Qué es un interruptor giratorio : Funcionamiento y sus aplicaciones

Un interruptor es un dispositivo diseñado para desconectar la electricidad de un circuito. Puede cerrar o abrir un circuito. Todas las aplicaciones eléctricas y electrónicas utilizan uno o varios interruptores para encender y apagar un aparato. Por tanto, el interruptor forma parte del sistema de control y no se puede controlar sin él. El interruptor tiene dos funciones: totalmente ON (cerrar el contacto) o totalmente OFF (abrir el contacto). Los interruptores se dividen en electrónicos y mecánicos. Este artículo describe el principio de funcionamiento, el diagrama del circuito, los tipos y la interconexión de uno de los tipos de interruptores mecánicos llamado interruptor giratorio.

Definición del interruptor giratorio:

Los interruptores giratorios son interruptores electromecánicos multifuncionales que pueden ser una gran alternativa a los interruptores de botón. Están diseñados para girar y rotar 360º o pasar a la siguiente posición con un pasador giratorio interno que permite que la tapa gire. La principal característica de los interruptores giratorios es que pueden utilizarse para controlar diferentes circuitos o mandos con un solo interruptor. Estos interruptores están disponibles en varios tamaños, formas y materiales.

Teoría de los interruptores giratorios

Los interruptores giratorios se utilizan para conectar el circuito funcional del aparato a la fuente de alimentación. La carga eléctrica entra en el interruptor y luego se transfiere al circuito actualmente seleccionado por el interruptor. A diferencia de los sistemas de software, como las pantallas táctiles, los interruptores giratorios son un potente sistema de control de máquinas que proporciona una respuesta táctil inmediata. En algunos casos, los errores de software pueden ser peligrosos o causar problemas graves. A continuación se muestra el interruptor giratorio unipolar de 3 posiciones.

Algunas de las aplicaciones más populares de los interruptores giratorios son los ventiladores de velocidad variable, los interruptores giratorios de luz, los atenuadores, los divisores y convertidores de audio profesionales, las guitarras con interruptores giratorios de 3 y 6 posiciones para cambiar entre diferentes efectos y tonos, las radios portátiles para cambiar entre diferentes bandas y canales, los voltímetros y medidores similares, los salpicaderos de los coches para ajustar las funciones del aire acondicionado o los ventiladores, los paneles de control de los aviones, varios dispositivos de comunicación industriales, médicos, de construcción y militares, por ejemplo, el control de la velocidad de las cintas transportadoras, el control de la frecuencia de los osciloscopios y el control de los equipos de diagnóstico.

Diagrama de circuito del interruptor giratorio

Se utiliza para conectar una línea a una de varias líneas. Ejemplos de este tipo de interruptores son los selectores de rango en equipos de medición eléctrica, los selectores de canal en equipos de comunicación y los selectores de banda en radios multibanda. Consta de uno o varios contactos móviles (llamados botones o mandos) y uno o varios contactos fijos. Este conmutador puede utilizarse en diferentes configuraciones de puntos de contacto, como los unipolares de 12 vías, los de 3 polos de 4 vías, los de 2 polos de 6 vías y los de 4 polos de 3 vías.

Considera una aplicación para iluminar la lámpara utilizando el interruptor giratorio de doble polo y simple tiro (interruptor giratorio DPST). El diagrama del circuito del interruptor giratorio DPST para iluminar la lámpara se muestra en la siguiente figura. Observa que el polo representa la función de conmutación del número de circuitos. Mientras que el nº de tiros representa el nº de estados a los que puede fluir la corriente a través del interruptor.

El interruptor giratorio DPST consta de 4 terminales: 2 contactos de entrada y 2 de salida. Funciona como dos configuraciones de interruptor giratorio SPST separadas que se accionan al mismo tiempo. Aunque sólo hay una posición ON, cada contacto de entrada puede conectarse al contacto de salida correspondiente activando ambos contactos al mismo tiempo. En la posición OFF, ambos interruptores están abiertos. Este tipo de interruptor se utiliza para controlar dos circuitos diferentes al mismo tiempo. Además, los contactos de este interruptor pueden configurarse como normalmente abiertos o normalmente cerrados.

Cuando los contactos del interruptor están cerrados, el interruptor crea una vía cerrada por la que fluye la corriente, de modo que la carga absorbe la energía de la fuente. Entonces la lámpara se enciende. Cuando los contactos del interruptor están abiertos, la carga no absorbe energía.

