Table of contents
Sie haben heute wahrscheinlich einen Mikroschalter benutzt, ohne es überhaupt zu bemerken.
Sie sind in Computer-Mäusen, Geräten, 3D-Druckern, Verkaufsautomaten, Türsensoren, Sicherheitsmechanismen und vielen anderen kleinen elektronischen Geräten verborgen.
Ein Mikroschalter ist ein kleiner mechanischer Schalter, der seinen elektrischen Zustand ändert, wenn er gedrückt wird. Einfach ausgedrückt hilft er einem elektronischen Gerät zu erkennen, dass etwas Physisches passiert ist.
Das macht ihn zu einem der nützlichsten Komponenten für Elektronik-Anfänger. Er ist einfach genug, um schnell verstanden zu werden, aber auch praktisch genug, um in realen Projekten eingesetzt zu werden, von grundlegenden LED-Schaltungen bis hin zu Arduino-kompatiblen Geräten, Zählern, Alarmen, Roboterstoßstangen und Smart-Home-Sensoren.
In diesem Leitfaden erklären wir, was ein Mikroschalter ist, wie er funktioniert, was COM, NO und NC bedeuten und wie Sie Mikroschalter in Elektronik-Anfängerprojekten verwenden können.
Was ist ein Mikroschalter?
Ein Mikroschalter ist ein kleiner mechanischer Schalter, der seinen elektrischen Zustand ändert, wenn er gedrückt, geschoben oder durch Bewegung ausgelöst wird. Er hat normalerweise einen kleinen Knopf, Hebel oder Betätiger, der reagiert, wenn etwas ihn berührt.
Stellen Sie ihn sich als einen winzigen Ja/Nein-Sensor vor.
Hat sich eine Tür geöffnet? Ist ein Roboter an einer Wand angekommen? Wurde ein Knopf gedrückt? Hat ein bewegliches Teil das Ende seines Weges erreicht?
Deshalb werden Mikroschalter oft verwendet, um Position, Bewegung, Druck oder Kontakt in elektronischen Geräten zu erkennen.
Wie funktioniert ein Mikroschalter?
Ein Mikroschalter funktioniert, indem er eine kleine physikalische Bewegung in ein elektrisches Signal umwandelt.
Wenn etwas den Betätiger drückt, bewegen sich die Kontakte im Inneren des Schalters. Dadurch wird der Stromkreis entweder geöffnet oder geschlossen. Ein Mikrocontroller, eine Platine, eine LED, ein Summer, ein Motor oder ein anderes angeschlossenes Gerät kann dann auf diese Änderung reagieren.
Objekt drückt Schalter > Interner Kontakt ändert Position > Stromkreis öffnet oder schließt > Angeschlossenes Gerät reagiert
Viele Mikroschalter verwenden einen Schnappmechanismus. Das bedeutet, dass die Kontakte ihren Zustand schnell ändern, sobald genügend Druck ausgeübt wird, anstatt sich langsam oder locker zu bewegen. Dieses schnelle „Schnappen“ macht den Schalter zuverlässiger und verleiht Mikroschaltern ihr vertrautes klickendes Gefühl.
Wie man einen Mikroschalter mit Arduino verwendet
Die Verwendung eines Mikroschalters mit einer Arduino-kompatiblen Platine ist eine der einfachsten Möglichkeiten, digitale Eingänge zu verstehen. Der Schalter misst keinen Wert wie ein Temperatursensor. Stattdessen gibt er der Platine ein einfaches Signal: gedrückt oder nicht gedrückt.
Für die meisten Anfängerprojekte können Sie einen Mikroschalter an einen digitalen Eingangspin anschließen und den internen Pull-up-Widerstand der Platine verwenden.
Ein grundlegender Aufbau sieht so aus:
Mikroschalter COM - GND
Mikroschalter NO - Digitaler Eingangspin
In diesem Aufbau liest der Eingangs-Pin einen Zustand, wenn der Schalter nicht gedrückt ist, und ändert sich, wenn der Schalter gedrückt wird. Sie können diese Änderung dann verwenden, um eine LED einzuschalten, einen Summer auszulösen, ein Objekt zu zählen, einen Motor zu stoppen oder ein Signal an einen anderen Teil Ihres Projekts zu senden.
