¡Los interruptores están literalmente en todas partes! Están en muchos de los dispositivos que usamos a diario y son una parte básica de casi todos los proyectos de electrónica. Así que en este tutorial de fundamentos de electrónica vamos a cubrir los diferentes tipos de interruptores y las aplicaciones para las que se utilizan.
En lo más básico, un interruptor enciende o apaga algo. Hay un interruptor de la luz, por ejemplo, en casi todas las habitaciones de su casa. Hay un interruptor para encender o apagar el televisor. Incluso hay un interruptor para encender y apagar el coche o la moto. Pero los interruptores son aún más fundamentales que encender o apagar un aparato. Lo que hacen en realidad es cerrar (permitir el paso de la corriente) o abrir un circuito (detener el paso de la corriente). Esto tiene muchas aplicaciones más allá de la función básica de encendido/apagado!
Los botones del mando a distancia de tu televisor que cambian el volumen, el canal y las entradas no encienden o apagan el mando o el televisor, pero sí inician o detienen el flujo de corriente, lo que indica al mando que haga algo mediante la señal de un circuito integrado para transmitir un código IR. De hecho, tenemos un tutorial sobre la construcción de circuitos de infrarrojos y un mando a distancia de TV B-Gone!
Diferentes tipos de interruptores
Los diferentes tipos de interruptores tienen diferentes categorías. Hay dos categorías principales de interruptores con los que te encontrarás. Son los interruptores mecánicos y los interruptores eléctricos. Los interruptores mecánicos requieren una operación física por parte de un humano, un animal o incluso un dispositivo mecánico. Los interruptores eléctricos son interruptores que se controlan como parte de un circuito, como un relé o un transistor. Los interruptores eléctricos pueden o no ser de estado sólido (es decir, basados en semiconductores).
Tipos de interruptores mecánicos
Cubramos los tipos básicos de interruptores mecánicos. Aunque hay cientos de tipos de interruptores mecánicos en funcionamiento y producción en todo el mundo, para ser breves nos vamos a centrar en los principales tipos que es probable que encuentre.
Polos vs. Tiros
Los interruptores mecánicos se describen generalmente por una combinación de dos de sus características principales: polos y tiros.
- Polos: Un polo se refiere al número de circuitos que un interruptor puede operar. Un interruptor unipolar sólo puede controlar un único circuito, mientras que un interruptor bipolar puede controlar dos circuitos. El límite del número de polos es básicamente ilimitado en función de los métodos de construcción del interruptor. Si se reduce a lo más básico, un interruptor bipolar no es más que dos interruptores unipolares separados que están unidos mecánicamente.
- Tiros: Un tiro se refiere al número de conexiones de salida a las que un interruptor puede conectar su entrada. Un simple interruptor de una sola vía es simplemente un interruptor de encendido/apagado. Cuando el interruptor está apagado no puede fluir la corriente. Un interruptor de doble acción conecta la entrada a uno de los dos terminales de salida. Puede utilizarse, por ejemplo, para alternar entre una luz roja y una verde. Uno u otro recibe corriente, pero no los dos al mismo tiempo.
- SP-ST: Un polo, un tiro
- DP-ST: Doble polo, un tiro
- DP-DT: Doble polo, un tiro
Debido a esto, comúnmente verás interruptores llamados por el número de polos y lanzamientos. Estos son algunos ejemplos comunes:
Esta ilustración muestra la diferencia entre un tiro y un tiro doble (ambos unipolares):
Esta ilustración muestra la diferencia entre un polo y un doble tiro (ambos unipolares):
Ejemplos comunes de polos y lanzamientos
Veamos algunos ejemplos muy comunes de estas combinaciones de polos y lanzamientos que se aplican a diferentes tipos de interruptores. Los más comunes son los simples y los dobles. Sin embargo, hay interruptores con muchos más polos y/o muchas más tiradas.
Un interruptor unipolar de una tirada (SPST) es el tipo más común de interruptor que encontrará. Simplemente controla el flujo de corriente de una sola entrada. Se enciende o se apaga. Nada más.
Un interruptor de doble polo y simple tiro (DPST) es muy parecido a un interruptor SPST, pero controla dos entradas por separado. Esto es muy útil cuando tienes dos dispositivos separados que necesitan ser controlados por un solo interruptor. En un gabinete de arcade que podría necesitar para apagar el 5 voltios alimentados Raspberry Pi y una luz de fondo de 120 voltios marquesina. Un interruptor DPST le permite controlar dos dispositivos con diferentes voltajes y especificaciones de corriente.
Un interruptor unipolar de doble tiro (SPDT) sólo controla una sola entrada, pero la conmuta entre dos salidas. Esto puede permitirle alternar entre un LED rojo y un LED verde pulsando un interruptor. Ninguno de los dos recibe energía al mismo tiempo. Un interruptor SPDT puede sustituir a un interruptor SPST conectando sólo una de las dos salidas.
Por supuesto, hay muchas más combinaciones de los polos y lanzamientos. Aquí hay una ilustración práctica de algunos de los tipos más comunes:
Interruptores momentáneos vs interruptores con enclavamiento
A medida que continuamos explorando los diferentes tipos de interruptores, otra distinción importante en los interruptores que encontrará es la polarización. Algunos interruptores mantienen el estado en el que los configuras, hasta que cambias físicamente el estado, esto se llama un interruptor de enganche (a veces referido como un interruptor mantenido). Un interruptor momentáneo, en cambio, sólo mantendrá su estado mientras lo estés pulsando y volverá a su estado normal cuando lo sueltes. Los interruptores momentáneos se activan generalmente por presión (es decir, pulsando el botón de su juego de arcade), sin embargo, podrían ser activados por otros medios como la temperatura, o la luz.
Tipos de interruptores eléctricos
Ahora vamos a repasar los tipos de interruptores eléctricos. Como hemos mencionado anteriormente, los interruptores eléctricos se controlan mediante un cambio eléctrico. Pueden ser de diseño electromecánico o basados en semiconductores.
Relés
Los relés son tipos de interruptores electromecánicos. Suelen consistir en una bobina que genera una carga magnética cuando la corriente viaja a través de ella. Esta carga magnética atrae o repele un imán de tipo fijo que está conectado a un interruptor mecánico. Los relés son perfectos para permitir que dispositivos de baja tensión controlen circuitos de alta tensión. Por ejemplo, un pin GPIO de 5 voltios de un Arduino o Raspberry Pi puede controlar una lámpara de 120 voltios utilizando un relé.
Por supuesto, dependiendo del tipo de relé, ¡podría ser cualquier combinación de alto-bajo/voltaje-corriente! Podría ser 240 voltios AC activando un LED!
Relacionado: Arduino Relay Tutorial
Transistores bipolares
¡Algunas personas pasan años trasteando con la electrónica antes de darse cuenta de que un transistor es (o puede ser) un interruptor eléctrico! Los transistores tienen tres conductores que se conocen como base, colector y emisor. Nos saltaremos la complejidad de los transistores para los propósitos de este tutorial, pero basta con decir que el nivel de saturación del transistor se alcanza, actuará como un simple interruptor eléctrico.
Otros interruptores eléctricos
Por supuesto, hay muchos otros tipos de componentes eléctricos que pueden ser un interruptor eléctrico. Como los tiristores, los rectificadores controlados por silicio y los MOSFET. Incluso un diodo es un tipo de interruptor eléctrico cuando se piensa en ello. Cuando restringe la corriente en su dirección inversa, está actuando como un interruptor.