במערכות צבאיות, ציוד שטח ומערכות תעשייתיות מוקשחות, גם רכיב פשוט לכאורה כמו Push Button Switch עלול להפוך לנקודת כשל.
מים, אבק, Salt Spray, רעידות, הלם מכני וטמפרטורות קיצוניות הם חלק מסביבת העבודה של המערכת. כאשר המתג מותקן במקום החשוף לסביבה, הבחירה אינה מסתכמת בשאלה האם נדרש מגע Normally Open או Normally Closed. צריך לבחון גם את המבנה המכני, האטימה, חומרי המעטפת, העמידות הסביבתית, יכולת נשיאת הזרם ואופן החיבור למערכת.
סדרת B2000 של CPI – Control Products Inc. היא משפחת Military Grade Waterproof Switches שתוכננה בדיוק לסוג זה של יישומים. בתוך המשפחה נמצא גם B2030, מתג Momentary מסוג Normally Open עם High Button, ובמאמר זה נבחן את הסדרה מבחינה הנדסית ולאחר מכן נרד לרמת המק"ט באמצעות Case Study של B2030-15.
מהי סדרת CPI B2000?
סדרת B2000 היא משפחת מתגים אטומים ומוקשחים המבוססת על מבנה גמיש ומכוסה Elastomer, ללא Push Button מתכתי חשוף כפי שניתן למצוא במתגי Panel Mount קונבנציונליים.
לפי נתוני CPI, המתגים מיועדים לעבודה בסביבות קשות ומציעים עמידות בפני טמפרטורות גבוהות ונמוכות, חומצות, אלקליות, Salt Spray, חול, אבק ופטריות. חומר המעטפת הסטנדרטי הוא Neoprene, כאשר Buna-N מוצע עבור דרישות מיוחדות של עמידות כימית, למשל מול Aviation Fuel.
מנגנון המיתוג עצמו מבוסס על Beryllium Copper sine spring. זהו פרט קטן יחסית בדף הנתונים, אבל הוא חשוב להבנת העובדה שמדובר במתג שתוכנן כמכלול אלקטרו-מכני מוקשח ולא רק כמתג רגיל שעליו נוספה מעטפת גומי.
טווח טמפרטורת העבודה המוצהר הוא:
-65°F עד +165°F, שהם בקירוב -54°C עד +74°C.
לא רק Waterproof – הדרישות הסביבתיות שמאחורי המתג
המונח Waterproof Switch עלול להיות מעט מטעה.
במערכת הנדסית מוקשחת, עמידות למים היא רק דרישה אחת מתוך מכלול שלם של תנאי סביבה. טבלת הדרישות של CPI לסדרה כוללת התייחסות ל-Water Proofness, Corrosion Resistance, Fungus Resistance, Extreme Temperature, Shock ו-Vibration.
לדוגמה, CPI מציינת בין היתר:
| פרמטר | נתון המופיע בקטלוג |
|---|---|
| Construction | MS 39058 |
| Corrosion Resistance | MIL-S-8802, Method 101A |
| Fungus Resistance | MIL-F-13927, 90 Days |
| Water Proofness | MIL-S-13484B |
| Extreme Temperature | MIL-S-13484B |
| Shock Resistance | 202A MIL-STD-202A |
| Vibration Resistance | 201A MIL-STD-202A |
| Mechanical Actuation | Actuating Force 1-2 lb |
| Contact Voltage Drop | 28 VDC, 15A resistive load |
| Open Circuit Resistance | Open contacts not less than 1 megohm |
חשוב לשים לב לניסוח: אלה התקנים והדרישות כפי שהם מופיעים בקטלוג היצרן, ולכן בתכנון מערכת צבאית ספציפית יש לבדוק את דרישת התוכנית ואת מסמכי היצרן העדכניים ולא להסיק מכך באופן אוטומטי Qualification לכל תקן או מערכת.
ומה לגבי עבודה ממש מתחת למים?
כאן יש לסדרה נתון מעניין במיוחד.
CPI מציינת כי מתגי ה-Waterproof הסטנדרטיים יכולים להיות מופעלים תחת לחץ המקביל בקירוב ל-15 feet of water, כלומר כ-4.6 מטר מים.
זו הבחנה חשובה: לא מדובר רק בהגנה מפני Splash או לחות סביבתית, אלא במבנה שנועד לאפשר הפעלה גם תחת לחץ מים מוגדר.
Electrical Ratings – כמה עומס המתג יכול להעביר?
גם כאן ה-B2000 שונה ממתג Signal קטן טיפוסי.
לפי נתוני CPI, הדירוגים הסטנדרטיים הם:
28 VDC
- 15A Resistive
- 7.5A Inductive
- 7.5A Lamp
- 50,000 cycles
120 VAC
- 5A Resistive
- 2A Inductive
- 2A Lamp
- 100,000 cycles
ההבדל בין Resistive, Inductive ו-Lamp Load אינו סמנטי. סוג העומס משפיע על המאמץ החשמלי שמופעל על המגעים בזמן Make ו-Break, ולכן לא נכון לבחור מתג רק על סמך המספר הגבוה ביותר שמופיע ליד הזרם הנומינלי.
הקטלוג גם מציין שדירוגים אחרים יכולים להיות זמינים בהזמנה מיוחדת.
B2000 Series – משפחה אחת, מספר תצורות
אחד היתרונות של הסדרה הוא האפשרות לבחור את אותה תפיסת מתג במספר תצורות חשמליות ומכניות.
טבלת המק"טים של CPI מגדירה:
| Low Button | High Button | Connection | Action |
|---|---|---|---|
| B2002 | B2030 | 2-Wire | NO |
| B2003 | B2031 | 2-Wire | NC |
| B2004 | B2032 | 3-Wire | SPDT |
| B2005 | B2046 | Cable | NO |
| B2006 | B2047 | Cable | NC |
| B2007 | B2048 | Cable | SPDT |
וכאן אנחנו מגיעים ל-B2030.
ה-B2030 הוא למעשה שילוב מאוד מסוים בתוך משפחת B2000:
High Button + 2-Wire + Normally Open
כלומר, במצב הרגיל המעגל פתוח, ולחיצה על הכפתור מבצעת את פעולת המיתוג.
מבחינה מכנית, השרטוט של CPI מציג ל-B2030 גוף ברוחב של כ-0.81 אינץ' (2.06 ס"מ), אזור גוף באורך כ-1.38 אינץ' (3.51 ס"מ), כאשר הכפתור הגבוה בולט מעל מעטפת המתג.