Mikroschalter gedrückt
↓
Arduino-kompatible Platine erkennt Eingangsänderung
↓
Code reagiert
↓
LED, Summer, Motor, Display oder Zähler werden aktualisiert
Zum Beispiel könnte ein einfacher Türdetektor eine LED einschalten, wenn eine Box geöffnet wird. Ein Roboterstoßfänger könnte die Motoren stoppen, wenn der Schalter auf ein Hindernis trifft. Ein kleiner Zähler könnte eine Zahl jedes Mal erhöhen, wenn ein Objekt den Schalter drückt.
Eine anfängerfreundliche Arduino-kompatible Platine wie das Dasduino Core ist gut geeignet für diese Art von Projekt, da sie den Fokus auf das Erlernen von Ein- und Ausgängen sowie einfacher Logik legt.
Wenn Sie einen geführteren Einstieg wünschen, ist ein Lernkit in der Regel einfacher, als einzelne Komponenten separat zu kaufen. Es bietet Ihnen eine Platine, grundlegende Teile und einen strukturierteren Weg, um zu lernen, wie Schalter, LEDs, Widerstände und einfache Schaltungen zusammenarbeiten.
Sie können das Projekt auch nützlicher gestalten, indem Sie ein Display hinzufügen. Anstatt nur eine LED einzuschalten, könnten Sie beispielsweise anzeigen, wie oft der Schalter gedrückt wurde, ob eine Tür geöffnet oder geschlossen ist, oder ein einfaches Menü erstellen, das durch physikalische Eingaben gesteuert wird.
Für vernetzte Projekte können Sie eine Platine mit drahtloser Konnektivität verwenden. Ein Mikroschalter, der an eine ESP32-basierte Platine angeschlossen ist, kann zu einem intelligenten Türsensor, Briefkastenbenachrichtiger, Schubladenalarm oder Home Assistant Eingabegerät werden.
Ideen für Anfängerprojekte mit Mikroschaltern
Sobald Sie die grundlegende Idee hinter einem Mikroschalter verstanden haben, ist der beste Weg zu lernen, etwas Kleines damit zu bauen. Ein Mikroschalter kann eine einfache physikalische Aktion erkennen, aber diese Aktion kann alle Arten von Ausgaben auslösen: eine LED, einen Summer, einen Zähler, einen Motor, ein Display oder eine Smart-Home-Automatisierung.
Hier sind ein paar anfängerfreundliche Projektideen, die Sie mit Mikroschaltern umsetzen können.
1. Tür-Offen-Melder
Ein Tür-Offen-Melder ist eines der einfachsten Mikroschalter-Projekte. Montieren Sie den Schalter so, dass die Tür, Schublade, Box oder der Schrank ihn im geschlossenen Zustand drückt. Wenn die Tür sich öffnet, ändert der Schalter seinen Zustand und Ihre Platine kann dies erkennen.
Beginnen Sie einfach, indem Sie eine LED einschalten, wenn die Tür sich öffnet. Sobald das funktioniert, können Sie einen Summer hinzufügen, eine Statusmeldung anzeigen oder das Signal an ein Smart-Home-System senden.
Grundlegender Ablauf:
-
Montieren Sie den Mikroschalter dort, wo die Tür ihn drücken kann
-
Verbinden Sie COM mit GND und NO oder NC mit einem digitalen Eingangs-Pin
-
Lesen Sie den Schalterzustand im Code
-
Schalten Sie eine LED, einen Summer oder eine Statusmeldung ein, wenn sich der Zustand ändert.
Eine einfache Arduino-kompatible Platine reicht für die erste Version aus.
Für eine vernetzte Version können Sie eine ESP32-basierte Platine verwenden und sie in einen intelligenten Tür-, Schubladen- oder Briefkastensensor verwandeln.
2. Roboter-Stoßfänger-Sensor
Ein Mikroschalter eignet sich hervorragend als Stoßfänger-Sensor für kleine Roboter. Befestigen Sie einen oder zwei Schalter an der Vorderseite des Roboters, sodass sie gedrückt werden, wenn der Roboter auf ein Hindernis trifft.
