: mofaez / Shutterstock. com

Что такое концевые выключатели?

Концевые выключатели используются для автоматического обнаружения или определения присутствия объекта или для отслеживания и индикации того, были ли превышены пределы движения этого объекта.Первоначальное использование концевых выключателей, как следует из их названия, состояло в том, чтобы определить предел или конечную точку, через которую объект может пройти до остановки. Именно в этот момент включился переключатель, контролирующий предел хода.

Как работает концевой выключатель?

Стандартный концевой выключатель, используемый в промышленности, представляет собой электромеханическое устройство, которое состоит из механического привода, соединенного с рядом электрических контактов. Когда объект (иногда называемый целью) вступает в физический контакт с приводом, движение плунжера привода приводит к тому, что электрические контакты внутри переключателя замыкаются (для нормально разомкнутой цепи) или размыкаются (для нормально замкнутой цепи) свои электрические контакты. подключение.Концевые выключатели используют механическое движение плунжера привода для управления или изменения состояния электрического выключателя. Подобные устройства, такие как индуктивные или емкостные датчики приближения или фотоэлектрические датчики, могут достичь того же результата, не требуя контакта с объектом. Следовательно, концевые выключатели являются контактными датчиками в отличие от других типов датчиков приближения. Большинство концевых выключателей являются механическими по своей работе и содержат контакты для тяжелых условий эксплуатации, способные переключать более высокие токи, чем у альтернативных датчиков приближения.

Компоненты концевого выключателя

Концевые выключатели состоят из исполнительного механизма с рабочей головкой, механизма корпуса переключателя и ряда электрических клемм, которые используются для подключения переключателя к электрической цепи, которой он управляет. Рабочая головка - это часть концевого выключателя, которая контактирует с целью. Привод соединен с рабочей головкой, чье прямолинейное, перпендикулярное или вращательное движение затем преобразуется приводом для замыкания или размыкания переключателя.Корпус переключателя содержит контактный механизм переключателя, состояние которого контролируется исполнительным механизмом. Электрические клеммы подключаются к контактам переключателя и позволяют подсоединять провода к переключателю с помощью клеммных винтов.

Промышленное оборудование, которое выполняет автоматические операции, обычно требует переключателей управления, которые активируются в соответствии с движениями, задействованными в работе машины. Для повторного использования точность электрических переключателей должна быть надежной, а скорость их отклика должна быть быстрой.Из-за механических характеристик и рабочих характеристик различных машин такие факторы, как размер, рабочее усилие, способ монтажа и частота хода, являются важными характеристиками при установке и обслуживании концевых выключателей. Кроме того, электрические характеристики концевого выключателя должны соответствовать нагрузкам механической системы, которые он будет контролировать, чтобы избежать отказа прибора.

Использование и работа концевого выключателя

В большинстве случаев концевой выключатель начинает работать, когда движущаяся машина или движущийся компонент машины контактирует с исполнительным механизмом или рабочим рычагом, который активирует переключатель.Затем концевой выключатель регулирует электрическую цепь, которая управляет машиной и ее движущимися частями. Эти переключатели могут использоваться в качестве пилотных устройств для цепей управления магнитным пускателем, позволяя им запускать, останавливать, замедлять или ускорять функции электродвигателя. Концевые выключатели могут быть установлены в оборудование в качестве инструментов управления для стандартных операций или в качестве аварийных устройств для предотвращения сбоев в работе оборудования. Большинство переключателей представляют собой модели с поддерживаемым контактом или с мгновенным контактом.

Контакты концевого выключателя

На схемах управления концевыми выключателями обычно отображается символ концевого выключателя, указывающий на состояние контактов выключателя. Наиболее распространенные символы контактов показывают, имеет ли устройство нормально открытые или нормально закрытые контакты концевого выключателя. Символ состояния «нормально открытый, удерживаемый закрытым» указывает на то, что контакт был подключен как нормально открытый контакт, но когда цепь переводится в нормальное выключенное состояние, часть машины сохраняет контакт закрытым.Аналогичным образом, концевой выключатель, обозначенный как «нормально закрытый, удерживаемый в открытом состоянии», будет иметь конструкцию с замкнутой проводкой, но оставаться открытым. Аналогичным образом можно настроить и другие типы контактов, например те, которые используются в реле давления и потока.

Для иллюстраций и более подробной информации о символах, используемых для электрических контактов, посетите «Основы электротехники и электроники».

Концевые микровыключатели

Концевой микровыключатель или микровыключатель - это еще один тип концевого выключателя, обычно встречающийся в цепях управления.Эти переключатели намного меньше своих стандартных аналогов, что позволяет устанавливать их в узких или ограниченных пространствах, которые обычно были бы недоступны для других переключателей. Микровыключатели обычно имеют рабочий плунжер, который должен перемещаться только на небольшое расстояние, чтобы запустить последовательность контактов. Приводной плунжер часто находится в верхней части микровыключателя, и его необходимо нажать на заданную величину, прежде чем он сработает. Небольшое движение может изменить положение контактов из-за механизма подпружинения, который заставляет подвижные контакты защелкиваться между чередующимися положениями.Микровыключатели могут быть сконструированы с рядом различных активирующих рычагов и иметь контакты с электрическими характеристиками, которые обычно составляют около 250 вольт переменного тока и от 10 до 15 ампер (ампер).

Подобно концевым микровыключателям, сверхминиатюрные микровыключатели предназначены для использования в приложениях, требующих компактной конструкции и ограниченного пространства. Они имеют контактное устройство с пружинными механизмами, аналогичное микропереключателям, но, как правило, от половины до четверти размера обычных микропереключателей.В зависимости от конкретной модели сверхминиатюрные переключатели имеют контакты с электрическими характеристиками в диапазоне от 1 до 7 ампер из-за уменьшенного размера самих переключателей.

Преимущества и ограничения концевых выключателей

Концевые выключатели

обладают рядом преимуществ, присущих их конструкции:

  • Дизайн в целом простой и понятный
  • Они работают практически в любых промышленных условиях.
  • Обладают высокой точностью и повторяемостью
  • Устройства с низким энергопотреблением
  • Могут коммутировать высокоиндуктивные нагрузки
  • Могут использоваться для переключения нескольких нагрузок
  • Простая установка
  • Они прочные и надежные
  • Обычно они имеют электрические контакты для тяжелых условий эксплуатации, что означает, что их можно использовать для прямого переключения более высоких уровней тока без необходимости использования вторичного реле управления.

Концевые выключатели также имеют несколько ограничений, что означает, что они могут не подходить для всех приложений:

  • Поскольку они основаны на механическом воздействии, они обычно используются в оборудовании, которое работает на относительно низких скоростях.
  • Это контактные датчики, то есть они должны физически контактировать с целью, чтобы работать.
  • Характер их механической конструкции означает, что устройства со временем подвержены механическому износу или усталости и в конечном итоге потребуют замены.

