Adım anahtarı - Stepping switch

Elektrik kontrol mühendisliğinde, bir basamak anahtarı veya adım rölesi olarak da bilinen, uniselector , bir bir elektromekanik elektrik olan bir tren vuruşlarıyla yönlendirilen pek çok olası çıkış yollarının birinin bir giriş sinyal yolu, anahtarları cihazı.

Kademeli anahtarların başlıca kullanımı, telefon görüşmelerini yönlendirmek için erken otomatik telefon santrallerindeydi . Daha sonra endüstriyel kontrol sistemlerinde sıklıkla kullanıldılar. İkinci Dünya Savaşı sırasında , Amerika Birleşik Devletleri'nde CORAL , JADE ve PURPLE olarak bilinen Japon şifreleme makineleri bunları içeriyordu. Bletchley Park'taki kod kırıcılar , Alman Lorenz şifrelerini kriptanalize etmek için Colossus'ta bir dizi darbe yerine sürekli dönen bir motorla çalıştırılan ayırıcılar kullandı .

Bir ayırıcıda, kademeli anahtar sadece bir eksen boyunca veya etrafında hareket eder, ancak birkaç grup kontak genellikle aynı anda çalıştırılır. 1888'de Almon Brown Strowger tarafından icat edilen Strowger anahtarı gibi diğer türlerde, mekanik anahtarlama, bir kontak ızgarası boyunca iki yönde gerçekleşir.

Tek eksenli adım anahtarları

Western Electric 7A Döner (Kuş kafesi) Hat Bulucu tertibatına bir örnek. Yatay şaft bir dişli tarafından tahrik edilir ve Hat Bulucunun elektromıknatısına enerji verildiğinde, Hat Bulucunun fırça taşıyıcısının tabanındaki esnek bir disk, sürtünme yoluyla yatay şaftın tahrik diskine bağlanarak fırça şaryosunun dönmesine neden olur.

Adım anahtarları, elektromekanik teknolojinin çok önemli olduğu durumlarda telefon ve endüstriyel kontrol sistemlerinde yaygın olarak kullanılıyordu.

Temel bir kademeli anahtar, tek bir (tipik olarak giriş) terminali ve çoklu (tipik olarak çıkış) terminalleri olan, elektrikle çalışan bir döner anahtardır . Diğer tipik döner anahtarlar gibi, tek terminal, bazen silici olarak adlandırılan bir kontak kolunu istenen konuma döndürerek çoklu terminallerden birine bağlanır. Bir konumdan diğerine geçmeye adım atmak denir, dolayısıyla mekanizmanın adıdır. Geleneksel terminolojiyi kullanan bu, tek kutuplu, çok konumlu bir anahtardır.

Bazı kademeli anahtarların yalnızca bir kutbu (kontak katmanı) varken, tipik bir anahtarın daha fazlası vardır; ikinci durumda, tüm silecekler hizalanır ve birlikte hareket eder. Bu nedenle, çok telli bir giriş, tek bir darbe setinin alınmasına bağlı olarak birden çok çıktıdan birine bağlanabilir. Bu konfigürasyonda, dönen kontaklar modern bir sabit disk sürücüsündeki baş destek kollarına benziyordu. Çok kutuplu anahtarlar yaygındı; bazılarının belki de bir düzine kadar çok kutbu vardı, ancak bunlar daha az yaygındı.

Anahtarların çoğunda yarım silindirin üzerine uzanan bir sabit kontak bankası bulunurken, bazılarında bir silindirin yalnızca üçte biri bulunur. Tipik "yarım silindirli" anahtarın karşılıklı iki takım silecek kontağı bulunurken "silindirin üçüncüsü" tipinde eşit aralıklı üç set vardır. Herhangi bir seviye için, üç silecek de birbirine bağlıdır, bu nedenle ikisinden (veya üçünden) hangisinin bağlı olduğu fark etmez. Daha fazla çıkışa erişim gerektiğinde, rotorun karşılıklı ancak dikey olarak dengelenmiş iki takım sileceği vardı: ilk yarım dönüşte bir dizi çıkışa erişildi; ikinci çıkış setine ikinci yarı dönüşte erişildi.

Bir elektromıknatıs, bir DC darbesi ile beslendiğinde silecekleri bir sonraki konuma ilerletir (adımlarla). Mıknatısın armatürü (yaylı) bir mandalı ilerleten bir mandalı çalıştırır. Tırnak tam hareket noktasına ulaştığında, mandalı bloke eder, böylece silecekler aşmaz. Bobine giden güç kesildiğinde, yay tırnağı geri çeker. Bazen bir kilit yayı olarak adlandırılan, çerçeve üzerinde döndürülen başka bir tırnak, sileceklerin geriye doğru hareket etmemesini sağlar; temas sürtünmesi onları yerinde tutar. Bazı ayırıcı olmayan tasarımlar, çalışma darbesinin uygulanmasına dayanır; diğerleri onun kaldırılmasına adım atıyor.

Bir dizi adım anahtarı
Bir telefon santralinde kurulu olan bir dizi ayırıcılı kademeli anahtar. Gümüş kadranlar, hareketli sileceklerin mevcut konumunu gösterir. Sabit besleyici fırçalar zorlukla görülebilir.

