E-LEARNING บทเรียนออนไลน์ วิชาไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น รหัสวิชา 2100-1003

บทที่  13 

เรื่อง  อุปกรณ์ประกอบวงจร

โดยอาจารย์ พันธ์ศักดิ์  พลอินทร์

จุดประสงค์การเรียนรู้

1.บอกชนิดและเขียนสัญลักษณ์ของสวิตซ์   รีเลย์ และฟิวส์ แบบต่าง ๆได้
2. อธิบายการใช้งานของสวิตซ์  รีเลย์ และฟิวส์ แบบต่าง ๆ ได้
3. ทดสอบและบอกอาการดีหรือเสียของสวิตซ์  รีเลย์ และฟิวส์ได้

                                                                                                               
เนื้อหาสาระ


1.  สวิตซ์ (Switch)
      สวิตซ์เป็นอุปกรณ์ใช้ปิด – เปิด วงจรไฟฟ้าและวงจรอิเล็กทรอนิกส์ สวิตซ์จะทำหน้าที่ควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าภายในวงจร สวิตซ์มีหลายรูปแบบ การเลือกใช้สวิตซ์ต้องเลือกค่าทนกระแสและแรงดันไฟให้เหมาะสมกับงานหรือวงจร ในงานอิเล็กทรอนิกส์มีหลายรูปแบบ พอสรุปได้ดังนี้


1.1  สวิตซ์โยก (Toggle Switch) สวิตซ์โยก คือ สวิตซ์ที่ใช้ปิดเปิดวงจรด้วยการโยกขึ้น-ลง มีตั้งแต่ 2 ขา ถึง 6 ขา แบ่งตามลักษณะและโครงสร้างได้ดังนี้
                              1.1.1  สวิตซ์ทางเดียว ขั้วเดียว (Single Pole Single Throw) สวิตซ์แบบนี้เรียกย่อว่า SPST ปกติมี 2 ขา ใช้ทำหน้าที่ปิดเปิดวงจร
                              1.1.2  สวิตซ์ทางเดียว 2 ขั้ว (Double Pole Single Throw) สวิตซ์แบบนี้เรียกย่อว่า DPST มีขาใช้งาน 4 ขา ใช้ทำหน้าที่เปิด – ปิด วงจรได้ 2 ชุดพร้อมกัน
                              1.1.3  สวิตซ์ 2 ทาง ขั้วเดียว (Single Pole Double Throw) สวิตซ์แบบนี้เรียกย่อว่า SPDT มีขาใช้งาน 2 ขา ใช้ทำหน้าที่เปิด – ปิดวงจร การใช้ขา 2 ขาหรือจะใช้เป็นสวิตซ์เลือก 2 ทาง
ก็ได้
1.1.4      สวิตซ์ 2 ทาง 2 ขั้ว (Double Pole Double Throw) สวิตซ์แบบนี้เรียกว่า DPDT มีขาใช้งาน 6 ขา ใช้ทำหน้าที่ปิด – เปิดวงจร 2 ชุดพร้อมกัน โดยใช้ขา 4 ขา และสามารถใช้แทนสวิตซ์แบบทางเดียว 2 ขั้วได้ด้วย


 

 


ภาพที่ 13.1  แสดงรูปสวิตซ์โยกแบบต่าง ๆ
1.2  สวิตซ์กระดก (Rocker Switch) สวิตซ์แบบกระดกหรือเรียกว่า ล็อกเกอร์สวิตซ์ เป็นสวิตซ์ขนาดใหญ่ใช้เปิด – ปิด วงจร บางแบบมีหลอดไฟในตัวบางแบบไม่มีหลอดไฟ

 

 

 


ภาพที่ 13.2  แสดงรูปสวิตซ์แบบกระดก
1.3  สวิตซ์หมุน (Rotary Switch) เป็นสวิตซ์เลือกหลายทาง นิยมเรียกว่า สวิตซ์เลือก (Selector Switch) มากกว่าสวิตซ์หมุน แบบที่มีใช้ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ คือ
                              1.3.1  แบบ 12 ทาง 1 ชุด แบบนี้หมุนได้ 11 จังหวะ มีขาต่อใช้งาน 13 ขา ขากลางจะเป็นขาร่วม
                              1.3.2  แบบ 6 ทาง 2 ชุด แบบนี้หมุนได้ 5 จังหวะ มีขาร่วม 2 ขาแยก ออกจากกันแต่เลือกได้พร้อมกัน
                              1.3.3  แบบ 4 ทาง 3 ชุด แบบนี้หมุนได้ 3 จังหวะ มีขาร่วม 3 ขาแยก ออกจากกันมีลักษณะเหมือนมีสวิตซ์ 4 ทาง 3 ตัวบนแกนเดียวกัน
                              1.3.4  แบบ 3 ทาง 4 ชุด แบบนี้หมุนได้ 2 จังหวะ มีขาร่วม 4 ขาแยก ออกจากกัน มีลักษณะเหมือนมีสวิตซ์ 3 ทาง 4 ตัวบนแกนเดียวกัน