Die grundlegende Idee ist einfach: Wenn der Schalter gedrückt wird, stoppt der Roboter, fährt rückwärts oder dreht sich in eine andere Richtung. Dies lehrt Kinder und Anfänger, wie Roboter auf die physische Welt reagieren.
Grundlegender Ablauf:
-
Befestigen Sie einen Mikroschalter an der Vorderseite des Roboters
-
Verbinden Sie den Schalter mit einem digitalen Eingang
-
Verbinden Sie die Motoren über einen Motortreiber
-
Schreiben Sie Code, der prüft, ob der Schalter gedrückt ist
-
Stoppen oder kehren Sie die Motoren um, wenn der Stoßfänger ausgelöst wird
Für diese Art von Projekt können Sie eine Entwicklungsplatine mit einem Motortreiber und kleinen Gleichstrommotoren oder Servos kombinieren.
Wenn der Roboter Servobewegungen anstelle von Gleichstrommotoren verwendet, ist ein kleines Servo ebenfalls gut geeignet.
3. Einfaches Alarmsystem
Ein Mikroschalter kann als Auslöser für einen sehr einfachen Alarm dienen. Sie können ihn an einer Box, einem Schrank, einem Fenster oder einer Tür anbringen. Wenn der Schalter seinen Zustand ändert, schaltet die Platine einen Summer ein, lässt eine LED blinken oder zeigt eine Warnmeldung an.
Dies ist ein großartiges Anfängerprojekt, da die Logik leicht zu verstehen ist: Wenn der Schalter ausgelöst wird, aktivieren Sie den Alarm.
Grundlegender Ablauf, dem Sie folgen können:
-
Platzieren Sie den Mikroschalter dort, wo Bewegung erkannt werden soll
-
Verbinden Sie den Schalter mit Ihrer Platine
-
Fügen Sie eine LED oder einen Summer als Ausgang hinzu
-
Schreiben Sie eine einfache if-Anweisung, die den Schalterzustand prüft
-
Schalten Sie den Alarm ein, wenn der Schalter ausgelöst wird
Ein Anfänger-Kit ist hier nützlich, da es die grundlegenden Teile enthält, die zum Erlernen von Ein- und Ausgängen benötigt werden.
Sie können den Alarm auch visueller gestalten, indem Sie den aktuellen Status auf einem kleinen LCD-Bildschirm anzeigen.
4. Objektzähler mit Display
Ein Mikroschalter kann physikalische Aktionen zählen. Zum Beispiel, jedes Mal, wenn ein Ball vorbeifliegt, eine Schublade geöffnet wird, ein Hebel bewegt wird oder ein kleines Objekt den Schalter drückt, kann Ihr Code eins zu einem Zähler hinzufügen.
Dies ist ein nützliches Projekt zum Erlernen von Variablen, digitalen Eingängen und Displays. Es fühlt sich auch praktischer an, als nur eine LED ein- und auszuschalten.
Grundlegender Ablauf:
-
Montieren Sie den Mikroschalter dort, wo ein Objekt ihn drücken kann
-
Verbinden Sie ihn mit einem digitalen Eingangs-Pin
-
Erstellen Sie eine Zählervariable im Code
-
Erhöhen Sie den Zähler, wenn der Schalter gedrückt wird
-
Zeigen Sie das Ergebnis auf einem Display an
Verwenden Sie für eine einfache Version ein LCD-Display.
Für einen polierteren Low-Power-Zähler könnten Sie die Zahl auf einem kleinen E-Paper-Display anzeigen. Dies funktioniert besonders gut, wenn der Zählerstand nur gelegentlich wechselt, da E-Paper lesbar bleibt, ohne ständig Strom zu verbrauchen.
5. Endschalter für bewegliche Teile
Mikroschalter werden oft als Endschalter in Maschinen und beweglichen Mechanismen verwendet. Der Schalter teilt dem Controller mit, wann ein bewegliches Teil das Ende seines Verfahrweges erreicht hat.
