Schakelaars
Een schakelaar is een elektronische component dat in een elektrisch netwerk de elektrische stroom kan onderbreken door de geleiding te verbreken. Een schakelaar kan zo de verbinding maken (gesloten) of breken (open).
Het vormt onderdeel van een schakeling en kan handbediend zijn, of mechanism geactiveerd zoals een eindschakelaar of drukschakelaar. De bekendste is de lichtschakelaar in huis waarmee een lamp aan of uit gedaan kan worden.
Op schakelaars is doorgaans de nominale stroomsterkte en spanning aangegeven. De eigenlijke schakelinrichting wordt meestal door een kap afgesloten. Het materiaal, waaruit de schakelaars zijn vervaardigd, dient goed isolerend, onbrandbaar en niet- hygroscopisch (vochtaantrekkend) te zijn. Bovendien mag het bij verwarming niet week worden.
In elektronische apparatuur worden vooral digitale schakelaars toegepast. Zo bevat de processor van een computer miljoenen digitale schakelaars (transistors). Hiermee worden vervolgens signalen verwerkt, waarbij het maken van een verbinding een logische 1 vertegenwoordigt (bij een lichtschakelaar aan) en het verbreken van een verbinding een logische 0 (bij een lichtschakelaar uit). De complexe relatie van schakelaars in een schakeling kan geanalyseerd worden door middel van booleaanse algebra.
Bediening
Schakelaars worden onderscheiden naargelang bediening of functie, of de combinatie ervan.
Contact dender
Mechanische schakelaars kunnen een verschijnsel vertonen dat denderen heet - het kortstondig meerdere malen achtereen maken en verbreken van het contact - en in digitale schakelingen hinderlijk kan zijn.
Wordt er contact gemaakt, dan wordt in werkelijkheid het contact binnen een paar microseconden een aantal malen gemaakt en verbroken. Doet men met een schakelaar een gloeilamp aan, dan knippert de lamp dus eerst een paar keer. Dit duurt echter te kort om opgemerkt te worden.
Bij digitale schakelingen is dat anders, die reageren veel sneller. Een zakrekenmachine, het toetsenbord van een computer en dergelijke apparaten zijn voorzien van schakelingen om het denderen te onderdrukken. Zonder een dergelijke schakeling zou het indrukken van een toets resulteren in een rij dezelfde letters.
Denderen kan worden voorkomen door een condensator over de schakelaar te zetten, zoals hiernaast is getoond. In rust wordt de condensator opgeladen. Wordt de drukknop ingedrukt, dan wordt de condensator vrijwel direct ontladen. Het laden duurt echter enige tijd, afhankelijk van de waarde van R en C, zodat het denderen geen effect heeft.
Schakeling om denderen te voorkomen.
Contacten
Schakelaars kunnen maak, verbreek of beide hebben. De contacten van een relais zijn ook schakelaars.
Arduino
Schakelaars worden normaal op de digitale I/O-poorten aangesloten. Een kant van de schakelaar wordt van +5 V voorzien en de andere kant gaat naar de poort. Hier wordt ook een weerstand van 10 kΩ naar massa geplaatst.
pinMode(pin, INPUT); // maak van 'pin' een input.
We kunnen ook zgn negatieve logica gebruiken en plaatsen we de schakelaar tussen de I/O-poort en massa. We zetten dan de ingbouwde pull-up weerstand (20 kΩ) aan zodat de poort 5 V ziet als de schakelaar open is.
pinMode(pin, INPUT_PULLUP); // maak van 'pin' een input en schakel de pullup weerstand in.
We kunnen nu ook ipv een schakelaar een open-collector van een NPN- of PNP-schakel-transistor gebruiken.
We kunnen ook de analoge poorten gebruiken. Deze staan altijd als ingang ingesteld.