 

 

 

 

ภาพสวิตซ์เลื่อย (Side Switch ) สวิตซ์จะมีลักษณ์เหมือนสวิตซ์โยก แต่ไม่มีแกนเหมือนสวิตซ์โยก  ใช้ทำหน้าที่ปิด-เปิด  วงจรเหมือนสวิตซ์โยก

 

 

 

 

 

 

ภาพที่  3.4  แสดงรูปสวิตซ์เลื่อน

    1. สวิตซ์กด (PUSH  SWITCH) สวิตซ์กดเวลาใช้งานจะต้องกดปุ่มหรือแกนที่ยื่นออกมาจากตัวสวิตซ์  ลักษณะการกดมีหลายลักษณะคือ

1.5.1    แบบกดติดปล่อยดับ สวิตซ์แบบนี้ถ้าไม่กดจะไม่ต่อวงจรนั้น คือ วงจรเปิด เมื่อกดปุ่ม หรือแกนจะทำให้วงจรปิด (ต่อวงจร)
1.5.2    แบบกดดับปล่อยติด จะมีลักษณะการใช้งานตรงกันข้ามกับแบบกดติดปล่อยดับ นั่นคือ ถ้ากดปุ่มหรือแกนจะต่อวงจร ถ้าปล่อยจะตัดวงจร
1.5.3    แบบกดติดกดดับ สวิตซ์แบบนี้จะล็อกหน้าสัมผัสได้ ครั้งแรกถ้าสวิตซ์ไม่ต่อวงจร  ถ้ากดปุ่มสวิตซ์จะต่อวงจร เมื่อปล่อยสวิตซ์ยังคงต่ออยู่ ต้องกดสวิตซ์ซ้ำอีกจึงจะทำให้วงจรเปิด สวิตซ์แบบนี้นิยมใช้เป็นสวิตซ์เปิดปิดแรงดันไม่ให้เข้าไปเลี้ยงวงจร
1.5.4    แบบกดหลายทาง เป็นสวิตซ์แบบกดติดปล่อยดับหลายตัว ต่อร่วมอยู่บนแกนเดียวกัน โดยมีกลไก ล็อกสวิตซ์แต่ละตัวเข้าด้วยกัน เพื่อนำมาใช้เป็นสวิตซ์เลือกหลายทางเมื่อกดสวิตซ์ตัวหนึ่ง ตัวที่เหลือจะหลุดออกมา สวิตซ์แบบนี้นิยมใช้เป็นสวิตซ์เลือกสัญญาณ ทางเข้าออกเครื่องขยายเสียง ทำเป็นสวิตซ์เลือกย่านวัดในเครื่องมือทดสอบ
1.5.5    แบบสวิตซ์เท้า เป็นสวิตซ์กดแบบหนึ่ง ที่สร้างขึ้นเพื่อรองรับแรงกดมาก ๆ เช่น ใช้เท้าเหยียบ นิยมนำไปใช้เครื่องทำเสียงแตก เครื่องสร้างเสียงเอฟเฟลกของกีตาร์ไฟฟ้ามีแบบกดล็อก และแบบกดติดปล่อยดับ

 

 

 


ภาพที่ 13.5  แสดงรูปสวิตซ์กดแบบต่าง


ที่ 13.3  แสดงรูปสวิตซ์หมุน หรือ สวิตซ์เลือก
            1.6  คีย์แพด (Keypad) คีย์แพดเป็นสวิตซ์ที่ต่ออยู่ในรูปเมตริกซ์   ตัวคีย์แพดจะประกอบด้วยหน้าสัมผัส   แผ่นลาเบล   ปิดชื่อคีย์  และสายต่อ นิยมใช้ในเครื่องถ่ายเอกสาร เครื่องคิดเลข หรือเครื่องควบคุมอัตโนมัติ

แบบ 12 คีย์                         แบบ 11 คีย์                     แบบ 6 คีย์                   แบบ 1 คีย์

         

 

 

 

 

 

 