Otra función importante de este interruptor es desviar el flujo de corriente en el circuito. Considera el segundo circuito mostrado arriba para hacer funcionar el motor y encender la lámpara al mismo tiempo, utilizando el interruptor giratorio.

Principio de funcionamiento del interruptor giratorio

Veamos el principio básico de funcionamiento de los interruptores rotativos. Aunque existen varios diseños y configuraciones, todos tienen el mismo diseño básico, como un eje o rotor. A medida que el husillo gira sobre su eje o árbol, el radio se desplaza a diferentes posiciones, haciendo contacto con los terminales eléctricos correspondientes y activa un circuito conectado o cambia un estado eléctrico (por ejemplo, de encendido a apagado). Este circuito pasa a través de un componente circular llamado oblea. Se pueden conectar varios circuitos en un mismo lugar.

La mayoría de los interruptores giratorios tienen una rueda diseñada en forma de estrella o muesca, en lugar de una superficie lisa. Esto evita que se detenga en una posición intermedia entre los puntos de contacto o los terminales. Con el mismo propósito, se puede instalar un mecanismo de muelle llamado retén.

Los terminales suelen colocarse alrededor del eje a intervalos de rotación fijos (normalmente 30º, 45º, 60º y 90º). Este ángulo determina el número de posiciones disponibles del interruptor. El número de posiciones seleccionables por el usuario puede limitarse en algunos interruptores giratorios insertando arandelas en ranuras especialmente diseñadas. Por ejemplo, si necesitas un interruptor de 12 posiciones, cambia a un interruptor de 4 posiciones.

Tipos de interruptores giratorios

A continuación se explican los tipos de interruptores rotativos más utilizados.

Interruptores rotativos de oblea

En este tipo de interruptores, las obleas son los componentes que pueden distribuir la energía/electricidad a los terminales de salida del eje. Están disponibles en un diseño especial, en el que los contactos se fijan en ambos lados de la oblea.

Interruptores rotativos Yaxley

Se trata de diseños de interruptores giratorios tradicionales y se utilizan muy poco.

Interruptores rotativos en miniatura

Estos tipos de interruptores están diseñados específicamente para su uso en entornos en los que el espacio se considera primordial. Por ejemplo, en placas de circuito impreso o tarjetas de circuito. Están totalmente cerrados o totalmente abiertos y se utilizan frecuentemente como sensores para la detección de las posiciones de otros componentes.

Interruptores rotativos de alta corriente

Están diseñados para aplicaciones de circuitos de alta tensión. Están hechos de material cerámico, que puede proporcionar resistencia a las descargas eléctricas. Los puntos de contacto y la carcasa están reforzados.

Interruptores rotativos de leva

Estos tipos de interruptores vienen con un eje que puede aumentar o disminuir la resistencia eléctrica en los puntos de contacto conectados. Son una buena opción para los instrumentos electrónicos alimentados por corriente alterna.

Interruptor DIP rotativo

Un interruptor DIP rotativo es un grupo de interruptores situados en un paquete dual en línea, una configuración estándar utilizada habitualmente en las placas de circuito impreso y otros componentes electrónicos. Estos interruptores, también conocidos como interruptores dobles en línea (interruptores DIL), se utilizan para controlar la respuesta eléctrica de los dispositivos instalados.

Interruptor rotativo momentáneo

Los interruptores rotativos momentáneos se utilizan en varios circuitos eléctricos para proporcionar un cambio de estado inmediato, como la función de cambio de un circuito a otro o del estado de encendido a apagado. Pulsa el interruptor para volver a la posición predeterminada.

Interruptor rotativo binario

Es otro interruptor giratorio de diseño compacto para su uso en equipos electrónicos sensibles. Utiliza un sistema binario de encendido/apagado.

Interruptores rotativos de alta resistencia

Pueden proporcionar un control mecánico robusto en entornos industriales difíciles. Los accesorios y componentes opcionales de los interruptores rotativos de alta resistencia incluyen tapas, pomos, diales de repuesto, conjuntos de ejes, husillos, circuitos abiertos giratorios y sistemas de bloqueo.

Interruptores rotativos de montaje en placa

Son controles verticales montados en placas de circuito impreso y se utilizan para controlar varios terminales de salida.