Diese Idee findet sich in 3D-Druckern, CNC-Maschinen, Roboterarmen, Schiebetüren und automatisierten Mechanismen. Für eine Anfängerversion können Sie eine kleine verschiebbare Plattform oder einen rotierenden Arm bauen und den Schalter verwenden, um die Bewegung am Ende zu stoppen.
Grundlegender Ablauf:
-
Platzieren Sie den Mikroschalter am Ende des Bewegungsweges
-
Verbinden Sie den Schalter mit einem digitalen Eingang.
-
Verbinden Sie den Motor oder das Servo mit Ihrer Platine
-
Bewegen Sie den Mechanismus, bis der Schalter gedrückt wird
-
Stoppen oder kehren Sie die Bewegung um, wenn der Schalter ausgelöst wird
Dies ist ein großartiges Projekt, um zu lernen, wie Elektronik und Mechanik zusammenarbeiten, da es Ihnen beides vermittelt.
6. Intelligenter Briefkastenmelder
Ein Mikroschalter kann erkennen, wann eine Briefkastentür geöffnet wird. Wenn die Tür geöffnet wird, ändert der Schalter seinen Zustand und Ihre Platine kann das Ereignis aufzeichnen oder eine Benachrichtigung senden.
Die einfachste Version kann eine LED im Haus einschalten. Eine fortschrittlichere Version kann Wi-Fi nutzen, um eine Nachricht an ein Dashboard oder eine Smart-Home-Plattform zu senden.
Grundlegender Ablauf:
-
Montieren Sie den Mikroschalter in der Briefkastentür
-
Verbinden Sie ihn mit einer drahtlosen Entwicklungsplatine
-
Erkennen Sie, wann die Tür geöffnet wird
-
Senden Sie eine Benachrichtigung oder aktualisieren Sie ein Dashboard
-
Optional die zuletzt geöffnete Zeit auf einem Display anzeigen
Für einen vernetzten Briefkastenmelder ist eine ESP32-basierte Platine sehr gut geeignet.
Wenn Sie den Briefkastenstatus irgendwo zu Hause anzeigen möchten, kann ein E-Paper-Dashboard eine einfache Nachricht wie „Post zugestellt“ oder „Briefkasten zuletzt geöffnet um 14:30 Uhr“ anzeigen.
7. E-Paper-Status-Dashboard
Ein Mikroschalter kann Teil eines größeren Dashboard-Projekts werden. Anstatt nur mit einer LED zu reagieren, können Sie den Schalterstatus auf einem E-Paper-Display anzeigen.
Zum Beispiel könnten Sie ein kleines Dashboard bauen, das Folgendes anzeigt:
-
Tür geöffnet oder geschlossen
-
Briefkasten geöffnet
-
Schubladenstatus
-
Endanschlag der Maschine erreicht
-
Anzahl der Betätigungen eines Schalters
-
Letzte Auslösezeit
Grundlegender Ablauf:
-
Verbinden Sie einen oder mehrere Mikroschalter mit einer Platine
-
Lesen Sie deren Zustände im Code
-
Formatieren Sie den Status als einfachen Text oder Symbole
-
Zeigen Sie das Ergebnis auf einem E-Paper-Bildschirm an
-
Aktualisieren Sie das Display nur, wenn sich der Status ändert
Hier sind Inkplate-Displays besonders nützlich. Ein Status-Dashboard muss nicht jede Sekunde aktualisiert werden, sollte aber den ganzen Tag sichtbar bleiben. E-Paper ist dafür ideal, da es auch dann lesbar bleibt, wenn der Inhalt nicht aktiv aktualisiert wird.
Für eine kompakte Statusanzeige verwenden Sie:
Für ein Raum-, Werkstatt- oder Klassenzimmer-Dashboard verwenden Sie ein größeres Inkplate-Display:
Für Projekte, bei denen Touch-Interaktion nützlich ist, wie z. B. das Zurücksetzen eines Zählers oder das Wechseln von Dashboard-Ansichten, ist Inkplate 6FLICK besser geeignet.