Терминология по ключевому концевому выключателю

Есть несколько ключевых терминов, связанных с конструкцией концевых выключателей.Вот краткое изложение этих условий для справки:

  • Предварительный ход - представляет собой расстояние или угол, на которое привод на концевом выключателе должен пройти, прежде чем он отключит контакты выключателя.
  • Рабочая точка - представляет положение привода, когда контакты переключателя переходят в рабочее положение
  • Точка срабатывания - представляет положение привода, когда контакты возвращаются в исходное состояние
  • Дифференциал - представляет собой расстояние или угловое смещение (в градусах) между точкой срабатывания и точкой срабатывания (т.е.е. между срабатыванием контактов и их сбросом)
  • Перебег - представляет любое движение компонента привода за точку срабатывания переключателя
  • Исходное положение - представляет положение привода переключателя, когда он не подвергается никаким внешним силам
  • Рабочая сила (крутящий момент) - представляет собой величину силы (или крутящего момента для углового перемещения), которая необходима для движения привода.
  • Минимальная обратная сила (крутящий момент) - представляет собой величину силы (или крутящего момента для углового перемещения), которая требуется для возврата исполнительного механизма переключателя в исходное положение
  • Total Travel - максимальное расстояние, на которое исполнительный элемент может пройти в течение своего рабочего цикла
  • Repeat Accuracy - представляет собой меру степени, в которой концевой выключатель может повторять свои характеристики во время повторяющихся (последовательных) операций.

Сводка

В этой статье представлен краткий обзор концевых выключателей, включая их работу, компоненты, преимущества и определения ключевой терминологии. Для получения информации по другим темам обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, где вы можете найти потенциальные источники поставок для более чем 70 000 различных категорий продуктов и услуг, включая более 500 поставщиков концевых выключателей.

Руководства по другим приборам и органам управления

Источники:
  1. https: // www.eaton.com
  2. https://ab.rockwellautomation.com/Sensors-Switches/Limit-Swites
  3. https://library.automationdirect.com/what-is-a-limit-switch/
  4. https://www.galco.com/comp/prod/limitswi.htm
  5. https://www.automationdirect.com
  6. https://www.ia.omron.com
  7. https://www.springercontrols.com/news/limit-switches-101-types-applications-and-more/
  8. http://electricalmantra.com/limit-switch-working-connection-types/
  9. https: // библиотека.Automationdirect.com/knowing-limit-switches/
  10. https://cdn.automationdirect.com/static/specs/limitselection.pdf
  11. https://www.automationdirect.com
  12. https://www.ustsubaki.com/blog/what-is-a-torque-limiter/

Больше от Instruments & Controls

В чем разница между коммутатором и маршрутизатором?

Ответ: Компьютеры могут быть связаны друг с другом через коммутатор или маршрутизатор. Так в чем разница между ними? Самое простое объяснение состоит в том, что коммутатор предназначен для соединения компьютеров в сети, а маршрутизатор предназначен для соединения нескольких сетей вместе.

В домашней сети для подключения устройств к Интернету обычно достаточно одного маршрутизатора. Все устройства в доме, такие как компьютеры, планшеты и смартфоны, могут подключаться к маршрутизатору через проводное или беспроводное соединение. Как следует из названия, маршрутизатор направляет все подключенные устройства к кабельному или DSL-модему.

Коммутаторы

чаще всего используются в больших сетях, например, в офисах и школах. Они соединяют множество компьютеров вместе в одной локальной сети или LAN.Большая сеть может включать в себя несколько коммутаторов, которые соединяют вместе разные группы компьютерных систем. Эти коммутаторы обычно подключаются к маршрутизатору, который позволяет подключенным устройствам выходить в Интернет.

Несмотря на то, что маршрутизаторы и коммутаторы разные, их можно использовать как взаимозаменяемые. Например, маршрутизатор обычно имеет несколько портов LAN и один порт WAN. Порты LAN предназначены для подключения компьютеров через Ethernet. Порт WAN предназначен для подключения к модему.Хотя коммутаторы не имеют порта WAN, вы можете использовать любой из стандартных портов LAN для подключения к модему. Однако, возможно, вам придется использовать перекрестный кабель Ethernet для правильной работы соединения.

Хотя коммутатор можно использовать в качестве маршрутизатора, коммутаторы обычно не имеют тех же параметров конфигурации, что и маршрутизаторы. Раньше коммутаторы были быстрее маршрутизаторов, но современные маршрутизаторы обладают такой же производительностью. Таким образом, при выборе центрального устройства для домашней сети лучше всего использовать маршрутизатор.

Поступил: 20 февраля 2014 г. - Пером Кристенсоном
Категория: Оборудование

1. Базовая работа коммутатора - коммутаторы Ethernet [Книга]

Коммутаторы Ethernet связывают устройства Ethernet друг с другом путем ретрансляции кадров Ethernet между устройствами, подключенными к коммутаторам. Перемещая кадры Ethernet между портами коммутатора , коммутатор связывает трафик, переносимый отдельными сетевыми соединениями, в большую сеть Ethernet.

Коммутаторы Ethernet выполняют свою функцию связывания, соединяя кадра Ethernet между сегментами Ethernet .Для этого они копируют кадры Ethernet с одного порта коммутатора на другой на основе адресов Media Access Control (MAC) в кадрах Ethernet. Мостовое соединение Ethernet было изначально определено в стандарте 802.1D IEEE для локальных и городских сетей: мосты управления доступом к среде (MAC). []

Стандартизация мостовых операций в коммутаторах позволяет покупать коммутаторы у разных поставщиков, которые будут работать вместе при объединении в сеть.Это результат большой работы инженеров по стандартизации, направленных на определение набора стандартов, которые поставщики могли бы согласовать и внедрить в свои конструкции коммутаторов.

Первые мосты Ethernet были двухпортовыми устройствами, которые могли связывать вместе два сегмента коаксиального кабеля исходной системы Ethernet. В то время Ethernet поддерживал подключение только к коаксиальным кабелям. Позже, когда была разработана витая пара Ethernet и стали широко доступны коммутаторы с множеством портов, они часто использовались в качестве центральной точки подключения или концентратора кабельных систем Ethernet, что привело к названию «коммутирующий концентратор».«Сегодня на рынке эти устройства называют просто переключателями.

С тех пор, как мосты Ethernet были впервые разработаны в начале 1980-х, многое изменилось. С годами компьютеры стали повсеместными, и многие люди используют несколько устройств на своей работе, включая ноутбуки, смартфоны и планшеты. Каждый телефон VoIP и каждый принтер - это компьютер, и даже системы управления зданием и средства контроля доступа (дверные замки) объединены в сеть. В современных зданиях есть несколько точек беспроводного доступа (AP) для обеспечения 802.11 сервисов Wi-Fi для смартфонов и планшетов, и каждая точка доступа также подключена к кабельной системе Ethernet. В результате современные сети Ethernet могут состоять из сотен коммутационных соединений в здании и тысяч коммутационных соединений в сети университетского городка.

