מתי מפסק תרמי עדיף על חיישן + לוגיקה?

שיקול תכנוני קריטי במערכות תעשייתיות, רפואיות וביטחוניות

---

במערכות רבות, הבחירה בין מפסק תרמי פשוט לבין חיישן טמפרטורה עם לוגיקה אלקטרונית נתפסת כשאלה של דיוק. בפועל, זו החלטה עמוקה הרבה יותר – שקשורה לאמינות, בטיחות, נקודות כשל ויכולת המערכת לשרוד תרחישי קצה.
במאמר זה נבחן מתי דווקא הפתרון הפשוט – מפסק תרמי – הוא הבחירה ההנדסית הנכונה.

שתי גישות לאותה בעיה

איך מגנים על מערכת מחימום יתר?

בבסיס, קיימות שתי ארכיטקטורות נפוצות להגנה תרמית:

---

גישה א’ – חיישן טמפרטורה + לוגיקה

המערכת כוללת:

• חיישן טמפרטורה (NTC / PTC / PT100 / IC)

• קריאה באמצעות MCU / PLC

• קבלת החלטה תוכנתית

• הפעלת ריליי / ניתוק עומס

יתרונות:

• דיוק גבוה

• גמישות תפעולית

• ניטור רציף, logging ו־diagnostics

חסרונות:

• תלות מלאה בתוכנה

• תלות באספקת מתח

• רגישות ל־EMI, reset, watchdog

• ריבוי נקודות כשל

---

גישה ב’ – מפסק תרמי (Thermostat / Thermal Cutoff)

המערכת כוללת:

• רכיב מכני / בימטאלי / מבוסס שעווה

• ניתוק פיזי בטמפרטורה מוגדרת

• פעולה עצמאית, ללא קוד וללא לוגיקה

יתרונות:

• Fail-Safe אמיתי

• פעולה גם ללא מתח

• התנהגות צפויה וקבועה

• אי־תלות בתוכנה

חסרונות:

• דיוק נמוך יותר

• סף טמפרטורה קבוע או מוגבל לכיוונון

• ללא מידע רציף על הטמפרטורה

---

השאלה האמיתית: דיוק – או שרידות?

בשלב התכנון, מהנדסים רבים נוטים לבחור בפתרון המדויק יותר.
אך במערכות קריטיות, השאלה החשובה באמת היא:

מה קורה כשהמערכת לא מתנהגת כמתוכנן?

• מה קורה בזמן reset לא צפוי?

• מה קורה תחת הפרעות אלקטרומגנטיות?

• מה קורה באובדן מתח?

• ומה קורה כאשר התוכנה “נתקעת”?

בנקודה הזו, הדיוק מפסיק להיות הפרמטר המרכזי.

---

מתי מפסק תרמי עדיף – חד משמעית

תרחישים שבהם הפשטות מנצחת

Fail-Safe הוא דרישת בסיס

בציוד רפואי, מערכות בטיחות, ומערכות בלתי מאוישות –
נדרש רכיב שמבצע ניתוק גם כאשר כל שאר המערכת נכשלת.

מפסק תרמי מספק שכבת הגנה שאינה תלויה בשום תנאי חיצוני.

---

אובדן מתח הוא תרחיש ריאלי

במערכות מבוססות סוללה, רכב, רכבות או ציוד שדה –
הגנה תרמית שלא דורשת מתח היא יתרון קריטי.

---

סביבה “רועשת”

EMI, טרנזיאנטים, עומסי זרם וקפיצות מתח עלולים לגרום:

• לקריאות שגויות

• ל־reset של MCU

• להתנהגות לא צפויה של לוגיקה

הרכיב המכני ממשיך לעבוד כרגיל.

---

דרישות רגולציה

בלא מעט תקנים, נדרש:

• רכיב ניתוק פיזי עצמאי

• בלתי תלוי בתוכנה

• שאינו ניתן לביטול באמצעות firmware

במקרים אלו, חיישן + לוגיקה לבדם אינם מספיקים.

---

לא או–או, אלא גם וגם

במערכות מתוכננות היטב, הארכיטקטורה הנכונה היא שילוב:

כך:

• התוכנה שולטת

• החומרה שומרת

---

איך בוחרים מפסק תרמי נכון?

בלי להיכנס לקטלוגים, כדאי לשים לב ל־:

• טמפרטורת ניתוק מול טמפרטורת סביבה

• Hysteresis

• סוג מגע (NO / NC)

• זרם ומתח מותרים

• אופן ההתקנה – מגע תרמי אמיתי

• אמינות לאורך זמן (Cycles)

---

סיכום

הבחירה בין חיישן טמפרטורה למפסק תרמי אינה בחירה טכנולוגית בלבד –
אלא ביטוי לתפיסת הסיכון של המערכת.

במערכות קריטיות:
פשטות = שרידות

הגנה תרמית אינה תוספת –
היא הצהרה על תפיסת הסיכון של המערכת.

במערכות קריטיות:
פשטות = שרידות