Interruptores codificadores rotativos

Se trata de interruptores de PCB diseñados específicamente para controlar y supervisar las distintas funciones con circuitos más grandes. Se consideran interruptores rotativos debido a su funcionalidad rotativa en el interior.

En función de las diferentes combinaciones de polos, tiros y vías, el interruptor se divide en varias configuraciones. Por lo general, los interruptores rotativos se denominan interruptores rotativos unipolares y bipolares, y se refieren al control de los circuitos mediante el interruptor.

Interruptores rotativos SPST (Interruptores rotativos unipolares)

Se utilizan para interrumpir o realizar la conexión de un solo conductor en un circuito unipolar. También se denominan interruptores unipolares con dos terminales.

Interruptores rotativos SPDT (interruptores rotativos unipolares de doble efecto)

Se utilizan para cerrar (hacer) o abrir (romper) las conexiones de un solo conductor a partir de otros dos conductores simples. Tienen 3 terminales y suelen utilizarse por parejas. A veces se denominan interruptores giratorios de 3 vías.

Interruptores rotativos DPST (interruptores rotativos de doble polo y simple tiro)

Son interruptores giratorios de 4 terminales que se utilizan para conectar o desconectar dos conductores de un circuito o dos circuitos derivados.

Interruptores rotativos DPDT (interruptores rotativos de doble polo y doble tiro)

Se utilizan para conectar o desconectar dos cables a dos circuitos separados. Tienen 6 terminales disponibles en versiones de contacto mantenido y momentáneo.

Interruptores Rotativos DP4T (Interruptores Rotativos de Dos Polos y Cuatro Tiros)

Son los más utilizados en televisores, radios, entornos industriales y sistemas de iluminación domésticos.

interruptores rotativos de 8 polos

Este popular diseño permite seleccionar fácilmente los polos o terminales de entrada.

interruptores rotativos de 2 posiciones y 2 polos

En este diseño, un doble polo está conectado a dos posiciones seleccionables.

interruptores rotativos de 2 polos y 6 posiciones

En este diseño, cada polo está conectado a tres posiciones seleccionables.

Interruptores rotativos multipolares

La versión estándar del interruptor giratorio es unipolar. El modelo multipolar proporciona más flexibilidad.

Interruptores rotativos DP3T (Interruptores rotativos bipolares de tres vías)

En este diseño, dos circuitos separados se cruzan en 3 puntos diferentes y proporcionan 3 posiciones de interruptor seleccionables.

Interruptor giratorio Arduino/Interruptor codificador giratorio Arduino:

El interruptor giratorio o interruptor codificador giratorio es un interruptor electromecánico que puede convertir el movimiento angular del eje en un código digital o analógico. Pertenece al tipo de sensor de posición que convierte la posición angular (rotación) de un mando en una señal de salida para determinar la dirección de la rotación del mando. Este tipo de interruptores se utiliza principalmente en equipos de radio como los de radioaficionado o los de mano, en los que es necesario un giro continuo de 360 grados para una perfecta sintonización de la frecuencia.

En esta sección se explica la interconexión de un interruptor giratorio o interruptor codificador giratorio con Arduino. Los componentes necesarios son

• Interruptor codificador rotatorio o interruptor rotatorio.
• Arduino UNO.
• LCD.
• Cables de conexión.

El diagrama del circuito del interruptor giratorio Arduino se muestra en la siguiente figura. En el circuito, los pines de codificación (pines CLK y DT) y el pin del interruptor (pin SW) del codificador rotativo se conectan al pin 2, al pin 3 y al pin 4 de Arduino. Aquí se utiliza una pantalla LCD de 20×4 para mostrar los objetos del menú. Los pines RS y E del LCD se conectan a los pines 5 y 6 del Arduino. Mientras que los pines de datos 11-14 (D4-D7) del LCD se conectan a los pines 7-10 del Arduino.

Estos interruptores pueden proporcionar una rotación infinita en el sentido de las agujas del reloj o en sentido contrario con un mando o botón de selección. Con esta funcionalidad única, se suelen utilizar en aplicaciones de selección de "menús". El eje de este conmutador se gira en el sentido de las agujas del reloj o en sentido contrario para seleccionar o navegar por el contenido del menú. Al pulsar el mando o el botón de selección, se puede seleccionar el contenido del menú resaltado. Se utiliza principalmente para las operaciones normales de conmutación y puede implementarse como interruptor selector (como selector de menú) utilizando Arduino.