Вы должны знать, что для соединения сетей используется другое сетевое устройство, которое называется маршрутизатором . Существуют большие различия в способах работы мостов и маршрутизаторов, и у них обоих есть преимущества и недостатки, как описано в разделе «Маршрутизаторы или мосты?».Вкратце, мосты перемещают кадры между сегментами Ethernet на основе адресов Ethernet с минимальной настройкой моста или без нее. Маршрутизаторы перемещают пакетов между сетями на основе адресов протокола высокого уровня, и каждая подключаемая сеть должна быть настроена в маршрутизаторе. Однако и мосты, и маршрутизаторы используются для построения более крупных сетей, и оба устройства на рынке называются коммутаторами.

Tip

Мы будем использовать слова «мост» и «коммутатор» как синонимы для описания мостов Ethernet.Однако обратите внимание, что «коммутатор» - это общий термин для сетевых устройств, которые могут функционировать как мосты или маршрутизаторы, или даже и то, и другое, в зависимости от их наборов функций и конфигурации. Дело в том, что с точки зрения сетевых экспертов, мост и маршрутизация - это разные виды коммутации пакетов с разными возможностями. Для наших целей мы будем следовать практике поставщиков Ethernet, которые используют слово «коммутатор» или, более конкретно, «коммутатор Ethernet» для описания устройств, соединяющих кадры Ethernet.

Хотя стандарт 802.1D предоставляет спецификации для соединения кадров локальной сети между портами коммутатора, а также для некоторых других аспектов базовой работы моста, стандарт также осторожен, чтобы не указывать такие вопросы, как производительность моста или коммутатора или то, как коммутаторы должен быть построен. Вместо этого поставщики конкурируют друг с другом, предлагая коммутаторы по разным ценам и с разными уровнями производительности и возможностей.

Результатом стал большой и конкурентный рынок коммутаторов Ethernet, увеличивающий количество вариантов, которые у вас есть как у клиента.Широкий спектр моделей и возможностей коммутаторов может сбивать с толку. В главе 4 мы обсуждаем переключатели специального назначения и их использование.

Сети существуют для передачи данных между компьютерами. Для выполнения этой задачи сетевое программное обеспечение организует перемещаемые данные в кадры Ethernet. Кадры перемещаются по сетям Ethernet, а поле данных кадра используется для передачи данных между компьютерами. Кадры - это не что иное, как произвольные последовательности информации, формат которой определен в стандарте.

Формат кадра Ethernet включает в себя адрес назначения , адрес в начале, содержащий адрес устройства, на которое отправляется кадр. [] Затем идет адрес источника, содержащий адрес устройства, отправляющего фрейм. За адресами следуют различные другие поля, включая поле данных, в котором передаются данные между компьютерами, как показано на рисунке 1-1.

Рисунок 1-1. Формат кадра Ethernet

Кадры определены на уровне 2 или уровне канала передачи данных семислойной сетевой модели Open Systems Interconnection (OSI) .Семислойная модель была разработана для организации видов информации, передаваемой между компьютерами. Он используется для определения того, как эта информация будет отправляться, и для структурирования разработки стандартов для передачи информации. Поскольку коммутаторы Ethernet работают с фреймами локальной сети на уровне канала передачи данных, вы иногда будете слышать их, как устройства канального уровня, а также устройства уровня 2 или коммутаторы уровня 2. []

Коммутаторы Ethernet спроектированы так, что их операции невидимы для устройств в сети, что объясняет, почему такой подход к соединению сетей также называется прозрачным мостом .«Прозрачный» означает, что когда вы подключаете коммутатор к системе Ethernet, никакие изменения в кадрах Ethernet, соединенных мостом, не вносятся. Коммутатор автоматически начнет работать без необходимости какой-либо настройки коммутатора или каких-либо изменений со стороны компьютеров, подключенных к сети Ethernet, что делает работу коммутатора прозрачной для них.

Далее мы рассмотрим основные функции, используемые в мосте, чтобы сделать возможным пересылку кадров Ethernet с одного порта на другой.

Коммутатор Ethernet управляет передачей кадров между портами коммутатора, подключенными к кабелям Ethernet, с использованием правил пересылки трафика , описанных в стандарте моста IEEE 802.1D. Перенаправление трафика основано на изучении адресов. Коммутаторы принимают решения о пересылке трафика на основе 48-битных адресов управления доступом к среде (MAC), используемых в стандартах LAN, включая Ethernet.

Для этого коммутатор изучает, какие устройства, называемые в стандарте станциями , в каких сегментах сети, просматривая адреса источников во всех принимаемых им кадрах.Когда устройство Ethernet отправляет фрейм, оно помещает в него два адреса. Эти два адреса - это адрес назначения устройства, которому он отправляет фрейм, и адрес источника , который является адресом устройства, отправляющего фрейм.

Способ «обучения» коммутатора довольно прост. Как и все интерфейсы Ethernet, каждому порту коммутатора присвоен уникальный заводской MAC-адрес . Однако, в отличие от обычного устройства Ethernet, которое принимает только адресованные ему кадры, интерфейс Ethernet, расположенный в каждом порту коммутатора, работает в беспорядочном режиме .В этом режиме интерфейс запрограммирован на получение всех кадров, которые он видит на этом порту, а не только кадров, которые отправляются на MAC-адрес интерфейса Ethernet на этом порту коммутатора.

При получении каждого кадра на каждом порту программное обеспечение коммутации смотрит на адрес источника кадра и добавляет этот адрес источника в таблицу адресов, которую поддерживает коммутатор. Таким образом коммутатор автоматически обнаруживает, какие станции доступны на каких портах.

На Рис. 1-2 показан коммутатор, соединяющий шесть устройств Ethernet.Для удобства мы используем короткие номера для адресов станций вместо фактических 6-байтовых MAC-адресов. По мере того, как станции отправляют трафик, коммутатор принимает каждый отправленный кадр и строит таблицу, более формально называемую базой данных пересылки , которая показывает, какие станции и на каких портах доступны. После того, как каждая станция передала хотя бы один кадр, коммутатор получит базу данных пересылки, такую ​​как показано в таблице 1-1.

Рисунок 1-2. Изучение адреса в коммутаторе

Таблица 1-1.База данных переадресации, обслуживаемая коммутатором

Порт Станция

1

10

3

30

4

Без пост.

5

Без пост. 7

25

8

35

Эта база данных используется коммутатором для принятия решения о пересылке пакетов в процессе, называемом адаптивная фильтрация .Без базы данных адресов коммутатор должен был бы отправлять трафик, полученный на любом заданном порту, через все остальные порты, чтобы гарантировать, что он достиг пункта назначения. В базе данных адресов трафик фильтруется в соответствии с его адресатом. Коммутатор является «адаптивным» за счет автоматического изучения новых адресов. Эта способность к обучению позволяет вам добавлять новые станции в вашу сеть без необходимости вручную настраивать коммутатор, чтобы знать о новых станциях, или станциям, чтобы знать о коммутаторе. []

Когда коммутатор получает кадр, предназначенный для адреса станции, который он еще не видел, коммутатор отправляет кадр на все порты, кроме порта, на который он прибыл. [] Этот процесс называется лавинной рассылкой , и более подробно поясняется позже в разделе «лавинная рассылка кадров».

