Wählen Sie Geschäftskunde oder Privatkunde, um Preise ohne oder mit Mehrwertsteuer zu sehen.
Geschäftskunde
Privatkunde

Mikroschalter: Kleine Bauelemente für Ihren Betrieb

Sie sind klein, leicht, preiswert und außerordentlich zuverlässig: Mikroschalter. So einfach sie vom Aufbau auch sind, ohne die winzigen Bauelemente würden viele Dinge des Lebens nicht so bequem funktionieren. Denken sie nur an die Klicktaste in der Computermaus oder die Kfz-Fernbedienung als Ersatz für den Autoschlüssel. Für die elektrische Verbindung sorgt immer ein Schaltelement in Miniaturgröße. Erfahren Sie hier, wie Mikroschalter funktionieren, wo man sie einsetzt und worauf Sie beim Kauf achten sollten.



So funktionieren Mikroschalter

Das Prinzip dieses einfachen Schaltelements ist leicht zu verstehen: In ihm befindet sich eine vorgespannte leitende Flachfeder mit aus dem Gehäuse herausgeführten Anschlusspin. Ein Ende der Feder ist fest verankert, am anderen Ende sitzt eine Kontaktniete. Im normalen Zustand drückt diese Niete auf einen ebenfalls nach außen geführten Kontakt. Wird nun die Feder durch einen Stößel nach unten gedrückt, trifft sie auf einen weiteren mit einem Anschlusspin versehenen Kontakt. Sobald der Druck auf den Stößel gelöst wird, schnellt die Feder wieder nach oben zum ursprünglichen Kontakt.

Der klassische Mikroschalter kennt somit die zwei Zustände „unbetätigt“ und „betätigt“ oder auch „offen“ und „geschlossen“. In elektrischen Schaltungen lassen sich beide Zustände sinnvoll einsetzen. Entweder für das Schließen oder das Öffnen eines Stromkreises, Auslöser ist immer der Druck auf die Feder. Die drei Pins eines Mikroschalters sind entsprechend ausgeführt: Ein Pin stellt den Kontakt mit der Feder her, der mittlere Pin entspricht dem Zustand „offen“, der dritte Pin dem Zustand „geschlossen“.

Gekennzeichnet werden die drei Anschlüsse mit folgenden Codes:

  • C (für Common) – hier liegt der der Strom dauerhaft an

  • N/O (für Normally Open) – der offene Grundzustand des Schalters

  • N/C (für Normally Closed) – der geschlossene Grundzustand des Schalters

Mikroschalter öffnen oder schließen zwar Stromkreise lediglich durch eine simple mechanische Funktion, dennoch bieten ihre Komponenten einige Variationsmöglichkeiten. Ein wesentlicher Faktor ist das Verhältnis zwischen aufzuwendendem Druck auf den Stößel und dem Kontaktweg der Feder. Das heißt: Je näher am Ankerpunkt der Stößel auf die Feder wirkt, desto größer muss der erforderliche Druck sein, um die Feder auf den Kontakt zu drücken. Die Materialstärke der Feder und ihre Länge spielen dabei natürlich auch eine Rolle.

Viele Schaltelemente enthalten neben dem Stößel auch einen Hebel, mit dem der Stößel heruntergedrückt wird. Länge und Position dieses „Betätigers“ nehmen naturgemäß ebenfalls erheblichen Einfluss auf den Druckpunkt, dabei gilt: Ein langer Betätiger erfordert weniger Druck aber dafür einen weiteren Weg, bis der Stößel die Feder niederdrückt hat.

In zahlreichen Fällen wird aber gar kein Betätiger benötigt, der Stößel allein übernimmt die Funktion des Auslösers. Genau genommen handelt sich bei diesen Bauelementen um Mikrotaster, zu finden beispielsweise in Computermäusen oder PC-Tastaturen. Mikrotaster können sehr klein sein, manche Exemplare sind nur wenige Millimeter groß. Sie dienen beispielsweise auf Microcontroller-Platinen zum Reset oder Booten des Betriebssystems.

Eine besondere Form sind so genannte Schnappschalter. Der Unterschied: Schnappschalter funktionieren nur bei langsamen Druck auf den Auslöser, aber dafür recht schnell. Umgekehrt kehrt er nur beim langsamen Lösen des Drucks in die Ausgangsstellung zurück.



Typische Einsatzgebiete von Mikroschalter und Mikrotaster

Mikroschalter und Mikrotaster werden immer dann eingesetzt, wenn eine geringe Betätigungskraft mit einer klar definierten Aktion erforderlich ist. Außerdem spielen sie eine bedeutende Rolle in Bereichen, die eine langfristige Zuverlässigkeit des Schaltelements voraussetzen. Dies ergibt sich aus der internen Mechanik sowie der Unabhängigkeit der Schließkraft von der Betätigungskraft an den Schaltkontakten.

Qualitativ hochwertige Schalter oder Taster erreichen bis zu 20 Millionen Schaltvorgänge. Würde man zum Beispiel jeden Tag 1000 Mal den Schaltvorgang auslösen, hielte das Bauelement etwa 20.000 Tage, also mehr als 54 Jahre.

Zu den üblichen Anwendungen von Mikroschaltern oder Mikrotastern gehören beispielsweise die Türverriegelung an einem Mikrowellenherd, Nivellier- und Sicherheitsschalter in Aufzügen, Schaltelemente in Verkaufsautomaten und zur Erkennung von Papierstaus oder anderen Fehlern in Kopiergeräten und Druckern. Kleine Mikrotaster sind aber auch in den Controllern von Spielkonsolen oder in mit Sendern ausgestatteten Autoschlüsseln zu finden.



