Schalter Überblick

Ein Schalter ist eine Komponente zum Öffnen und Schließen eines elektrischen Schaltkreises. Dabei können sie den jeweiligen Schaltkreis vollständig unterbrechen oder die gewünschte Leistung an einen untergeordneten Schaltkreis weiterleiten. Sie können manuell und automatisch gesteuert werden und sind in vielen verschiedenen Designs erhältlich.

 

Welche Rolle spielt ein Schalter in einem elektrischen Schaltkreis?

 

Die geläufigste Rolle, die ein Schalter in einem Schaltkreis spielt, besteht ganz einfach darin, den Schaltkreis zu öffnen oder zu schließen. In einem solchen Fall spricht man auch von einem Ein/Aus-Schalter. Schalter können darüber hinaus auch in Anwendungen eingesetzt werden, bei denen ein Schaltkreis über zahlreiche untergeordnete Schaltkreise verfügt, die allesamt vollkommen unabhängig von dem Hauptschaltkreis ein- bzw. ausgeschaltet werden sollen. So kann zum Beispiel ein Lichtschalter entweder eine von zwei oder beide Lampen eines Schaltkreises gleichzeitig ein- bzw. ausschalten.

 

In vielen elektrischen System bieten Schalter vor allen Dingen Eines: Sicherheit. Ein automatischer Schalter kann beispielsweise ausgelöst werden, wenn ein Sensor erkennt, dass sich ein Fahrzeug der Wand einer Garage zu stark nähert. Dabei kann dieser Schalter ein Warnsignal ausgeben, das den Fahrer zum Anhalten auffordert. Ein Schalter kann ebenso in Situationen eingesetzt werden, in denen eine Maschine aufgrund eines mechanischen Defekts nicht betrieben werden kann. Hierbei kann der Schalter unmittelbar den Schaltkreis unterbrechen und die Maschine somit zum Stillstand bringen.

 

Erhältlich sind Schalter in vielen verschiedenen Größen, von ganz klein bis ganz groß. Sehr große Schalter können von mechanischen Geräten ausgelöst werden. Wird ein Schalter nicht von einer Person, sondern von einem elektrischen Schaltkreis betätigt, handelt es sich um eine Sonderform: Das sogenannte Relais.

 

Welche Arten von Schaltern gibt es? Wie funktionieren sie und wofür werden sie eingesetzt?

 

Die Vielzahl an Schaltern lässt bereits erahnen, wie universell einsetzbar Schalter sind. Zu den verschiedenen Designs zählen unter anderem Technologien, mit deren Hilfe die Schalter unter bestimmen Bedingungen öffnen bzw. schließen, sodass sie für Sicherheits- und Kontrollfunktionen eingesetzt werden können – ganz ohne Eingriffe durch Personen.

 

Was sind DIL-Schalter?

 

Ein DIL-Schalter kommt auf einer Leiterplatte zum Einsatz. Das sind kleine Geräte mit einer ganzen Reihe an Schaltern, die ein- und ausgeschaltet werden können. Eingesetzt werden diese Geräte um den Zustand der Schaltkreise auf der jeweiligen Leiterplatte zu ändern. Sie stellen somit ein simples Kontrollmedium dar. Die Bedeutung von DIL ist dabei „Dual in-line“. Der Begriff DIL-Schalter kann entweder einen bestimmten Schalter einer gesamten Komponente oder aber die gesamte Komponente als eigenständiges Gerät beschreiben.

 

Was sind SIL-Schalter?

 

SIL-Schalter sind DIL-Schaltern im Großen und Ganzen sehr ähnlich und werden für nahezu dieselben Anwendungen eingesetzt. In den meisten Fällen handelt es sich bei SIL-Schaltern um kompakte Geräte auf Leiterplatten.

 

Was sind Fußschalter?

 

Fußschalter sind Schalter, die speziell darauf ausgelegt sind, mit dem Fuß ausgelöst zu werden. In manchen Anwendungen werden nahezu ausschließlich Fußschalter eingesetzt, während bei manch anderen Anwendungen mittlerweile bessere Optionen zum Einsatz kommen. So wurden diese Schalter früher oftmals in Autos eingesetzt, um zwischen Abblendlicht und Fernlicht umzuschalten. Mittlerweile haben die allermeisten Hersteller diese Funktion jedoch in die Nähe des Lenkrads verlegt.