После того, как коммутатор создал базу данных адресов, он получает всю информацию, необходимую для выборочной фильтрации и пересылки трафика. Пока коммутатор изучает адреса, он также проверяет каждый кадр, чтобы принять решение о пересылке пакета на основе адреса назначения в кадре.Давайте посмотрим, как решение о переадресации работает в коммутаторе с восемью портами, как показано на рисунке 1-2.

Предположим, что кадр отправляется со станции 15 на станцию ​​20. Поскольку кадр отправляется станцией 15, коммутатор считывает кадр через порт 6 и использует свою базу данных адресов, чтобы определить, какой из его портов связан с адресом назначения. в этом кадре. Здесь адрес назначения соответствует станции 20, а база данных адресов показывает, что для достижения станции 20 кадр должен быть отправлен через порт 2.

Каждый порт коммутатора может сохранять кадры в памяти перед их передачей по кабелю Ethernet, подключенному к порту. Например, если порт уже занят передачей, когда фрейм прибывает для передачи, то фрейм может удерживаться на короткое время, необходимое порту для завершения передачи предыдущего фрейма. Для передачи кадра коммутатор помещает кадр в очередь коммутации пакетов для передачи на порт 2.

Во время этого процесса коммутатор, передающий кадр Ethernet с одного порта на другой, не вносит изменений в данные, адреса или другие поля. базового кадра Ethernet.В нашем примере кадр передается без изменений на порт 2, точно так же, как он был получен на порту 6. Таким образом, работа коммутатора прозрачна для всех станций в сети.

Обратите внимание, что коммутатор не будет пересылать кадр, предназначенный для станции, которая находится в базе данных пересылки, на порт, если этот порт не подключен к целевому назначению. Другими словами, трафик, предназначенный для устройства на данном порту, будет отправляться только на этот порт; никакие другие порты не увидят трафик, предназначенный для этого устройства.Эта логика коммутации обеспечивает изоляцию трафика только от тех кабелей или сегментов Ethernet, которые необходимы для получения кадра от отправителя и передачи этого кадра на устройство назначения.

Это предотвращает поток ненужного трафика в другие сегменты сетевой системы, что является основным преимуществом коммутатора. Это контрастирует с ранней системой Ethernet, где трафик от любой станции был замечен всеми другими станциями, независимо от того, хотели они данных или нет. Фильтрация трафика коммутатора снижает нагрузку на трафик, переносимую набором кабелей Ethernet, подключенных к коммутатору, тем самым более эффективно используя пропускную способность сети.

Коммутаторы автоматически удаляют устаревшие записи в своей базе данных переадресации через определенный период времени - обычно пять минут - если они не видят никаких кадров со станции. Следовательно, если станция не отправляет трафик в течение определенного периода времени, коммутатор удаляет запись о переадресации для этой станции. Это предохраняет базу данных пересылки от заполнения устаревшими записями, которые могут не соответствовать действительности.

Конечно, по истечении времени ожидания ввода адреса коммутатор не будет иметь никакой информации в базе данных для этой станции в следующий раз, когда коммутатор получит предназначенный для него кадр.Это также происходит, когда станция вновь подключается к коммутатору или когда станция была выключена и снова включается более чем через пять минут. Так как же коммутатор обрабатывает пересылку пакетов для неизвестной станции?

Решение простое: коммутатор пересылает кадр, предназначенный для неизвестной станции, на все порты коммутатора, кроме того, на котором он был получен, таким образом, лавинно лавинно передает кадр всем остальным станциям. Флудинг фрейма гарантирует, что фрейм с неизвестным адресом назначения достигнет всех сетевых подключений и будет услышан правильным устройством назначения, предполагая, что он активен и находится в сети.Когда неизвестное устройство отвечает обратным трафиком, коммутатор автоматически узнает, к какому порту подключено устройство, и больше не будет лавинно перенаправлять трафик на это устройство.

Широковещательный и многоадресный трафик

В дополнение к передаче кадров, направленных на один адрес, локальные сети могут отправлять кадры, направленные на групповой адрес, называемый многоадресным адресом , который может быть принят группой станций. Они также могут отправлять кадры, направленные всем станциям, используя широковещательный адрес .Групповые адреса всегда начинаются с определенной битовой комбинации, определенной в стандарте Ethernet, что позволяет коммутатору определять, какие кадры предназначены для определенного устройства, а не для группы устройств.

Кадр, отправленный на адрес назначения многоадресной рассылки, может быть получен всеми станциями, настроенными на прослушивание этого адреса многоадресной рассылки. Программное обеспечение Ethernet, также называемое программным обеспечением «драйвер интерфейса», программирует интерфейс для приема кадров, отправленных на групповой адрес, так что интерфейс теперь является членом этой группы.Адрес интерфейса Ethernet, назначенный на заводе, называется одноадресным адресом , и любой данный интерфейс Ethernet может принимать одноадресные и многоадресные кадры. Другими словами, интерфейс может быть запрограммирован на прием кадров, отправленных на один или несколько групповых адресов многоадресной рассылки, а также кадров, отправленных на одноадресный MAC-адрес, принадлежащий этому интерфейсу.

Широковещательная и многоадресная пересылка

Широковещательный адрес - это особая многоадресная группа: группа всех станций в сети.Пакет, отправленный на широковещательный адрес (адрес всех единиц), получает каждая станция в локальной сети. Поскольку широковещательные пакеты должны приниматься всеми станциями в сети, коммутатор достигнет этой цели путем лавинной рассылки широковещательных пакетов на все порты, кроме порта, на который он был получен, поскольку нет необходимости отправлять пакет обратно на исходное устройство. Таким образом, широковещательный пакет, отправленный любой станцией, достигнет всех других станций в локальной сети.

Многоадресный трафик может быть более трудным, чем широковещательные кадры.Более сложные (и обычно более дорогие) коммутаторы включают поддержку протоколов обнаружения групп многоадресной рассылки, которые позволяют каждой станции сообщать коммутатору об адресах групп многоадресной рассылки, которые она хочет услышать, поэтому коммутатор будет отправлять многоадресные пакеты только на порты. подключены к станциям, которые заявили о своей заинтересованности в приеме многоадресного трафика. Однако более дешевые коммутаторы, не имеющие возможности обнаруживать, какие порты подключены к станциям, прослушивающим данный адрес многоадресной рассылки, должны прибегать к лавинной рассылке многоадресных пакетов на все порты, кроме порта, на который был получен многоадресный трафик, как и широковещательные пакеты.