ภาพที่ 13.6  แสดงรูปคีย์แพด

            1.7  ไมโครสวิตซ์ (Micro Switch) ไมโครสวิตซ์เป็นสวิตซ์ที่มีความไวต่อการกดโดยมีแกนยื่นสำหรับให้กด เมื่อกดแกนแล้วแกนนี้จะไปกดหน้าสัมผัสของสวิตซ์อีกที่หนึ่งนิยมใช้ในเครื่องเล่นเทป เครื่องมือระบบอัตโนมัติ และใช้ในระบบรักษาความปลอดภัย เครื่องกันขโมย

 

 

 

 

 

 

 


ภาพที่ 13.7  แสดงรูปไมโครสวิตซ์

            1.8  ดีพสวิตซ์ (Dip Switch) ดีพสวิตซ์เป็นสวิตซ์แบบทางเดียวขั้วเดียว มีหลายตัวอยู่บนตัวเดียวกัน มีขนาดเท่ากับไอซีตัวถัง Dip มีให้เลือกตั้งแต่ 2 จุดถึง 12 จุด

 

 

 

 

 

ภาพที่ 13.8  รูปแสดงรูปดีพสวิตซ์

สัญลักษณ์ของสวิตซ์

 

 

 

 

 

 

 

 

 

การเลือกสวิตซ์ใช้งาน

            สวิตซ์แต่ละแบบถูกออกแบบและสร้างเพื่อให้เหมาะสมกับงานที่จะใช้ นอกจากการออกแบบแล้ว ผู้ผลิตยังบอกคุณลักษณะการทนกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าไว้ด้วย ดังนั้นการเลือกใช้สวิตซ์ต้องเลือกค่าทนกระแสและแรงดันไฟที่เหมาะสมกับงานหรือวงจร

การทดสอบสวิตซ์

            สวิตซ์เป็นอุปกรณ์เปิด – ปิดวงจรไฟฟ้าและวงจรอิเล็กทรอนิกส์ สวิตซ์ทำหน้าที่ควบคุมการไหลของกระแสไฟในวงจร สวิตซ์มีหลายรูปแบบตามลักษณะการใช้งาน
การทดสอบสวิตซ์สามารถทดสอบได้ 2 วิธี ทดสอบขณะสวิตซ์ไม่ถูกใช้งานหรือถอดสวิตซ์ออกจากวงจรมาทดสอบ และทดสอบขณะสวิตซ์ทำงาน ในที่นี้จะกล่าวถึงการทดสอบสวิตซ์ไม่ถูกใช้งานด้วยมัลติมิเตอร์ดังนี้
                1.  เตรียมมัลติมิเตอร์ในตำแหน่ง x10
                2.  สายสีดำเสียบขั้วเสียบ – COM สายสีแดงเสียบขั้วเสียบ +
                3.  นำสายทั้งสองของมัลติมิเตอร์ ต่อคร่อมหรือขนานกับขั้วต่อของสวิตซ์

 

 

 

 

 

 

ภาพที่ 13.9  แสดงการทดสอบสวิตซ์

             4.  ทดลองเปิด – ปิดสวิตซ์ตามแบบของสวิตซ์ สังเกตเข็มของมัลติมิเตอร์ ดังนี้
            4.1  ถ้าเข็มของมิเตอร์กระดิกขึ้น – ลง ตามจังหวะการเปิด – ปิดของสวิตซ์ แสดงว่าสวิตซ์นำไปใช้เปิด – ปิดวงจรไฟฟ้าหรือวงจรอิเล็กทรอนิกส์ได้
            4.2  ถ้าเข็มของมิเตอร์ไม่กระดิกตามจังหวะการเปิด – ปิด แสดงว่าสวิตซ์เสียในลักษณะขาด
            4.3  ถ้าเข็มของมิเตอร์กระดิกขึ้นตลอดเวลาที่ปิดหรือเปิด แสดงว่าสวิตซ์เสียในลักษณะลัดวงจร

 

2.  รีเลย์ (Relay)
            รีเลย์เป็นอุปกรณ์ใช้สำหรับปิด – เปิด วงจรเช่นเดียวกับสวิตซ์ แต่การทำงานของรีเลย์ทำงานด้วยการให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านเข้าไปในขดลวดของรีเลย์ ทำให้เกิดอำนาจแม่เหล็กดูด ขั้วโลหะของรีเลย์ติดหรือขาดออกจากกัน ทำให้วงจรต่อกันหรือขาดออกจากกันเหมือนการปิดเปิดวงจรด้วยสวิตซ์

 


 

 

 

 

ภาพที่ 13.10  แสดงรูปของรีเลย์

สัญลักษณ์ของรีเลย์

    