 

Heutzutage werden Fußschalter oftmals eingesetzt um die Klangeigenschaften von Instrumenten zu verändern. So kann ein Musiker beispielsweise mit einem „Pedal“ unmittelbar von der Bühne aus die Eigenschaften verstärkter Musik ändern, ohne sein Instrument aus der Hand legen zu müssen. Ermöglicht wird dies durch einen Fußschalter, mit dem Musiker ihre Performance nicht unterbrechen müssen.

 

Was sind Hall-Effekt-Schalter?

 

Ein Hall-Effekt-Schalter verwendet einen Messwandler, der auf magnetische Felder reagiert. Mit einem solchen Schalter können zum Beispiel Stromstärken passiv überwacht werden. Hall-Effekt-Schalter eignen sich dank ihrer Vielseitigkeit für eine Vielzahl verschiedenster Anwendungen im Bereich Elektrotechnik.

 

Was ist ein Joystick?

 

Ein Joystick ist ein an einem Steuerhebel befestigter Schalter und wird je nach Position dieses Hebels ein- bzw. ausgeschaltet. Eingesetzt werden sie in allen möglichen Bereichen – von den Steuerknüppeln von Flugzeugen über die Steuerung industrieller Maschinen bis hin zu Videospielen.

 

Joysticks verfügen über Schalter, welche die Position der Steuerhebels zu jeder beliebigen Zeit übermitteln. Ein Pilot kann den Joystick also beispielsweise nach vorne drücken um somit den Schalter zu aktivieren, der für die Schaltkreise zur Steuerung der Position der Flügelklappen des Flugzeugs verantwortlich ist. Zieht ein Pilot den Joystick nach hinten, ist eine andere Konfiguration dieser Klappen die Folge. Diese Schalter sind entweder digitaler oder analoger Natur. Die digitalen Ausführungen werden bei auftretenden Änderungen des Joysticks aktiviert, während analoge Designs einen dauerhaften Fluss von Informationen über die Position des Joysticks zu jedem beliebigen Zeitpunkt bieten.

 

Was sind Schlüsselschalter?

 

Ein Schlüsselschalter kommt immer dann zum Einsatz, wenn der Zugang zu einem Schalter und somit die Möglichkeit, den Zustand des Schalters zu ändern, eingeschränkt werden soll. Schlüsselschalter erfordern einen Schlüssel um in eine andere Position gestellt zu werden. Man findet sie zum Beispiel sehr häufig in Aufzügen: Dabei kann die Feuerwehr den Aufzug in Situationen in Betrieb nehmen, bei denen der Aufzug automatisch heruntergefahren wird.

 

Ebenso werden Schlüsselschalter oftmals an Anlassern gefährlicher Maschinen eingesetzt.

 

Was sind Tastaturschalter?

Tastaturschalter können dem Design der Tastatur entsprechend variieren. In ihrer robustesten Form verfügen Tastaturen über je einen Tastschalter für jeden Buchstaben, wobei jeder dieser Taster mehrere Tausende Mal verwendet werden kann. Man spricht dabei auch von einer mechanischen Tastatur. Preiswertere Tastaturen verwenden gelegentlich Membrane oder Kuppeln als Tastschalter. Diese Varianten sind allgemein weniger präzise und robust als ihre Pendants mit herkömmlichen Tastern.

 

Was sind Tastenfelder?

 

Ein Tastenfeld unterscheidet sich von einer Tastatur insofern, als dass es für gewöhnlich kleiner ist und nicht unbedingt alle Zeichen enthält. Dabei kann ein Tastenfeld Zugang zu mehreren verschiedenen Funktionen ermöglichen. Ebenso kann es numerischer Natur sein. Manche Tastenfelder sind in Tastaturen integriert, zum Beispiel in Form der Zahlenfelder neben den Buchstabentasten einer herkömmlichen Computer-Tastatur.

 

Tastenfelder sind, insbesondere in numerischer Ausführung, auf standardisierte Weise angeordnet. Somit kann der Bediener das Tastenfeld besser durch Ertasten bedienen ohne zwingend auf das Feld blicken zu müssen. Zu den geläufigsten Anwendungen von Tastenfeldern zählen Geldautomaten, elektronische Türschlösser, Taschenrechner, Telefone und mehr.

 

Was sind Mikroschalter?

 

Mikroschalter zeichnen sich dadurch aus, dass ihre Auslösung nur sehr wenig Kraft oder Bewegung erfordert. Eingesetzt werden diese Schalter in vielen verschiedenen Bereichen, am häufigsten findet man sie jedoch in manipulationssicheren Geräten: Dabei kann der Bediener feststellen, ob der Zustand des jeweiligen Geräts geändert wurde oder nicht. Dies ist zum Beispiel wichtig, wenn die Garantiebedingungen eines Computers besagen, dass das Gerät nicht geöffnet werden darf.

 

Mikroschalter sind sehr kompakt und eignen sich somit für einen breit gefächerten Bereich an Anwendungen. Der Schalter verfügt in aller Regel über einen Federmechanismus, gleichwohl auch Varianten mit Schnappverschluss erhältlich sind. Diese Schalter können sehr robusten Standards entsprechend gefertigt werden. Manche von ihnen sind sogar in der Lage, mehrere Millionen Schaltzyklen zu überstehen.

 

Was sind modulare Schalter?

 

Ein modularer Schalter ist ein Gerät, das mühelos auf einer Leiterplatte oder Schalttafel aufgesteckt und ebenso schnell wieder entfernt werden kann. Diese Geräte sind so entwickelt, dass defekte Schalter ohne viel Aufwand ausgetauscht werden können. Zudem erlaubt ihr Design, dass zum Beispiel die Konfiguration der jeweiligen Leiterplatte mühelos geändert werden kann. So kann ein neuer Schalter in aller Regel mit minimalen Verkabelungsaufwand und ähnlichen elektrischen Arbeiten zu einer Platine hinzugefügt werden.

 

Was sind Piezo-Schalter?

 

Ein Piezo-Schalter nutzt für seine Funktion ein elektrisches Phänomen namens „piezoelektrischer Effekt“. Dieser Schalter verfügt über eine Halbleiter-Komponente, die auf Änderungen der piezoelektrischen Komponente des Schalters reagiert. Diese Schalter unterscheiden sich insofern von den meisten anderen Schaltern, als dass sie über keinerlei bewegliche Teile verfügen. Mit dieser Eigenschaft eignen sie sich ideal für Einsätze unter sehr schweren Bedingungen. Sie sind zudem sehr schnell und können Impulse erzeugen. Durch den Einsatz weiterer Komponenten können sie so verändert werden, dass sie dem Bediener einen gleichbleibenden Ein- oder Aus-Zustand signalisieren.

 

Was sind Druckschalter?

 

Druckschalter werden durch das Herunterdrücken eines Tasters ausgelöst. Sie können entweder darauf ausgelegt sein, ihren Zustand nach Herunterdrücken des Tasters beizubehalten oder aber sie öffnen bzw. schließen den jeweiligen Schaltkreis nur so lange, wie der Taster gedrückt wird.

 

Druckschalter zählen weltweit zu den am häufigsten verwendeten Schaltern. Sie können sehr robust gestaltet sein und eignen sich auch für industrielle Anwendungen. Zudem sind sie preiswert genug, um auch in Geräten für Endverbraucher eingesetzt zu werden. Ein Beispiel für die Unterschiede der verschiedenen Konfigurationen erhält man ganz einfach durch genaueres Betrachten der zahlreichen Schalter eines Computers. Der Ein/Aus-Schalter ändert den Status des Computers von „Aus“ zu „Ein“; dabei verbleibt der Computer in diesem Zustand, bis er durch erneutes Drücken des Schalters bzw. über das Betriebssystem heruntergefahren wird. Der Reset-Schalter hingegen unterbricht die Stromversorgung des Motherboards, so lange er gedrückt wird, und legt die Stromversorgung wieder an, sobald er losgelassen wird.

 

Was sind Reedschalter?

 

Ein Reedschalter ist ein Gerät, dessen Ursprünge in der Telekommunikationsbranche liegen. Ein solcher Schalter verwendet ein Magnetfeld um seinen Zustand zu kontrollieren. Diese Schalter bestehen aus einem Glasröhrchen, mit eingeschlossenen Drähten aus einem Eisenmetall. Das Glas ist vollkommen abgedichtet.

 

Wie andere Schalter auch, können Reedschalter Öffner- oder Schließer-Kontakte haben. Sobald ein Magnetfeld an dem Schalter anliegt, ändert sich der Status des Schalters. Und gleichwohl diese Schalter ursprünglich aus der Telekommunikationsbranche stammen, konnten sie sich inzwischen auch für zahlreiche andere Anwendungsbereiche als sehr nützlich erweisen. So werden sie unter anderem in Alarmanlagen eingesetzt.

 

Was sind Wippschalter?

 

Ein Wippschalter verfügt über ein Bedienelement, das für die Änderung des Zustands des Schalters tatsächlich vor und zurück wippt. Man findet diese Schalter sehr häufig in Autos, doch sie werden auch in vielen weiteren Anwendungen eingesetzt. Sie bestechen durch mühelose Bedienung und sind zudem sehr robust. Oftmals sind sie mit mehreren Wippschaltern in einem Bedienfeld zusammengefasst, sodass einzelne Teile eines ganzen Systems voneinander unabhängig ein- und ausgeschaltet werden können.

 

Was sind Drehschalter?

 

Ein Drehschalter wird durch das Drehen seines Bedienelements ausgelöst. Drehschalter können zum einen über nicht mehr als zwei verschiedene Zustände verfügen, können zum anderen aber auch ausgesprochen komplex gestaltet sein und viele verschiedene Positionen bieten. Das wohl geläufigste Beispiel für einen Drehschalter, mit dem viele von uns vertraut sein mögen, liegt in den Knöpfen eines alten TV-Geräts: Dabei konnte der Bediener mit dem oberen Drehknopf in aller Regel zwischen 14 verschiedenen Zuständen hin- und her schalten, während mit Hilfe des unteren Drehknopfes viele weitere Positionen offen standen, sobald der obere Drehknopf erst seine Endposition erreicht hat.

 

Diese Schalter können ihren Zustand auch nur vorübergehend ändern, sodass sie mit Hilfe eines Federmechanismus wieder in ihre Ausgangsposition gestellt werden.

 

Was sind Schiebeschalter?

 

Das Bedienelement eines Schiebeschalters lässt sich zwischen den Positionen „Ein“ und „Aus“ hin- und herschieben und verbleibt in der zuletzt eingenommenen Position, bis es wieder verschoben wird. Schiebeschalter können auch viele weitere Optionen bieten, sodass dem Bediener viele verschiedene Zustände für die Steuerung eines Gerätes oder eines Schaltkreises zur Verfügung stehen.

 

Was sind Tastschalter?

 

Tastschalter verleihen ein Feedback über ihren Status. Dabei geben diese Druckschalter eine Art Hinweis auf ihren Zustand, in der Regel in der Form eines leisen Klickens.

 

Was sind Kodierschalter?

 

Ein Kodierschalter ist ein skalenähnliches Bedienelement, mit dessen Hilfe der Bediener zwischen zahlreichen verschiedenen Zuständen hin und her schalten kann. Kodierschalter verfügen in aller Regel über ein numerisches Display.

 

Was sind Kippschalter?

 

Kippschalter verfügen über ein Bedienelement, das aus der Oberfläche des Schalters herausragt. Diese Schalter können über mehrere Zustände verfügen, in den meisten Fällen handelt es sich jedoch lediglich um Ein/Aus-Schalter. Kippschalter sind leicht zu betätigen, kostengünstig und sehr robust, und eignen sich somit ideal für industrielle Anwendungen. Wandschalter stellen eine Variante von Kippschaltern dar. Sie verfügen oftmals über bestimmte Verzierungen und sind mit entsprechenden Anschlüssen für den Einsatz mit Netzstrom ausgestattet.

 

Was sind Berührungsschalter?

Ein Berührungsschalter benötigt für seine Funktion keinerlei Bedienelement. Ein solcher Schalter wird voll und ganz über Berührungen angesteuert. Man findet Berührungsschalter oftmals an Lampen: Dabei muss lediglich der Leuchtenkörper oder das Stativ berührt werden, um sie ein- bzw. auszuschalten oder um die Helligkeit zu regeln. Hierfür werden verschiedene Prinzipien genutzt, meist spielen dabei Kapazität und Widerstand eine Rolle. Berührungsschalter sind eine Art Tastsensor – stellen dabei aber die am wenigsten fortschrittliche Variante eines solchen Sensors dar.