Использование широковещательной и многоадресной передачи

Станции отправляют широковещательные и многоадресные пакеты по ряду причин. Сетевые протоколы высокого уровня, такие как TCP / IP, используют широковещательные или многоадресные кадры как часть процесса обнаружения адресов. Широковещательные и многоадресные рассылки также используются для динамического назначения адресов, которое происходит при первом включении станции и требуется найти сетевой адрес высокого уровня. Многоадресная рассылка также используется некоторыми мультимедийными приложениями, которые отправляют аудио- и видеоданные в кадрах многоадресной рассылки для приема группами станций, а также в многопользовательских играх как способ отправки данных группе игроков.

Следовательно, типичная сеть будет иметь некоторый уровень широковещательного и многоадресного трафика. Пока количество таких кадров остается на разумном уровне, проблем не будет. Однако, когда многие станции объединены коммутаторами в одну большую сеть, широковещательная и многоадресная лавинная рассылка коммутаторов может привести к значительному объему трафика. Большие объемы широковещательного или многоадресного трафика могут вызвать перегрузку сети, поскольку каждое устройство в сети должно принимать и обрабатывать широковещательные рассылки и определенные типы многоадресных рассылок; при достаточно высоких скоростях передачи пакетов могут возникнуть проблемы с производительностью станций.

Потоковые приложения (видео), отправляющие многоадресную рассылку с высокой скоростью, могут генерировать интенсивный трафик. Системы резервного копирования и дублирования дисков, основанные на многоадресной рассылке, также могут генерировать большой трафик. Если этот трафик пересылается на все порты, сеть может перегружаться. Один из способов избежать этой перегрузки - ограничить общее количество станций, подключенных к одной сети, чтобы скорость широковещательной и многоадресной рассылки не стала настолько высокой, чтобы создавать проблемы.

Другой способ ограничить скорость многоадресных и широковещательных пакетов - разделить сеть на несколько виртуальных локальных сетей (VLAN) .Еще один способ - использовать маршрутизатор, также называемый коммутатором уровня 3. Поскольку маршрутизатор не пересылает автоматически широковещательные и многоадресные рассылки, это создает отдельные сетевые системы. [] Эти методы управления распространением многоадресных и широковещательных рассылок обсуждаются в Главе 2 и Главе 3 соответственно.

До сих пор мы видели, как один коммутатор может пересылать трафик на основе динамически создаваемой базы данных переадресации. Основная трудность этой простой модели работы коммутатора заключается в том, что множественные соединения между коммутаторами могут создавать петли, приводящие к перегрузке и перегрузке сети.

Конструкция и работа Ethernet требует, чтобы между любыми двумя станциями мог существовать только один путь передачи пакетов. Ethernet растет за счет расширения ветвей в топологии сети , называемой древовидной структурой, которая состоит из нескольких коммутаторов, ответвляющихся от центрального коммутатора. Опасность заключается в том, что в достаточно сложной сети коммутаторы с несколькими соединениями между коммутаторами могут создавать в сети кольцевые пути.

В сети с коммутаторами, соединенными вместе, чтобы сформировать петлю пересылки пакетов, пакеты будут бесконечно циркулировать по петле, создавая очень высокий уровень трафика и вызывая перегрузку.

Зацикленные пакеты будут циркулировать с максимальной скоростью сетевых каналов, пока скорость трафика не станет настолько высокой, что сеть не станет насыщенной. Широковещательные и многоадресные кадры, а также одноадресные кадры неизвестным адресатам обычно лавинно передаются на все порты базового коммутатора, и весь этот трафик будет циркулировать в таком цикле. После образования петли этот режим отказа может произойти очень быстро, в результате чего сеть будет полностью занята отправкой широковещательных, многоадресных и неизвестных кадров, и станциям будет очень трудно отправлять фактический трафик.

К сожалению, таких петель, как пунктирный путь, показанный стрелками на рис. 1-3, слишком легко реализовать, несмотря на все ваши попытки их избежать. По мере того, как сети разрастаются и включают в себя все больше коммутаторов и коммутационных шкафов, становится трудно точно знать, как все соединено вместе, и не дать людям по ошибке создать петлю.

Рисунок 1-3. Петля пересылки между коммутаторами

Хотя петля на чертеже должна быть очевидной, в достаточно сложной сетевой системе любому, кто работает в сети, может быть сложно узнать, подключены ли коммутаторы таким образом, чтобы петлевые пути.Стандарт моста IEEE 802.1D предоставляет протокол связующего дерева, чтобы избежать этой проблемы, автоматически подавляя петли пересылки.

Назначение протокола связующего дерева (STP) - позволить коммутаторам автоматически создавать набор путей без петель, даже в сложной сети с несколькими путями, соединяющими несколько коммутаторов. Он предоставляет возможность динамически создавать древовидную топологию в сети, блокируя пересылку любых пакетов на определенных портах, и гарантирует, что набор коммутаторов Ethernet может автоматически настраиваться для создания путей без петель.Стандарт IEEE 802.1D описывает работу связующего дерева, и каждый коммутатор, заявляющий о соответствии стандарту 802.1D, должен иметь возможность связующего дерева. []

Работа алгоритма связующего дерева основана на сообщениях конфигурации, отправляемых каждым коммутатором в пакетах, называемых блоками данных протокола моста или BPDU. Каждый пакет BPDU отправляется на многоадресный адрес назначения, назначенный для операции связующего дерева. Все коммутаторы IEEE 802.1D присоединяются к группе многоадресной рассылки BPDU и прослушивают кадры, отправленные на этот адрес, чтобы каждый коммутатор мог отправлять и получать сообщения конфигурации связующего дерева. []

Процесс создания связующего дерева начинается с использования информации в сообщениях конфигурации BPDU для автоматического выбора корневого моста . Выбор основан на идентификаторе моста (BID), который, в свою очередь, основан на комбинации настраиваемого значения приоритета моста (32 768 по умолчанию) и уникального MAC-адреса Ethernet, назначенного каждому мосту для использования процессом связующего дерева. называется системный MAC. Мосты отправляют друг другу пакеты BPDU, и мост с наименьшим BID автоматически выбирается в качестве корневого моста.

Если для приоритета моста было оставлено значение по умолчанию 32 768, то мост с наименьшим числовым значением Ethernet-адреса будет выбран в качестве корневого моста. [] В примере, показанном на рисунке 1-4, коммутатор 1 имеет самый низкий BID, и конечный результат процесса выбора связующего дерева состоит в том, что коммутатор 1 стал корневым мостом. Выбор корневого моста создает основу для остальных операций, выполняемых протоколом связующего дерева.

Выбор пути с наименьшей стоимостью

После выбора корневого моста каждый некорневой мост использует эту информацию, чтобы определить, какой из его портов имеет наименее затратный путь к корневому мосту, а затем назначает этот порт корневым. порт (RP).Все остальные мосты определяют, какой из их портов, подключенных к другим каналам, имеет наименее затратный путь к корневому мосту. Мосту с наименее затратным путем назначается роль назначенного моста (DB), а порты в DB назначаются как назначенные порты (DP).