Auswahlkriterien für den Kauf

Schaltfunktion

Das Schaltverhalten eines vorverdrahteten Mikroschalters ist an Bezeichnung wie Ein/(Aus) oder Ein/(Ein) zu erkennen. Die erste Angabe bestimmt das Verhalten in der Ruhelage, die zweite Angabe in Klammern bestimmt das Verhalten bei Betätigung des Drückers.

Bei einem Mikroschalter mit der Bezeichnung Ein/(Aus) ist der Kontakt in der Ruhestellung geschlossen, Strom fließt. Ein Druck auf den Betätiger unterbricht den Stromfluss. Geräte mit dieser Funktion nennen sich "Öffner".

Bei einem Mikroschalter mit der Bezeichnung Aus/(Ein) ist der Kontakt dagegen in der Ruhestellung geöffnet. Es fließt somit kein Strom. Erst wenn das Gerät betätigt wird, ist der Kontakt geschlossen und der Stromfluss freigegeben. Schaltelemente mit dieser Funktion nennen sich "Schließer".

Ein Gerät mit der Bezeichnung Ein/(Ein) wiederum schließt einen Kontakt in beiden Schaltzuständen und dient dazu, zwei verschiedene Schaltstrecken abwechselnd mit Strom zu versorgen. Einer der beiden Anschlüsse N/O und N/C wird immer mit Strom versorgt. Ein solches Element ist ein "Wechsler".

Ein Mikroschalter kann aber auch mehrere Bedienelemente kombinieren. Zum Beispiel kann ein Mikroschalter mit der Schaltfunktion 2 x Aus/(Ein) etwa über zwei Betätiger verfügen, die gleichzeitig gedrückt werden müssen, damit ein Kontakt dauerhaft geschlossen werden kann.

Bedienungselement (Betätiger)

Mikroschalter lassen sich mit verschiedenen Betätigern ausstatten. Die gebräuchlichsten sind Taster oder Hebel. Es gibt aber auch zum Beispiel so genannte Rollen-Betätiger. Sie schalten erst dann, wenn sich die verwendete Rolle um einen vordefinierten Wert abgewickelt hat.

 

Betätigungs- und Auslösekraft

Der Wert für die Betätigungskraft gibt an, wie viel physikalische Kraft erforderlich ist, um den Schaltzustand auszulösen. Wie viel Kraft beim erneuten Loslassen des Hebels oder Tasters freigesetzt wird ergibt sich aus dem Wert für die Auslösekraft. Die Maßeinheit ist jeweils Newton.

 

Umgebungstemperatur

Die minimale und maximale Temperaturgrenze definiert die obere und untere Grenze der Umgebungstemperatur, bei der ein Mikroschalter ordnungsgemäß funktioniert. Die meisten Schalter arbeiten einwandfrei weit unter dem Gefrier- und weit über dem Siedepunkt von Wasser.

Typ der Anschlüsse

Mikroschalter lassen sich auf sehr unterschiedliche Weise montieren. Es gibt Modelle zum Auflöten auf eine Leiterplatte, zur Montage über einen Schraubmechanismus oder zum Aufstecken auf eine Lochrasterplatine beziehungsweise einem Breadboard.

 

Spannungs- und Strombelastung

Ein wichtiges Kaufkriterium für einen Mikroschalter ist der maximale Schaltstrom und die maximale Schaltspannung. Die Spezifikation 250 V/AC 10(4)A besagt, dass der Schalter eine ohmsche Last von maximal 10 Ampere und eine induktive Last von maximal 4 Ampere bei einer Betriebsspannung von maximal 250 Volt Wechselstrom aushält.

 

Maximale Schaltfrequenz

Die maximale Schaltfrequenz gibt an, wie oft pro Minute ein Schalter oder Taster zuverlässig betätigt werden kann. Dabei umfasst eine Betätigung den kompletten Schaltzyklus von der Erstbetätigung bis zur Rückkehr in die Ruhestellung. Der Wert wird in "Schaltzyklen pro Minute" angegeben.

 

Lebensdauer

Die Haltbarkeit des Schalters beziehungsweise Tasters bezieht sich auf die minimale Anzahl von Schaltzyklen innerhalb der spezifischen Werte. Sie hängt von zahlreichen Faktoren ab, darunter die Höhe von Schaltstrom und Schaltspannung, den Lasttyp (wie ohmsche, induktive, kapazitive oder Lampenlast), Auswahl der Werkstoffe für Stellglied und Stellantrieb, Betätigungsart und Geschwindigkeit, Schaltfrequenz (in Schaltzyklen pro Minute), Vor- und Nachlaufweg sowie Umweltfaktoren wie Klima oder schädliche Gase.

Es wird auch zwischen mechanischer und elektrischer Lebensdauer unterschieden. Die mechanische Haltbarkeit gibt an, wie oft ein Schalter ohne elektrische Belastung betätigt werden kann. Die elektrische Standzeit bezieht sich auf Nennspannung, Nennstrom und ohmsche Last bei 23 °C Umgebungstemperatur an.

Conrad Electronic SE benötigt für einzelne Datennutzungen Ihre Einwilligung, um die Funktion der Website zu gewährleisten und Ihnen unter anderem Informationen zu Ihren Interessen anzuzeigen. Mit Klick auf "Zustimmen" geben Sie Ihre Einwilligung dazu. Ausführliche Informationen erhalten Sie in unserer Datenschutzerklärung.
Sie haben jederzeit die Möglichkeit Ihre Zustimmung in der Datenschutzerklärung zurück zu nehmen.
Ablehnen
Zustimmen