Dacă vizitați o fabrică modernă și observați uimitoarea electronică care lucrează într-o celulă de asamblare, veți vedea o varietate de senzori expuși. Majoritatea acestor senzori au fire separate pentru alimentare cu tensiune pozitivă, masă și semnal. Aplicarea puterii permite unui senzor să-și facă treaba, fie că observă prezența metalelor feromagnetice în apropiere sau trimite un fascicul de lumină ca parte a sistemului de securitate al unității. Întrerupătoarele mecanice umile care declanșează acești senzori, cum ar fi comutatorul cu lame, au nevoie doar de două fire pentru a-și face treaba. Aceste comutatoare se activează folosind câmpuri magnetice.
Ce este un comutator Reed?
Comutatorul cu lame s-a născut în 1936. A fost creația lui WB Ellwood de la Bell Telephone Laboratories și și-a câștigat brevetul în 1941. Comutatorul arată ca o capsulă mică de sticlă cu cabluri electrice care ies din fiecare capăt.
Cum funcționează un comutator Reed?
Mecanismul de comutare este compus din două lame feromagnetice, separate de doar câțiva microni. Când un magnet se apropie de aceste lame, cele două lame trag una spre alta. Odată ce se ating, lamele închid contactele normal deschise (NO), permițând curentului să circule. Unele întrerupătoare cu lame conțin și un contact neferomagnetic, care formează o ieșire normal închisă (NC). Un magnet care se apropie va deconecta contactul și se va îndepărta de contactul de comutare.
Contactele sunt construite dintr-o varietate de metale, inclusiv tungsten și rodiu. Unele soiuri folosesc chiar și mercur, care trebuie menținut în orientarea corectă pentru a comuta corect. Un plic de sticlă umplut cu gaz inert - de obicei azot - etanșează contactele la o presiune internă sub o atmosferă. Etanșarea izolează contactele, ceea ce previne coroziunea și orice scântei care ar putea rezulta din mișcarea contactului.
Aplicații Reed Switch în lumea reală
Veți găsi senzori în articolele de zi cu zi, cum ar fi mașini și mașini de spălat, dar unul dintre cele mai importante locuri în care acești comutatoare/senzori operează este în alarmele antiefracție. De fapt, alarmele sunt o aplicație aproape perfectă pentru această tehnologie. O fereastră sau ușă mobilă găzduiește un magnet, iar senzorul se află pe bază, trecând un semnal până la îndepărtarea magnetului. Cu fereastra deschisă – sau dacă cineva taie firul – va suna o alarmă.
În timp ce alarmele antiefracție sunt o utilizare excelentă pentru întrerupătoarele cu lame, aceste dispozitive pot fi și mai mici. Un comutator miniaturizat se va potrivi în interiorul dispozitivelor medicale ingerate cunoscute sub numele de PillCams. Odată ce pacientul înghite sonda minusculă, medicul o poate activa folosind un magnet în afara corpului. Această întârziere economisește energia până când sonda este plasată corect, ceea ce înseamnă că bateriile de la bord pot fi și mai mici, o caracteristică critică în ceva care este proiectat să călătorească prin tractul digestiv al omului. Pe lângă dimensiunea sa mică, această aplicație ilustrează și cât de sensibile pot fi, deoarece acești senzori pot capta un câmp magnetic prin carnea umană.
Întrerupătoarele Reed nu necesită un magnet permanent pentru a le acționa; un releu electromagnet le poate porni. Deoarece Bell Labs a dezvoltat inițial aceste comutatoare, nu este deloc surprinzător faptul că industria de telefonie a folosit relee pentru control și funcții de memorie până când totul a devenit digital în anii 1990. Acest tip de relee nu mai formează coloana vertebrală a sistemului nostru de comunicații, dar sunt încă comune în multe alte aplicații astăzi.
Avantajele releelor Reed
Senzorul cu efect Hall este un dispozitiv cu stare solidă care poate detecta câmpurile magnetice și este o alternativă la comutatorul cu lame. Efectele Hall sunt cu siguranță adecvate pentru unele aplicații, dar comutatoarele cu lame au o izolare electrică superioară față de omologul lor în stare solidă și se confruntă cu o rezistență electrică mai mică datorită contactelor închise. În plus, comutatoarele cu lame pot funcționa cu o varietate de tensiuni, sarcini și frecvențe, deoarece comutatorul funcționează pur și simplu ca un fir conectat sau deconectat. Alternativ, veți avea nevoie de circuite de sprijin pentru a permite senzorilor Hall să-și facă treaba.
Comutatoarele Reed au o fiabilitate incredibil de ridicată pentru un comutator mecanic și sunt capabile să funcționeze pentru miliarde de cicluri înainte de a eșua. În plus, datorită construcției lor etanșe, ele pot funcționa în medii explozive în care o scânteie ar putea avea rezultate dezastruoase. Întrerupătoarele cu lamelă pot fi o tehnologie mai veche, dar sunt departe de a fi învechite. Puteți aplica pachete care conțin întrerupătoare lamelă pe plăci de circuite imprimate (PCB) folosind mașini automate de preluare și plasare.
Următoarea dvs. construcție poate necesita o varietate de circuite și componente integrate, toate care au debutat în ultimii câțiva ani, dar nu uitați de umilul comutator lamelă. Își finalizează munca de bază de comutare într-un mod extraordinar de simplu. După peste 80 de ani de utilizare și dezvoltare, vă puteți baza pe designul încercat și adevărat al comutatorului cu lame pentru a funcționa constant.
Ora postării: Apr-22-2024