Рисунок 1-4. Операция связующего дерева

Стоимость пути основана на скорости, с которой работают порты, причем более высокие скорости приводят к снижению затрат. По мере того как пакеты BPDU проходят через систему, они накапливают информацию о количестве портов, через которые они проходят, и о скорости каждого порта.Пути с более медленными портами будут иметь более высокие затраты. Общая стоимость данного пути через несколько коммутаторов - это сумма затрат всех портов на этом пути.

Подсказка

Если существует несколько путей к корню с одинаковой стоимостью, то будет использоваться путь, подключенный к мосту с наименьшим идентификатором моста.

В конце этого процесса мосты выбрали набор корневых портов и назначенных портов, что позволяет мостам удалять все кольцевые пути и поддерживать дерево пересылки пакетов, которое охватывает весь набор устройств, подключенных к сети. , отсюда и название «протокол связующего дерева».”

После того, как процесс связующего дерева определил состояние порта, комбинация корневых портов и назначенных портов предоставляет алгоритму связующего дерева информацию, необходимую для определения наилучших путей и блокировки всех других путей. Пересылка пакетов на любом порту, который не является корневым портом или назначенным портом, отключена , блокирующим пересылку пакетов на этом порту.

Пока заблокированные порты не пересылают пакеты, они продолжают получать BPDU. Заблокированный порт показан на рис. 1-4 буквой «B», указывающей, что порт 10 на коммутаторе 3 находится в режиме блокировки и что канал не пересылает пакеты. Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) отправляет пакеты BPDU каждые две секунды для отслеживания состояния сети, и заблокированный порт может стать разблокированным при обнаружении изменения пути.

Состояния портов связующего дерева

Когда активное устройство подключено к порту коммутатора, порт проходит через ряд состояний, поскольку он обрабатывает любые BPDU, которые он может получить, и процесс связующего дерева определяет, в каком состоянии должен находиться порт. в любой момент времени. Два состояния называются прослушивание и обучение , во время которых процесс связующего дерева прослушивает BPDU, а также изучает адреса источника из любых полученных кадров.

На рисунке 1-5 показаны состояния портов связующего дерева, которые включают следующее:

Отключено
Порт в этом состоянии был намеренно отключен администратором или автоматически отключен из-за разрыва соединения. Это также может быть порт, который вышел из строя и больше не работает. В отключенное состояние можно войти или выйти из любого другого состояния.
Блокировка
Порт, который включен, но не является корневым портом или назначенным портом, может вызвать петлю коммутации, если он был активен.Чтобы этого избежать, порт переводится в состояние блокировки. Данные станции не отправляются и не принимаются через блокирующий порт. После инициализации порта (соединение устанавливается, включается питание) порт обычно переходит в состояние блокировки. После обнаружения с помощью BPDU или тайм-аутов того, что порту может потребоваться стать активным, порт перейдет в состояние прослушивания на пути к состоянию пересылки. Блокирующий порт также может перейти в состояние пересылки, если другие ссылки не работают. Данные BPDU по-прежнему принимаются, пока порт находится в состоянии блокировки.
Прослушивание
В этом состоянии порт отбрасывает трафик, но продолжает обрабатывать пакеты BPDU, полученные через порт, и воздействует на любую новую информацию, которая может заставить порт вернуться в заблокированное состояние. На основе информации, полученной в блоках BPDU, порт может перейти в состояние обучения. Состояние прослушивания позволяет алгоритму связующего дерева решить, могут ли атрибуты этого порта, такие как стоимость порта, привести к тому, что порт станет частью связующего дерева или вернется в состояние блокировки.
Обучение
В этом состоянии порт еще не пересылает кадры, но изучает адреса источника из всех полученных кадров и добавляет их в базу данных фильтрации. Коммутатор заполнит таблицу MAC-адресов пакетами, полученными через порт (до истечения таймера), прежде чем перейти в состояние пересылки.
Пересылка
Это рабочее состояние, в котором порт отправляет и принимает данные станции. Входящие BPDU также отслеживаются, чтобы мост мог определить, нужно ли ему перевести порт в состояние блокировки для предотвращения образования петли.

Рисунок 1-5. Состояния портов связующего дерева

В исходном протоколе связующего дерева состояния прослушивания и обучения длились 30 секунд, в течение которых пакеты не пересылались. В новом протоколе Rapid Spanning Tree Protocol можно назначить тип порта «граница» для порта, что означает, что порт, как известно, подключен к конечной станции (пользовательский компьютер, телефон VoIP, принтер и т. Д.) И не к другому переключателю. Это позволяет конечному автомату RSTP обходить процессы обучения и прослушивания на этом порту и немедленно переходить в состояние пересылки.Разрешение станции немедленно начать отправку и получение пакетов помогает избежать таких проблем, как тайм-ауты приложений на компьютерах пользователей при их перезагрузке. [] Хотя это не требуется для работы RSTP, полезно вручную настроить граничные порты RSTP с их типом порта, чтобы избежать проблем на компьютерах пользователей. Установка типа порта на граничный также означает, что RSTP не нужно отправлять пакет BPDU при изменении состояния соединения (соединение вверх или вниз) на этом порту, что помогает уменьшить объем трафика связующего дерева в сети.

Подсказка

Изобретатель протокола связующего дерева Радия Перлман написала стихотворение, описывающее, как это работает. [] При чтении стихотворения полезно знать, что с точки зрения математики сеть может быть представлена ​​как тип графа, называемого сеткой, и что цель протокола связующего дерева - превратить любую заданную сетевую сетку в дерево. структура без петель, охватывающая весь набор сегментов сети.

Думаю, я никогда не увижу
График красивее дерева.
Дерево, важнейшее свойство которого
- это соединение без петель.
Дерево, которое обязательно должно охватывать
Чтобы пакеты могли достигать любой LAN.
Сначала нужно выбрать корень.
По ID он избран.
Трассируются пути с наименьшей стоимостью от корня.
В дереве эти пути размещены.
Сетка создается такими людьми, как я.
Затем мосты находят остовное дерево.

- Радиа Перлман Алгорим

Это краткое описание предназначено только для предоставления основных концепций, лежащих в основе работы системы.Как и следовало ожидать, здесь не описаны другие подробности и сложности. Полная информация о том, как работает конечный автомат связующего дерева, описана в стандартах IEEE 802.1, с которыми можно ознакомиться для более полного понимания протокола и того, как он функционирует. Подробные сведения об улучшениях связующего дерева для конкретных поставщиков можно найти в документации поставщика. См. Приложение A для ссылок на дополнительную информацию.

Исходный протокол связующего дерева, стандартизованный в IEEE 802.1D определил единый процесс связующего дерева, работающий на коммутаторе, управляющий всеми портами и VLAN с помощью одного конечного автомата связующего дерева. Ничто в стандарте не запрещает поставщику разрабатывать свои собственные улучшения в развертывании связующего дерева. Некоторые поставщики создали свои собственные реализации, в одном случае предоставляя отдельный процесс связующего дерева для каждой VLAN. Этот подход был использован Cisco Systems для версии, которую они называют связующим деревом для каждой VLAN (PVST).

