Ratgeber
Die Abkürzung DIP steht für Dual In-Line-Package. Frei übersetzt für ein kleines Schaltelement, dessen Betätiger in einer Reihe nebeneinander angeordnet sind und jeweils zwei oder drei Schaltzustände erlauben.
DIP-Schalter lassen sich direkt auf die Platinenoberfläche löten oder per Durchstecktechnik befestigen. Im Gegensatz zu normalen Schaltern dienen sie aber nur zur gelegentlichen Nutzung, zum Beispiel zur Konfiguration einer PC-Hauptplatine oder eines Garagentoröffners.
Erfahren Sie hier, wie die Minischalter funktionieren und welche Typen und Bauformen erhältlich sind.
Ein DIP-Schalter ist ein relativ einfaches Elektronik-Bauelement. Er findet sich häufig als kostengünstige Möglichkeit zur Auswahl und zum Wechsel zwischen verschiedenen Hardware- oder Software-Optionen.
DIP-Schalter – oft einfach nur DIP oder Switch genannt – sind in der Regel deutlich preiswerter als speziell programmierte Steuerungen oder codierte Chips.
Allerdings muss der Benutzer das Gerät meist öffnen, um eine Konfiguration vorzunehmen. Die Bedienung erfordert zudem eine gewisse Geschicklichkeit, vor allem dann, wenn mehrere Schaltelemente zwischen Ein und Aus umzuschalten sind.
Grund: Der Switch besteht aus winzigen Kippschaltern oder auch Schiebern, ähnlich wie eine Reihe von Miniatur-Lichtschaltern, die nacheinander auf einen Block aus hitzebeständigem thermoplastischem Polymer montiert sind.
Rechnen mit Schaltkreisen
Mit DIP-Schaltern lassen sich nicht nur mehrere Schaltkreise einzeln aktivieren beziehungsweise deaktivieren, mit ihnen lässt sich auch rechnen. Dazu ein Beispiel: Bei einem Switch mit acht Schaltern könnte jeder Schalter für ein Bit stehen, das gesamte Bauelement entspricht damit einem Byte.
Wendet man die binäre Logik auf Dezimalzahlen an, lässt sich das erste Schaltelement der Zahl 128, das achte der Zahl 1 zuordnen. Dazwischen liegen von links gezählt die Werte 64, 32, 16, 8, 4 und 2. Je nach Stellung der einzelnen Elemente ergeben sich somit dezimale Werte zwischen 0 und 255.
Bei 0 sind alle Schaltelemente ausgeschaltet, bei 255 alle eingeschaltet. Stehen die Elemente beispielsweise bei Position 3 und 7 auf ON, ergibt dies binär 00100010 und dezimal 34 (32 plus 2).
In der Praxis ließen sich die Schalterstellungen zum Beispiel der letzten drei Stellen einer IP-Adresse zuordnen. So würde aus einem Netzwerkgerät ein von der zentralen IP-Adressvergabe wie DHCP unabhängiger Teilnehmer – dessen IP-Adresse nur durch direkten physischen Eingriff veränderbar wäre
Konfiguration und Steuerung
Ähnlich funktionieren auch andere typische Anwendungen für DIP-Schalter. Dazu gehören Konfigurationen von PC-Motherboards, Grafikkarten und Festplatten ebenso wie von Erweiterungsmodulen und anderem Zubehör.
Bei vielen Druckern mit Display zur Bedienerführung beispielsweise lässt sich so die Spracheinstellung festlegen – in der Regel als einmaliger Vorgang, der nur bei der ersten Inbetriebnahme notwendig ist.
Ein weiteres Beispiel ist die Grundkonfiguration der Pumpe in einer Heizungsinstallation. Zahlreiche Hersteller ermöglichen individuelle Einstellungen für den Druckaufbau oder den Schutz gegen Trockenlaufen – per DIP-Switch.