ชนิดปกติ
เปิดหน้าสัมผัส

ชนิดปกติ
ปิดหน้าสัมผัส

รีเลย์พร้อม
หน้าสัมผัส 1 ชุด

รีเลย์ 1 ชุด หน้าสัมผัส
มีทั้งเปิดและปิด

 

การนำรีเลย์ไปใช้งาน

            รีเลย์นิยมนำไปใช้งานในวงจรป้องกันวงจรตัดต่อไฟเข้าไปในวงจร  และช่องทางการสนทนาในตู้โทรศัพท์ใช้เป็นอิเล็กทรอนิกส์สวิตซ์ การเลือกใช้รีเลย์ต้องคำนึงถึงค่าที่สำคัญ 3 ประการ คือ
                1.  อัตราทนกำลังไฟของหน้าสัมผัส เป็นตัวบอกถึงขนาดของโหลดสูงสุดที่จะต่อให้กับรีเลย์ ตัวอย่างเช่น รีเลย์ตัวหนึ่งมีขนาดแรงดันไฟ 12 โวลต์ กระแส 3 แอมแปร์ นั่นคือ โหลดที่นำมาต่อต้องใช้กระแสไฟไม่เกิน 3 แอมแปร์ ถ้าแรงดันที่จ่ายให้แก่โหลด 220 โวลต์ โหลดที่นำมาต่อต้องมีขนาดไม่เกิน 600 วัตต์
                2.  ความต้านทานของขดลวดรีเลย์ เป็นตัวบอกถึงความต้องการกระแสของรีเลย์ขณะทำงาน

                3.  แรงดันที่กระตุ้นให้รีเลย์ทำงาน เป็นค่าแรงดันสูงสุดที่ต้องป้อนให้กับขดลวดของรีเลย์
ตัวอย่างเช่น รีเลย์ 12 โวลต์ 3 แอมแปร์ ต้องต่อแรงดันไฟให้รีเลย์ 12 โวลต์ และไม่ต่ำกว่า 10 โวลต์ ถ้าป้อนแรงดันให้กับรีเลย์น้อยจะทำให้ขดลวดของรีเลย์ร้อน อาจทำให้อายุการใช้งานของรีเลย์สั้นลง ทางที่ดีควรป้องกันแรงดันให้ตรงตามที่กำหนดได้


3.  ฟิวส์ (Fuse)
            ฟิวส์เป็นตัวนำไฟฟ้าชนิดหนึ่ง ที่ใช้ในวงจรไฟฟ้าหรือวงจรอิเล็กทรอนิกส์  ฟิวส์มีหน้าที่ตัดวงจรไฟฟ้า  เมื่อมีกระแสไฟไหลเกินกำหนดเพื่อไม่ให้อุปกรณ์ไฟฟ้าหรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เสียหาย ฟิวส์ที่ใช้ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์   มีรูปแบบและตัวถังหลายแบบฟิวส์นอกจากแบ่งตามตัวถังแล้วยังแบ่งตามคุณลักษณะการใช้งานเป็น 2 ชนิด คือ
                      2.1  ฟิวส์ถ่วงเวลา ใช้ป้องกันกระแสไฟไหลอย่างรุนแรงขณะต่อสวิตซ์ ฟิวส์แบบนี้มีความไวต่อความร้อนมาก สามารถถ่วงเวลาได้ประมาณ 18 วินาที จากการปล่อยกระแสเริ่มแรกถึงกระแสไหลสูงสุด
                      2.2  ฟิวส์ทำงานอย่างรวดเร็ว ใช้ในวงจรที่มีกระแสไฟไหลปกติ ถ้ามีกระแสไฟไหลเกินค่าความสามารถในการทนกระแสไฟของฟิวส์ ฟิวส์ก็จะขาดหรือละลายทันภายในเวลา   1.4 วินาที

 

 

 

 

 


ภาพที่ 13.11  แสดงรูปฟิวส์และกระบอกฟิวส์

สัญลักษณ์ของฟิวส์

 

                                                                 