Telefon gibi çoğu uygulamada, sileceklerin bir "ana" konuma döndürülebilmesi arzu edilir; bu, sabit kontaklar dizisinin bir ucunda, dönüşün başlangıcındadır. Bazı anahtarlarda, silecek miline takılı bir kam bulunur. Bu kam, silecek dönme aralığının başlangıcında olan ana konumdayken bir dizi kontağı çalıştırır. Diğer devre tasarımları, silecekleri yerleştirmek için kontakların bir seviyesini (kutup) kullandı, bu nedenle ayrı ana konum kontaklarına gerek kalmadı.

Tipik kademeli anahtarlar, doğrudan kademeli mıknatısın armatürü tarafından çalıştırılan kontaklara sahiptir; bu kontaklar, güç uygulandığı sürece mıknatıs döngüsünü ("kendi kendine adımlama") yapmaya ve silecekleri ilerletmeye hizmet edebilir. Harici kontrol devreleri, silecekler istenen konuma ulaştığında gücü keser; bu ana konum olabilir.

Kademeli anahtarların çoğu silecekleri yalnızca bir yönde döndürür, ancak bazıları çift yönlüdür; ikincisi, silecekleri diğer yöne döndürmek için ikinci bir mıknatısa sahiptir. Üçüncü bir çeşit, silecek kademeli olarak ilerlerken bir yayı "sarar" ve bir mandal, sileceklerin başlangıç ​​konumuna dönmesini engeller. Devre artık gerekli olmadığında, başka bir elektromıknatıs tutma mandalını serbest bırakır; yay daha sonra silecekleri ana konumlarına döndürür.

Kademe anahtarları, çalışma sırasında oldukça gürültülüydü (özellikle kendi kendine adım atarken), çünkü çalışma süresini en aza indirmek için mekanizmaları hızla hızlandı ve durdu. Sesleri, bazı ani hareket mekanizmalarıyla karşılaştırılabilir. Yine de, periyodik bakım göz önünde bulundurularak uzun ömürlü olacak şekilde tasarlanmışlardır; oldukça güvenilirdiler.

Tek eksenli adım anahtarları bazen ayırıcı olarak bilinir.

İki eksenli adım anahtarı

Biraz daha karmaşık olan, iki eksenli kademeli anahtar idi ( İngiltere'de Strowger anahtarı veya iki hareket seçici olarak da adlandırılır ). Tipik olarak, tek bir kompakt silecek grubu, on seviyede 100 (veya 200) farklı sabit kontaktan birine bağlanabilir. Anahtar boştayken, silecekler sabit kontaklardan ayrıldı. Silecekler, dikey bir şaft üzerinde yukarı ve aşağı hareket etti ve bir bağlantı yapmak için temas bankasına döndürüldü. Dikey şaftın içinde bulunan bir yay, silecekleri alttaki başlangıç ​​konumuna döndürdü.

Bu tip mandallı ve mandallı iki kademeli bobine sahipti, biri silecekleri istenen kontak sıralarına yükseltmek için ve diğeri silecekleri bankaların içine döndürmek için. Bunlar, on kişiden oluşan on bankayla telefon anahtarlamasında yaygın olarak kullanılmıştır. Bobinler, tipik olarak, bir döner telefon kadranından türetilen elektrik darbeleri ile çalıştırıldı . İki hareketli bir seçicide, bir rakam çevrildiğinde, silecekler kümeleri yükseltir, ardından bir sonraki anahtar aşamasına "kullanılmayan" bir çıkış bulana kadar otomatik olarak seçilen kümeye döner (kendi kendine adımlama). Çevrilen son iki hane konektör anahtarını çalıştırır ( İngiltere'deki son seçici ). İkinciden son haneye kadar olan rakam sileceklerin yukarı hareket etmesine neden olur ve son rakam bunların bankanın aranan müşterinin hat çıkışına dönmesine neden olur. Hat boşta ise, aranan hatta zil voltajı uygulanacak ve arayan hatta zil sesi gönderilecektir.

İki eksenli anahtarın bir başka çeşidi , Batı ABD'deki telefon santrallerinde oldukça yaygın olan Stromberg-Carlson XY Switch idi. Düz bir mekanizmaydı ve hareketli kontaklar hem yana hem de ileri geri hareket ediyordu. Oldukça güvenilirdi ve asgari eğitime sahip kişiler tarafından sürdürülebilirdi.

Başvurular

Adım anahtarları, telefon sistemleri dışında çeşitli uygulamalarda kullanılır. Birinin en yüksek çıkışlı bir sonrakinin kademeli kontağına giden birkaçını seri bağlayarak, bir sayaç inşa edilebilir. Veya kademeli kontağı bir röle aracılığıyla sonsuz bir darbe katarı ile besleyerek ve anahtarın kendi çıkışından röleyi kontrol ederek, ilk güçsüz hattı (veya rölenin normalde açık veya açık olmasına bağlı olarak enerjili) otomatik olarak avlamak için yapılabilir. normalde kapalı ). Çoğullama çözücü olarak da kullanılabilirler , böylece iki giriş hattı bir dizi çıkış cihazını kontrol edebilir. Bir giriş hattı, doğru cihaz seçilene kadar anahtarı çalıştırır ve diğeri daha sonra bu cihaza güç sağlar. Diğer birçok uygulama mümkündür.

Bu tür anahtarlar, 2. Dünya Savaşı sırasında bir dizi Japon şifreli makinede kullanıldı : CORAL , JADE , PURPLE (isimler Amerikan idi). Colossus adlı İngiliz kod kırma makinesi, Alman Lorenz şifresini kırmak için kullanılan döner adım anahtarları kullandı.

Referanslar

Dış bağlantılar