Weit verbreitet sind DIP-Schalter auch bei Garagentoröffnern und Universal-Fernbedienungen. Hier dienen sie zur Unterdrückung von Interferenzen im Funk- beziehungsweise Infrarotbetrieb: Für jede Paarung von Sender und Empfänger lässt sich eine andere Frequenz einstellen.
Wie funktionieren DIP-Schalter?
Ein standardmäßiger DIP-Schalter besteht aus einer Reihe von elektromechanischen Schaltern mit zwei Anschlüssen, die in einem thermisch stabilen Kunststoffblockgehäuse untergebracht sind. Der Teil dual in-line des Akronyms bezieht sich auf die Anordnung der Kontaktstifte unter dem DIP-Schalter. Sie sind in zwei parallelen Reihen auf der Unterseite des DIP-Schalterblocks angeordnet, daher dual in-line. In der Regel gibt es doppelt so viele Pins wie Schaltelemente.
Ein Standard-DIP-Schalter besteht normalerweise aus 1 bis 12 Schaltelementen, montiert in einem einzigen kleinen Block. Alle einzelnen Schaltelemente sind elektrisch voneinander isoliert. Wird ein Element zwischen seinen Ein-Aus-Stellungen bewegt, reagiert eine flexible Blattfeder unter dem Schaltelement auf die Bewegung des Schiebers oder der Wippe. Die Feder biegt sich leicht nach oben oder unten und öffnet beziehungsweise schließt einen statischen Kontakt.
Betätiger
Die weitaus meisten Schalter enthalten winzige Schieber, die sich am besten mit einem kleinen Schraubendreher oder der Spitze eines Bleistifts bewegen lassen.
Deutlich komfortabler sind sogenannte Piano-Typen. Sie verdanken ihren Namen den kleinen Schaltelementen, deren Anordnung an die weißen Tasten eines Klaviers erinnert und sich herauf- und herunterklappen lassen.
Tri-State-DIPs wiederum sind konstruktiv mit normalen Schieber-DIPs vergleichbar, besitzen aber pro Schaltelement drei Positionen, die meist mit 0, + und – gekennzeichnet sind. Pro Element sind somit drei verschiedene Schaltzustände darstellbar.
Montage und Rastermaß
Montieren lassen sich DIP-Schalter entweder mit der Durchstecktechnik, kurz THT, oder direkt auf die Platine als SMD. Letztere Version ist auch in speziellen Verpackungen für Bestückungsautomaten erhältlich, meist als Rolle oder in einer Röhre.
Last but not least spielt natürlich auch das Rastermaß des Schalters eine wichtige Rolle. Üblich sind 2,54 Millimeter, es gibt aber auch DIPs mit den Rastermaßen 1,27 und 7,5 Millimeter.
Gibt es nur rechteckige DIPs?
Nein, es gibt auch runde Typen, die sogenannten Rotations-DIP-Schalter. Sie haben allerdings einen Nachteil: Mit ihnen lässt sich nur ein einziger von meist 8 Schaltkreisen steuern. Sie sind demnach auch eher als Umschalter zu verstehen, nicht als konventioneller Ein-Aus-Schalter.
Welche elektrischen Werte sind zu beachten?
Übliche DIPs sind für Spannungen im kleinen zweistelligen Bereich ausgelegt, zum Beispiel für 24 bis 50 Volt Gleichspannung. Hinsichtlich der Strombelastung sollten nicht mehr als 100 Milliampere fließen, da ansonsten die Kontakte im DIP beschädigt werden können und Funkenbildung nicht auszuschließen ist.
Wie groß ist die Standzeit?
DIP-Switches sind schon von der Bedienung her nicht für den Dauergebrauch konzipiert. Dennoch erreichen sie im Allgemeinen recht hohe Schaltzyklen, sie liegen im mechanischen Bereich meiste bei 3000, im elektrischen Bereich bei 2000 Schaltungen.