การเลือกฟิวส์ใช้งาน

                การเลือกฟิวส์ใช้งานเป็นสิ่งจำเป็นที่ต้องคำนึงถึง โดยเลือกฟิวส์ใช้งานดังนี้
1.    ความสามารถในการทนกระแสและแรงดันไฟฟ้าต้องใช้ฟิวส์ที่มีความสามารถทนกระแสและแรงดันไฟฟ้าพอดีกับวงจรไฟฟ้ากำหนด ถ้าหาค่าทนกระแสและแรงดันไฟฟ้าไม่ได้  อาจใช้ค่าที่เกินกว่าปกติเล็กน้อย  เช่น มีค่าแรงดันไฟฟ้าในวงจร 125 โวลต์  
ให้ใช้ฟิวส์ได้ไม่เกิน 150 โวลต์   สำหรับค่าทนกระแสไฟให้ใช้ได้สูงกว่ากระแสในวงจร 25 เปอร์เซ็นต์
                2.  การทนกระแสไฟลัดวงจรของฟิวส์ ตามปกติค่าทนกระแสไฟลัดวงจรของฟิวส์จะกำหนดเป็นพันเท่าของกระแสไฟปกติ บางครั้งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ลัดวงจร จึงควรเลือกความสามารถในการทนกระแสลัดวงจรของฟิวส์ด้วย
                3.  คุณสมบัติของฟิวส์ เช่น อุณหภูมิ รูปร่าง ขนาดที่ยึดตัวฟิวส์ กระบอกฟิวส์ ต้องเลือกให้เหมาะสม

การทดสอบฟิวส์

                ฟิวส์เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในวงจรไฟฟ้าหรือวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ใช้ป้องกันความเสียหายที่จะเกิดขึ้นกับวงจร ในกรณีที่มีการลัดวงจรเกิดขึ้นหรือมีกระแสไฟฟ้าไหลมาก เกินความสามารถของฟิวส์
                การทดสอบฟิวส์เพื่อต้องการรู้ว่าขดลวดตัวนำที่อยู่ภายในโครงสร้างของฟิวส์ขาดหรือไม่  ทดสอบได้ด้วยมัลติมิเตอร์ ดังนี้
                1.  เตรียมมัลติมิเตอร์ในตำแหน่งวัดค่าความต้านทาน R X 1
                2.  สายสีดำเสียบขั้วเสียบ – COM สายสีแดงเสียบขั้วเสียบ +
                3.  นำสายทั้งสองของมัลติมิเตอร์วัดคร่อมขั้วทั้งสองของฟิวส์


 

 

 

 

 


ภาพที่ 13.12  แสดงการทดสอบฟิวส์
                4.  สังเกตเข็มของมัลติมิเตอร์ ดังนี้
                      4.1  ถ้าเข็มของมัลติมิเตอร์กระดิกขึ้น แสดงว่าฟิวส์ดี
                      4.2  ถ้าเข็มของมัลติมิเตอร์ไม่กระดิก แสดงว่าฟิวส์ขาด

 

 

บทสรุป

            สวิตซ์เป็นอุปกรณ์ใช้สำหรับปิด – เปิดวงจรไฟฟ้าหรือวาจรอิเล็กทรอนิกส์ สวิตซ์มีหลายรูปแบบการเลือกใช้สวิตซ์ต้องเลือกให้เหมาะสมกับงานหรือวงจร สิ่งสำคัญที่จะต้องคำนึงถึง คือ เลือกค่าทนกระแสและแรงดันไฟฟ้า
            รีเลย์ เป็นอุปกรณ์ใช้ปิด – เปิดวงจรเช่นเดียวกับสวิตซ์ แต่รีเลย์จะทำการปิด – เปิดวงจรได้ ต้องให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดของรีเลย์   ทำให้เกิดอำนาจแม่เหล็กดูดขั้วโลหะของรีเลย์ติดหรือขาดออกจากกัน เหมือนกับการปิด – เปิดวงจรด้วยสวิตซ์ การเลือกรีเลย์ใช้งานต้องคำนึงถึง
                1.  อัตราทนกำลังไฟของหน้าสัมผัสของรีเลย์
                2.  ความต้านทานของขดลวดรีเลย์เป็นตัวบอกถึงความต้องการกระแสไฟของรีเลย์ขณะทำงาน
                3.  แรงดันที่กระตุ้นให้รีเลย์ทำงาน
                ฟิวส์ทำหน้าที่ตัดวงจรไฟฟ้า เมื่อมีกระแสไฟฟ้าเกินกำหนด ฟิวส์ที่ใช้ในงานอิเล็กทรอนิกส์มีหลายรูปแบบ


            การเลือกฟิวส์ใช้งานต้องเลือก ดังนี้
                1.  ความสามารถในการทนกระแสและแรงดันไฟฟ้า
                2.  การทนกระแสลัดวงจรของฟิวส์
                3.  คุณสมบัติของฟิวส์ เช่น อุณหภูมิ รูปร่าง ขนาดยึดตัวฟิวส์ กระบอกฟิวส์

 

 

• อาจารย์พันธ์ศักดิ์ พลอินทร์ • แผนกวิชาช่างอิเล็กทรอนิกส์ • วิทยาลัยเทคนิคสัตหีบ