Mikroschalter-Anschlüsse erklärt: COM, NO und NC
Die meisten Mikroschalter haben drei Anschlüsse: COM, NO und NC. Diese Bezeichnungen geben an, wie sich der Schalter verhält, wenn er nicht gedrückt wird, und was sich ändert, wenn der Betätiger ausgelöst wird.
„Normalerweise“ bedeutet einfach den Standardzustand des Schalters, wenn niemand ihn drückt.
|
Anschluss |
Bedeutung |
Funktion |
|
COM |
Common (gemeinsam) |
Der gemeinsame Verbindungspunkt |
|
NO |
Normally open (Schließer) |
Der Schaltkreis ist offen, bis der Schalter gedrückt wird |
|
NC |
Normally closed (Öffner) |
Der Schaltkreis ist geschlossen, bis der Schalter gedrückt wird |
Wenn Sie NO verwenden, wird der Stromkreis erst aktiv, wenn der Schalter gedrückt wird. Dies ist nützlich für Projekte, bei denen nach dem Kontakt etwas passieren soll, z. B. das Einschalten einer LED, das Zählen eines Objekts oder das Erkennen, wenn der Stoßfänger eines Roboters ein Hindernis berührt.
Wenn Sie NC verwenden, ist der Stromkreis standardmäßig aktiv und ändert seinen Zustand, wenn der Schalter gedrückt oder losgelassen wird. Dies kann nützlich sein, wenn Sie erkennen möchten, wann eine Verbindung unterbrochen wird, eine Tür sich öffnet oder eine Sicherheitsbedingung sich ändert.
Für Anfängerprojekte ist COM + NO in der Regel die am einfachsten zu verstehende Einstellung, da die Aktion nur stattfindet, wenn der Schalter gedrückt wird.
Mikroschalter vs. Drucktaster vs. Endschalter
Mikroschalter, Drucktaster und Endschalter erkennen alle eine physikalische Aktion, werden aber in der Regel auf leicht unterschiedliche Weise verwendet.
|
Komponente |
Am besten geeignet für |
Beispiel |
|
Drucktaster |
Menschliche Eingabe |
Starttaste, Spieltaste |
|
Mikroschalter |
Erkennung von Bewegung oder Kontakt |
Türsensor, Mausklick |
|
Endschalter |
Erkennung der Endposition |
3D-Druckerachse, Roboterarm |
Ein Drucktaster wird in der Regel direkt von einer Person betätigt. Sie verwenden ihn, wenn jemand etwas starten, stoppen, auswählen, zurücksetzen oder steuern muss.
Ein Mikroschalter wird oft durch ein Objekt, einen Hebel, eine Tür, einen Mechanismus oder ein bewegliches Teil ausgelöst. Es ist immer noch ein Schalter, wird aber häufig als kleiner Sensor zur Erkennung von Kontakt oder Bewegung verwendet.
Ein Endschalter wird in der Regel verwendet, um zu erkennen, wenn etwas das Ende seines Bewegungsbereichs erreicht hat. Zum Beispiel könnte ein 3D-Drucker, eine CNC-Maschine, ein Gleitmechanismus oder ein Roboterarm einen Endschalter verwenden, um zu wissen, wann er anhalten soll.
Warum Soldered ein großartiger Ort ist, um Schalter, Sensoren und Elektronik im Allgemeinen zu lernen
Ein Mikroschalter mag eine kleine Komponente sein, aber er vermittelt eine der wichtigsten Ideen in der Elektronik: wie eine physikalische Aktion zu einem elektrischen Signal wird.
Sobald Sie das verstanden haben, werden viele Projekte verständlicher. Eine Tür kann einen Alarm auslösen. Ein Roboter kann erkennen, wenn er auf ein Hindernis stößt. Ein bewegliches Teil kann an der richtigen Position anhalten. Ein Zähler kann jedes Mal erhöht werden, wenn etwas einen Schalter drückt. Eine einfache Eingabe kann der Beginn eines viel größeren Systems werden.