Стандартный протокол связующего дерева IEEE эволюционировал с годами.Обновленная версия, получившая название Rapid Spanning Tree Protocol, была определена в 2004 году. Как следует из названия, Rapid Spanning Tree увеличила скорость работы протокола. RSTP был разработан для обеспечения обратной совместимости с исходной версией связующего дерева. Стандарт 802.1Q включает в себя как RSTP, так и новую версию связующего дерева под названием Multiple Spanning Tree (MST), которое также предназначено для обеспечения обратной совместимости с предыдущими версиями. [] MST обсуждается далее в Виртуальных локальных сетях.

При построении сети с несколькими коммутаторами вам необходимо обратить особое внимание на то, как поставщик ваших коммутаторов развернул связующее дерево, а также на версию связующего дерева, которую используют ваши коммутаторы. Наиболее часто используемые версии, классический STP и более новый RSTP, совместимы и не требуют настройки, что приводит к операции «plug and play».

Прежде чем вводить новый коммутатор в работу в сети, внимательно прочтите документацию поставщика и убедитесь, что вы понимаете, как все работает.Некоторые поставщики могут не включать связующее дерево по умолчанию для всех портов. Другие поставщики могут реализовать специальные функции или версии связующего дерева для конкретных поставщиков. Как правило, поставщик прилагает все усилия, чтобы убедиться, что его реализация связующего дерева «просто работает» со всеми другими коммутаторами, но существует достаточно вариаций в функциях и конфигурации связующего дерева, которые могут вызвать проблемы. Чтение документации и тестирование новых коммутаторов перед их развертыванием в сети может помочь избежать любых проблем.

Одиночное полнодуплексное соединение Ethernet предназначено для перемещения кадров Ethernet между интерфейсами Ethernet на каждом конце соединения. Он работает с известной скоростью передачи данных и известной максимальной частотой кадров. [] Все соединения Ethernet с заданной скоростью будут иметь одинаковые характеристики скорости передачи данных и частоты кадров. Однако добавление коммутаторов в сеть создает более сложную систему. Теперь ограничения производительности вашей сети становятся комбинацией производительности подключений Ethernet и производительности коммутаторов, а также любых перегрузок, которые могут возникнуть в системе, в зависимости от топологии.Вы должны убедиться, что приобретаемые вами коммутаторы обладают достаточной производительностью для выполнения своей работы.

Производительность внутренней коммутирующей электроники может быть не в состоянии поддерживать полную частоту кадров, поступающую со всех портов. Другими словами, если все порты одновременно представляют для коммутатора высокие нагрузки трафика, которые также являются непрерывными, а не только короткими пакетами, коммутатор может не справиться с объединенной скоростью трафика и может начать отбрасывать кадры. Это известно как блокировка , , состояние в системе коммутации, в которой недостаточно доступных ресурсов для обеспечения потока данных через коммутатор.Неблокирующий коммутатор - это коммутатор, который обеспечивает достаточную внутреннюю коммутационную способность для обработки полной нагрузки, даже когда все порты одновременно активны в течение длительных периодов времени. Однако даже неблокирующий коммутатор будет отбрасывать кадры, когда порт становится перегруженным, в зависимости от шаблонов трафика.

Производительность пересылки пакетов

Типичное аппаратное обеспечение коммутатора имеет выделенные вспомогательные схемы, которые предназначены для повышения скорости, с которой коммутатор может пересылать кадры и выполнять такие важные функции, как поиск адресов кадров в базе данных фильтрации адресов.Поскольку вспомогательные схемы и высокоскоростная буферная память являются более дорогими компонентами, общая производительность коммутатора представляет собой компромисс между стоимостью этих высокопроизводительных компонентов и ценой, которую готовы платить большинство клиентов. Таким образом, вы обнаружите, что не все переключатели работают одинаково.

Некоторые менее дорогие устройства могут иметь более низкую производительность пересылки пакетов, меньшие таблицы фильтрации адресов и меньшие размеры буферной памяти. Коммутаторы большего размера с большим количеством портов обычно имеют компоненты с более высокой производительностью и более высокую цену.Коммутаторы, способные обрабатывать максимальную частоту кадров на всех своих портах, также называемые неблокирующими коммутаторами, способны работать на скорости канала . В наши дни широко распространены полностью неблокирующие коммутаторы, которые могут обрабатывать максимальную скорость передачи данных одновременно на всех портах, но всегда полезно проверить технические характеристики коммутатора, который вы рассматриваете.

Требуемая производительность и стоимость приобретаемых коммутаторов могут варьироваться в зависимости от их расположения в сети.Коммутаторы, которые вы используете в ядре сети, должны иметь достаточно ресурсов для обработки высоких нагрузок трафика. Это связано с тем, что в ядре сети сходится трафик от всех станций сети. Базовые коммутаторы должны иметь ресурсы для обработки нескольких разговоров, высокой нагрузки и длительного трафика. С другой стороны, коммутаторы, используемые на границах сети, могут иметь более низкую производительность, поскольку они требуются только для обработки нагрузки трафика непосредственно подключенных станций.

Все коммутаторы содержат некоторую высокоскоростную буферную память, в которой фрейм сохраняется, хотя и ненадолго, перед переадресацией на другой порт или порты коммутатора. Этот механизм известен как коммутация с промежуточным хранением, . Все коммутаторы, совместимые с IEEE 802.1D, работают в режиме хранения и пересылки, в котором пакет полностью принимается портом и помещается в буферную память высокоскоростного порта (сохраняется) перед пересылкой. Больший объем буферной памяти позволяет мосту обрабатывать более длинные потоки обратных кадров, повышая производительность коммутатора при наличии всплесков трафика в локальной сети.Обычная конструкция коммутатора включает пул высокоскоростной буферной памяти, которую можно динамически распределять для отдельных портов коммутатора по мере необходимости.

Учитывая, что коммутатор является компьютером специального назначения, центральный ЦП и ОЗУ в коммутаторе важны для таких функций, как операции связующего дерева, предоставление управляющей информации , управление потоками многоадресных пакетов и управление портом коммутатора и конфигурацией функций.

Как обычно в компьютерной индустрии, чем выше производительность процессора и оперативной памяти, тем лучше, но вы также заплатите больше.Продавцы часто не позволяют клиентам легко найти спецификации процессора и оперативной памяти коммутатора. Как правило, более дорогие коммутаторы предоставляют эту информацию, но вы не сможете заказать более быстрый процессор или больше оперативной памяти для данного коммутатора. Вместо этого это информация, полезная для сравнения моделей от поставщика или среди поставщиков, чтобы увидеть, какие коммутаторы имеют лучшие характеристики.