El interruptor giratorio/interruptor codificador giratorio funciona como selector de menú cuando se interconecta con el Arduino y la pantalla LCD. El código de Arduino se escribe y se carga en Arduino según la aplicación.

Si el eje del codificador rotatorio se gira en el sentido de las agujas del reloj, el contenido del menú cambiará de izquierda a derecha y resaltará cada elemento del menú por cada giro del mando.

Al llegar al último elemento, una nueva rotación no produce ninguna acción y se resalta el último elemento del menú.

Cuando el mando se gira en sentido contrario a las agujas del reloj, el contenido del menú se resalta en sentido contrario y se muestra debajo de la lista de contenidos (elementos).

Pulsando el botón del mando giratorio, se puede seleccionar cualquiera de los elementos resaltados. Éste se muestra en la pantalla LCD como el elemento seleccionado y permanece hasta que se selecciona el siguiente elemento.

Función del interruptor giratorio

A diferencia de los interruptores pulsadores, que pueden utilizarse en funciones de control de dispositivos momentáneos o de enclavamiento. El interruptor giratorio puede utilizarse para funciones de mantenimiento o de enclavamiento de encendido/apagado. Esto significa que cuando se mueve a una posición, el interruptor giratorio permanece en su lugar y debe ser movido de nuevo para realizar la siguiente función.

• Es un interruptor multifuncional y polivalente que puede controlar varias funciones.
• Se clasifican como componentes HMI (interfaz hombre-máquina) porque permiten al operador interactuar con el aparato y controlarlo.

Interruptor giratorio vs. Interruptor selector

Las diferencias entre el interruptor giratorio y el interruptor selector son;

Conmutador rotativo	Interruptor selector
Un interruptor giratorio es un interruptor en el que los contactos y las conexiones se alternan cuando el eje gira en el sentido de las agujas del reloj o en sentido contrario.	El conmutador giratorio hace girar la manivela para encender o apagar el circuito con diferentes corrientes.
Controla diferentes circuitos con un solo interruptor.	Comúnmente utilizado para el control, consiste en un dispositivo mecánico, eléctrico o electrónico para hacer/cerrar, romper/abrir o cambiar las conexiones de un circuito.
Están disponibles en diferentes tamaños, materiales y formas, con diferentes disposiciones de los puntos de contacto, como los de 3 polos y 4 vías, los de un polo y 12 vías, los de 2 polos y 6 vías y los de 4 polos y 3 vías.	Están disponibles en 2 y 3 posiciones, y pueden ser interruptores selectores iluminados y no iluminados.
Se utiliza en equipos médicos, controles industriales, ordenadores, instrumentación, comunicación y equipos de aviación.	Se utiliza en la automoción, los controles industriales, la construcción y las obras públicas, los paneles de sistemas de control, los equipos médicos, los aparatos comerciales y domésticos y los dispositivos de automatización del hogar.

Ventajas y desventajas

Las ventajas del interruptor giratorio son:

• Este interruptor puede realizar movimientos circulares y puede detenerse o interrumpirse en varias posiciones.
• Están diseñados para accionar varios contactos simultáneamente utilizando la misma posición del interruptor.
• Este dispositivo tiene varias ventajas sobre otros interruptores porque la rotación del actuador puede activar o desactivar el circuito según la posición, y permite diferentes posiciones de actuación.

Las desventajas del interruptor giratorio son :.

• Estos interruptores se utilizan muy poco, ya que las tareas de conmutación complejas se realizan con dispositivos digitales, como las pantallas táctiles.
• Sin embargo, los interruptores rotativos mecánicos se siguen utilizando, sobre todo en dispositivos en los que el daño al ordenador podría ser un riesgo para la seguridad.
• El coste es mayor.
• Más temas en la radiodifusión.
• Desgaste del componente mecánico con el tiempo.
• Es necesario el contacto físico.

Se trata de una visión general de un interruptor mecánico rotativo - con aplicaciones. Hay una gran variedad de interruptores giratorios disponibles en el mercado. Elige el adecuado para el proyecto. Aquí tienes una pregunta, ¿qué es un interruptor de caudal?