Deshalb sind Mikroschalter ein so guter Ausgangspunkt für Anfänger. Sie sind leicht zu verstehen, einfach zu verdrahten und in realen Projekten nützlich. Mit dem richtigen Board, Display, Sensor oder Kit können Sie schnell von einem einfachen gedrückt/nicht gedrückt-Schaltkreis zu etwas Praktischerem übergehen, wie einem intelligenten Briefkastenmelder, Roboterstoßfänger, Endschalter oder einem E-Paper-Status-Dashboard.
Bei Soldered finden Sie anfängerfreundliche Boards, Löt-Kits, Displays, Motoren, Treiber und Zubehör, die Ihnen helfen, diese Projekte Schritt für Schritt zu bauen. Beginnen Sie mit einem einfachen Schalter und einer LED, fügen Sie dann ein Display, einen Motor, eine drahtlose Verbindung oder ein Inkplate-Dashboard hinzu, wenn Ihr Selbstvertrauen wächst.
Egal, ob Sie Elektronik zum ersten Mal lernen, ein Klassenprojekt bauen oder einen Smart Device Prototyp erstellen, Soldered gibt Ihnen die Werkzeuge an die Hand, um kleine Komponenten in funktionierende Ideen zu verwandeln.
Mikroschalter: FAQs
Was ist ein Mikroschalter?
Ein Mikroschalter ist ein kleiner mechanischer Schalter, der seinen elektrischen Zustand ändert, wenn er gedrückt oder ausgelöst wird. Er wird oft verwendet, um Bewegung, Position, Druck oder Kontakt in elektronischen Geräten zu erkennen.
Wofür wird ein Mikroschalter verwendet?
Mikroschalter werden verwendet, wenn ein Gerät wissen muss, dass etwas bewegt, geöffnet, geschlossen, gedrückt wurde oder eine bestimmte Position erreicht hat. Sie finden sie in Computermäusen, Haushaltsgeräten, 3D-Druckern, Roboterstoßfängern, Türsensoren, Verkaufsautomaten, Sicherheitsschaltern und vielen anderen Geräten.
Wie funktioniert ein Mikroschalter?
Ein Mikroschalter funktioniert, indem er interne Kontakte bewegt, wenn sein Taster, Hebel oder Betätiger gedrückt wird. Dies öffnet oder schließt den Stromkreis, sodass ein angeschlossenes Gerät oder ein Mikrocontroller die Änderung erkennen und reagieren kann.
Was bedeutet COM an einem Mikroschalter?
COM steht für Common (gemeinsam). Es ist der gemeinsame Anschluss an einem Mikroschalter und wird normalerweise zusammen mit dem NO- oder NC-Anschluss verbunden, je nachdem, wie sich der Schalter verhalten soll.
Was bedeutet NO an einem Mikroschalter?
NO steht für Normally Open (Schließer). Das bedeutet, der Stromkreis ist offen, wenn der Schalter nicht gedrückt ist. Wenn Sie den Schalter drücken, schließt sich der Stromkreis und ermöglicht den Durchgang des Signals oder Stroms.
Was bedeutet NC an einem Mikroschalter?
NC steht für Normally Closed (Öffner). Das bedeutet, der Stromkreis ist geschlossen, wenn der Schalter nicht gedrückt ist. Wenn Sie den Schalter drücken, öffnet sich der Stromkreis und das Signal ändert sich.
Soll ich NO oder NC an einem Mikroschalter verwenden?
Verwenden Sie NO, wenn etwas nur beim Drücken des Schalters passieren soll, z. B. das Einschalten einer LED oder das Zählen eines Tastendrucks. Verwenden Sie NC, wenn Sie erkennen möchten, wann eine Verbindung unterbrochen wird, z. B. wenn eine Tür geöffnet wird oder eine Sicherheitsbedingung sich ändert.
Ist ein Mikroschalter dasselbe wie ein Endschalter?
Nicht genau. Ein Mikroschalter ist die physikalische Komponente, während ein Endschalter beschreibt, wie der Schalter verwendet wird. Viele Endschalter sind Mikroschalter, die am Ende eines Bewegungsweges platziert sind, um zu erkennen, wann eine Maschine, ein Roboter oder ein Mechanismus anhalten soll.