Производительность коммутатора включает в себя ряд показателей, включая максимальную полосу пропускания или коммутационную способность электронных компонентов коммутатора пакетов внутри коммутатора.Вы также должны увидеть максимальное количество MAC-адресов, которые может содержать база данных адресов, а также максимальную скорость в пакетах в секунду, которую коммутатор может пересылать на объединенный набор портов.

Здесь показан набор спецификаций коммутатора, скопированный из типовой таблицы данных поставщика. Спецификации поставщика выделены жирным шрифтом. Для простоты в нашем примере мы показываем спецификации небольшого недорогого коммутатора с пятью портами. Это предназначено, чтобы показать вам некоторые типичные значения переключателей, а также помочь вам понять, что означают значения и что происходит, когда маркетинг и спецификации встречаются на одной странице.

Экспедирование
С промежуточным хранением
Относится к стандартному мосту 802.1D, при котором пакет полностью принимается портом и в буфер порта («хранилище») перед пересылкой.
128 КБ буферизация пакетов на кристалле
Общий объем буферизации пакетов, доступный для всех портов. Буферизация распределяется между портами по запросу. Это типичный уровень буферизации для небольшого, легкого, пятипортового коммутатора, предназначенного для поддержки клиентских соединений в домашнем офисе.

Tip

Некоторые коммутаторы, предназначенные для использования в центрах обработки данных и других специализированных сетях, поддерживают режим работы, называемый сквозной коммутацией , при котором процесс пересылки пакетов начинается до того, как весь пакет будет считан в буферную память. Цель состоит в том, чтобы сократить время, необходимое для пересылки пакета через коммутатор. Этот метод также пересылает пакеты с ошибками, поскольку он начинает пересылку пакета до того, как будет получено поле проверки ошибок.

Производительность
Пропускная способность: 10 Гбит / с (без блокировки)
Поскольку этот коммутатор может обрабатывать полную нагрузку трафика по всем портам, работающим с максимальной скоростью трафика на каждом порту, это неблокирующий коммутатор. Пять портов могут работать со скоростью до 1 Гбит / с каждый. В полнодуплексном режиме максимальная скорость через коммутатор со всеми активными портами составляет 5 Гбит / с в исходящем направлении (также называемом «исходящим») и 5 ​​Гбит / с во входящем направлении (также называемом «входящим». »).Производители любят указывать в своих спецификациях совокупную пропускную способность 10 Гбит / с, хотя входящие данные 5 Гбит / с на пяти портах отправляются как 5 Гбит / с исходящих данных. Если бы вы считали максимальную совокупную передачу данных через коммутатор равной 5 Гбит / с, вы были бы правы технически, но не преуспели бы в маркетинге. []
Скорость пересылки
Порт 10 Мбит / с: 14800 пакетов / с
Порт 100 Мбит / с: 148 800 пакетов / с
Порт 1000 Мбит / с: 1 480 000 пакетов / с
Эти спецификации показывают, что порты могут обрабатывать полную скорость коммутации пакетов, состоящую из кадров Ethernet минимального размера (64 байта), что является такой же высокой, как скорость передачи пакетов при минимальном размере кадра.Фреймы большего размера будут иметь более низкую скорость передачи пакетов в секунду, поэтому это максимальная производительность коммутатора Ethernet. Это показывает, что коммутатор может поддерживать максимальную скорость передачи пакетов на всех портах на всех поддерживаемых скоростях.
Задержка (с использованием пакетов размером 1500 байт)
10 Мбит / с: 30 микросекунд (макс.)
100 Мбит / с: 6 микросекунд (макс.)
1000 Мбит / с: 4 микросекунды (макс.)
Это количество времени, необходимое для перемещения кадра Ethernet из принимающего порта в передающий порт, при условии, что передающий порт доступен и не занят передачей какого-либо другого кадра.Это мера внутренней задержки переключения, создаваемой электроникой переключателя. Это измерение также отображается как 30 мкс с использованием греческого символа «мю» для обозначения «микро». Микросекунда - это одна миллионная секунды, а задержка в 30 миллионных секунды на портах 10 Мбит / с - разумное значение для недорогого коммутатора. При сравнении переключателей более низкое значение лучше. Более дорогие коммутаторы обычно обеспечивают меньшую задержку.
База данных MAC-адресов: 4000
Этот коммутатор может поддерживать до 4000 уникальных адресов станций в своей базе данных адресов.Этого более чем достаточно для пятипортового коммутатора, предназначенного для домашнего и малого офиса.
Средняя наработка на отказ
(Среднее время безотказной работы):> 1 миллион часов (~ 114 лет) Среднее время безотказной работы велико, потому что этот коммутатор мал, не имеет вентилятора, который может изнашиваться, и имеет небольшое количество компонентов; не так много элементов, которые могут потерпеть неудачу. Это не означает, что коммутатор не может выйти из строя, но в этой электронике мало отказов, что приводит к большой средней наработке на отказ для данной конструкции переключателя.
Соответствие стандартам
IEEE 802.3i 10BASE-T Ethernet
IEEE 802.3u 100BASE-TX Fast Ethernet
IEEE 802.3ab 1000BASE-T Gigabit Ethernet
Уважает теги приоритета IEEE 802.1p и DSCP
Jumbo-фрейм: до 9720 байт
Под заголовком «соответствие стандартам» поставщик предоставил подробный список стандартов, соответствие которым этот коммутатор может претендовать.Первые три пункта означают, что порты коммутатора поддерживают стандарты Ethernet для витой пары для скоростей 10/100/1000 Мбит / с. Эти скорости выбираются автоматически при взаимодействии с клиентским соединением с использованием протокола автосогласования Ethernet. Затем производитель заявляет, что этот коммутатор будет учитывать теги приоритета Class of Service в кадре Ethernet, сначала отбрасывая трафик с тегами с более низким приоритетом в случае перегрузки порта. Последний пункт в этом подробном списке отмечает, что коммутатор может обрабатывать нестандартные размеры кадров Ethernet, часто называемые «jumbo-кадрами», которые иногда настраиваются на интерфейсах Ethernet для определенной группы клиентов и их серверов (серверов) в попытке для повышения производительности. []

Этот набор спецификаций поставщика показывает, какие скорости портов поддерживает коммутатор, и дает представление о том, насколько хорошо коммутатор будет работать в вашей системе. При покупке более крупных и высокопроизводительных коммутаторов, предназначенных для использования в ядре сети, вам следует учитывать другие характеристики коммутатора. К ним относятся поддержка дополнительных функций, таких как протоколы управления многоадресной рассылкой, доступ к командной строке, позволяющий настраивать коммутатор, и простой протокол управления сетью, позволяющий контролировать работу и производительность коммутатора.

При использовании коммутаторов необходимо учитывать требования к сетевому трафику. Например, если ваша сеть включает высокопроизводительных клиентов, которые предъявляют требования к одному серверу или набору серверов, то любой используемый вами коммутатор должен иметь достаточную внутреннюю коммутационную производительность, достаточно высокие скорости портов и скорости восходящего канала, а также достаточное количество буферов портов для обработки задача.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх