選擇開關的過程并不總是得到應有的時間和關注。鑒于大多數開關的成本相對較低和簡單的特性，通常在選擇它們時沒有充分考慮它們提供的特性和功能。根據應用的不同，某些參數將指導設計人員選擇特定的開關，但在眾多可用選項中，很容易誤入歧途。

在這里，我們強調設計師在選擇開關時應考慮的十個因素，強調開關的選擇為何重要——以及如果選擇正確，開關如何為他們的產品和整體品牌增加價值。

數據驅動

物聯網 (IoT) 的出現正在各個領域產生大量數據。需要存儲這些數據，或者更頻繁地進行通信。容納所需天線、發射器和附加電路的必要性會對可用于操作、檢測和數據收集組件（例如開關）的空間產生巨大影響。盡管如此，交換機仍必須與用戶交互，同時還要承受惡劣的環境和激進的交互。例如，醫療設備制造商越來越多地將投資重點放在開發存儲、關聯和分析這些數據的系統和平臺上。因此，設計人員必須仔細選擇能夠滿足苛刻規格的開關，包括小型化和低功耗。

滿足身體需求

隨著可穿戴設備的增長，對開關的需求也在增長。雖然可穿戴設備已經存在了一段時間，但在為不同行業設計設備時存在不同的理念。例如，醫療可穿戴設備中的組件需要能夠抵御粗暴的處理和環境挑戰，同時還需要每次都能首次工作。設計師面臨的挑戰是確保每個單獨的組件都適合這些機器運行的苛刻環境中的用途。開關是用戶與設備之間接口的重要組成部分，因此在確保開關的一致性能、長壽命和質量方面，做出正確的選擇至關重要。

滿足許多可穿戴設備要求的常見開關質量包括密封液體和體液以及低功耗以保持電池電量。開關可能需要密封到 IP67 或 IP68，并且能夠在低毫安范圍內的信號電流下可靠地工作。

外形

尺寸 例如，在工業領域，開關可用于各種應用，包括 CNC 機器控制、安全和位置傳感器、電池充電器、電源和氣體檢測設備等。它們都有一個共同點，即 PCB 上的空間是有限的，無論是在高度還是占地面積方面。隨著設備功能的增加，這種外形尺寸變得越來越重要，從而使 PCB 上的空間變得更有價值。

超薄型交換機可以緩解組件擁塞，并有助于減小最終用戶設備的尺寸，使其在市場上更受歡迎。超小型開關可以實現靈活性，允許電子設計人員在 PCB 上添加其他組件，否則這些組件會保留給更大的開關。許多類型的自動化傳感器要求輕觸開關的占位面積為 3.0 毫米 x 2.6 毫米的情況并不少見，現在市場上的新型輕觸開關的占位面積低于 2.0 毫米。

電氣額定值

選擇開關的另一個關鍵考慮因素是所需的信號電流。根據產品設計的不同，電氣要求多種多樣，有些開關需要處理 PLC 和微處理器輸入的低信號電流，而有些開關需要處理較高的電流以驅動繼電器。

輕觸開關通常在 32VDC 下處理低至 1 毫安 (mA) 的電流，其中一些低至 1 微安 (μA)，而快動開關可能需要處理高達 25 安的電流來控制電機電路。斷路器輔助開關面臨挑戰，因為它們可能需要使用同一開關處理 1 毫安到 10 安培的電流范圍。

適合目的

考慮在何處以及如何使用開關至關重要。開關通常在惡劣的環境中使用，并且需要能夠處理它們可能遇到的任何情況。用戶每天都與開關進行交互，從按下加油泵上的按鈕、打開火車上的門、按下 ATM 上的鍵盤、呼叫和選擇電梯中的樓層等等；清單是無窮無盡的。一個共同點是，這些可公開訪問的設備更有可能遭受濫用或遇到惡劣的環境條件。

對于這些應用，需要能夠耐受嚴苛處理的高度堅固的開關來創建經得起時間考驗的人機界面 (HMI)。這些開關在構造材料和方法方面與標準開關不同。例如，大多數防破壞開關的沖擊等級為 IK08 或 IK10（可能的最高沖擊等級），并且密封到 IP67 的防護等級 (IP)。還需要一系列功能選項，例如 LED 照明、功能符號和端接樣式，例如焊片或快速連接端子，以適應各種應用。

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選項數組

對于設計師來說，沒有什么比受限于有限的開關選擇更糟糕的了。諸如極數和投擲數、閉鎖/瞬時動作和其他電氣參數等基礎知識都是必要的考慮因素。同樣重要的是環境特性和開關的可靠性。正確地做到這一點意味著定義正確的材料，尤其是觸點材料，并確保其生命周期與設備的預期壽命相兼容。開關的人體工程學和美學通常會影響用戶對設備的體驗和感知。

需要考慮的常見選項還包括按鈕和快動開關的不同執行器樣式、焊片、快速連接端子或導線等端接選項、直角安裝與直角安裝、表面安裝與通孔以及照明與非照明。

聲音和感覺

開關的聲音和感覺，也稱為觸覺，是開關操作的重要元素。這為用戶提供了重要的反饋，讓他們知道開關已正確操作。選擇具有正確觸覺的開關可以給任何產品帶來高品質的感覺。例如，隨著車輛變得更加復雜和功能豐富，觸覺在汽車行業中變得越來越重要。事實上，觸覺現在對于汽車內飾和控制裝置的設計至關重要。外觀、感覺和聲音是車輛品牌標識的重要組成部分，而開關是其中的關鍵——然后，成功的選擇通常會在同一制造商的多個車型中復制。

觸覺和聲學不僅可以將一個制造商與另一個制造商進行對比，而且還可以用于定義模型在同一制造商的一系列汽車中的位置。選擇愿意修改開關組件和材料（例如致動器的硬度和金屬圓頂的形狀）以實現正確的開關觸感的供應商非常重要。

計算成本

毫無疑問，在選擇開關時，成本是一個重要的考慮因素。例如，工業市場特別關注成本，并會為應用選擇“足夠好”的開關。這種成本意識的選擇可以通過選擇市場上最常用的版本來實現——不需要高性能水平，而是在保持嚴格的質量控制的同時提供經濟的定價。當不需要附加功能時，選擇標準的、現成的變體將被證明是最佳策略。

擁有成本

雖然任何解決方案都必須反映所需的功能和要求，但它還必須滿足成本限制，才能在商業上可行并滿足客戶的需求。在這種情況下，“成本”不僅僅指組件的成本；它還必須包括集成解決方案所需的一切、連接成本和組裝成本——即所謂的“總擁有成本”。例如，當今汽車行業的現實迫使汽車制造商在生產零部件和車輛方面更加高效；但是，與此同時，他們必須確保在質量和性能方面沒有任何損失。

許多工業應用旨在在骯臟、潮濕或腐蝕性的環境中持續長達十年。這些應用中使用的開關需要在 -40°C 至 85°C 的溫度范圍內傳導低信號電流（低于 50 mA），而不會氧化或腐蝕觸點。循環壽命要求可能在 50,000 到 5,000,000 之間。不符合這些規范可能會導致昂貴的終端設備更換。

少即是多

盡管下一代創新設備和產品所需的開關可能會更少，但它們仍將發揮至關重要的作用。例如，未來的聯網、電動和自動駕駛汽車將配備更先進的 HMI，以滿足熟悉智能手機和平板電腦等高品質消費電子產品的消費者的期望。在未來的自動駕駛汽車中，將需要集成更多的控制功能。當車輛將他們帶到目的地時，駕駛員將有更多時間娛樂甚至工作。在選擇合適的開關時需要考慮這種更高的期望。

任何產品的好壞取決于其各個部分的總和。無論是集成到精密手術器械、復雜的面板進入系統還是汽車鑰匙扣，開關都必須適應它們所使用的產品設計的細節。通過考慮這十個設計因素，設計工程師可以確保他們正在為其應用選擇最佳開關。

審核編輯 黃昊宇