Εάν επισκεφθείτε ένα σύγχρονο εργοστάσιο και παρατηρήσετε τα εκπληκτικά ηλεκτρονικά στην εργασία σε ένα κύτταρο συναρμολόγησης, θα δείτε μια ποικιλία αισθητήρων στην οθόνη. Οι περισσότεροι από αυτούς τους αισθητήρες διαθέτουν ξεχωριστά καλώδια για θετική παροχή τάσης, γείωση και σήμα. Η εφαρμογή της ισχύος επιτρέπει σε έναν αισθητήρα να κάνει τη δουλειά του, είτε παρατηρεί την παρουσία σιδηρομαγνητικών μετάλλων κοντά είτε στέλνει μια φωτεινή δέσμη έξω ως μέρος του συστήματος ασφαλείας της εγκατάστασης. Οι ταπεινοί μηχανικοί διακόπτες που ενεργοποιούν αυτούς τους αισθητήρες, όπως ο διακόπτης καλαμιών, χρειάζονται μόνο δύο καλώδια για να κάνουν τις δουλειές τους. Αυτοί οι διακόπτες ενεργοποιούν χρησιμοποιώντας μαγνητικά πεδία.
Τι είναι ένας διακόπτης καλαμιού;
Ο διακόπτης Reed γεννήθηκε το 1936. Ήταν το πνευματικό τέκνο του WB Ellwood στα Bell Telephone Laboratories και κέρδισε το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας του το 1941.
Πώς λειτουργεί ένας διακόπτης καλαμιού;
Ο μηχανισμός μεταγωγής αποτελείται από δύο σιδηρομαγνητικές λεπίδες, χωρισμένες μόνο από μερικά μικρά. Όταν ένας μαγνήτης πλησιάζει αυτές τις λεπίδες, οι δύο λεπίδες τραβούν το ένα προς το άλλο. Μόλις αγγίξετε, οι λεπίδες κλείνουν τις κανονικά ανοικτές (όχι) επαφές, επιτρέποντας την ρεύμα της ηλεκτρικής ενέργειας. Ορισμένοι διακόπτες καλαμιών περιέχουν επίσης μια μη φερρομαγνητική επαφή, η οποία σχηματίζει μια κανονικά κλειστή (NC) έξοδο. Ένας πλησιάζοντας μαγνήτης θα αποσυνδέσει την επαφή και θα απομακρυνθεί από την επαφή μεταγωγής.
Οι επαφές κατασκευάζονται από μια ποικιλία μετάλλων, συμπεριλαμβανομένου του βολφραμίου και του ροδίου. Ορισμένες ποικιλίες χρησιμοποιούν ακόμη και υδράργυρο, ο οποίος πρέπει να διατηρείται στον σωστό προσανατολισμό για να αλλάξει σωστά. Ένας γυάλινος φάκελος γεμάτος με αδρανές αέριο - το συνηθισμένο άζωτο - σφραγίζει τις επαφές σε εσωτερική πίεση κάτω από μία ατμόσφαιρα. Η στεγανοποίηση απομονώνει τις επαφές, οι οποίες εμποδίζουν τη διάβρωση και τυχόν σπινθήρες που μπορεί να προκύψουν από την κίνηση των επαφών.
Εφαρμογές διακόπτη Reed στον πραγματικό κόσμο
Θα βρείτε αισθητήρες σε καθημερινά αντικείμενα όπως αυτοκίνητα και πλυντήρια ρούχων, αλλά ένα από τα πιο σημαντικά μέρη που λειτουργούν οι διακόπτες/αισθητήρες είναι σε συναγερμούς διαρρήξεων. Στην πραγματικότητα, οι συναγερμοί αποτελούν σχεδόν τέλεια εφαρμογή για αυτήν την τεχνολογία. Ένα κινητό παράθυρο ή πόρτα στεγάζει έναν μαγνήτη και ο αισθητήρας βρίσκεται στη βάση, περνώντας ένα σήμα μέχρι την αφαίρεση του μαγνήτη. Με το παράθυρο ανοιχτό - ή αν κάποιος κόψει το καλώδιο - ένας συναγερμός θα ακούγεται.
Ενώ οι συναγερμοί διαρρήξεων είναι μια εξαιρετική χρήση για τους διακόπτες καλαμιών, αυτές οι συσκευές μπορεί να είναι ακόμη μικρότερες. Ένας μικροσκοπικός διακόπτης θα ταιριάζει μέσα σε λαμβανόμενες ιατρικές συσκευές γνωστές ως Pillcams. Μόλις ο ασθενής καταστραφεί το μικροσκοπικό ανιχνευτή, ο γιατρός μπορεί να τον ενεργοποιήσει χρησιμοποιώντας έναν μαγνήτη έξω από το σώμα. Αυτή η καθυστέρηση διατηρεί την ισχύ μέχρι να τοποθετηθεί σωστά ο ανιχνευτής, πράγμα που σημαίνει ότι οι μπαταρίες ενσωματωμένες μπορεί να είναι ακόμη μικρότερες, ένα κρίσιμο χαρακτηριστικό σε κάτι που έχει σχεδιαστεί για να ταξιδεύει μέσω του πεπτικού σωλήνα ενός ανθρώπου. Εκτός από το μικρό της μέγεθος, αυτή η εφαρμογή απεικονίζει επίσης πόσο ευαίσθητοι μπορούν να είναι, καθώς αυτοί οι αισθητήρες μπορούν να πάρουν ένα μαγνητικό πεδίο μέσω ανθρώπινης σάρκας.
Οι διακόπτες του Reed δεν απαιτούν μόνιμο μαγνήτη για να τους ενεργοποιήσουν. Ένα ρελέ ηλεκτρομαγνό μπορεί να τα ενεργοποιήσει. Δεδομένου ότι η Bell Labs ανέπτυξε αρχικά αυτούς τους διακόπτες, δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι η τηλεφωνική βιομηχανία χρησιμοποίησε ρελέ καλαμάρια για λειτουργίες ελέγχου και μνήμης έως ότου όλα πήγαν ψηφιακά στη δεκαετία του 1990. Αυτός ο τύπος ρελέ δεν αποτελεί πλέον τη ραχοκοκαλιά του συστήματος επικοινωνίας μας, αλλά εξακολουθούν να είναι κοινά σε πολλές άλλες εφαρμογές σήμερα.
Πλεονεκτήματα των ρελέ καλά
Ο αισθητήρας Hall Effect είναι μια συσκευή στερεάς κατάστασης που μπορεί να ανιχνεύσει μαγνητικά πεδία και είναι μια εναλλακτική λύση στον διακόπτη Reed. Τα αποτελέσματα της αίθουσας είναι σίγουρα κατάλληλα για ορισμένες εφαρμογές, αλλά οι διακόπτες Reed διαθέτουν ανώτερη ηλεκτρική απομόνωση στο αντίστοιχο στερεάς κατάστασης και αντιμετωπίζουν λιγότερη ηλεκτρική αντίσταση λόγω κλειστών επαφών. Επιπλέον, οι διακόπτες Reed μπορούν να λειτουργούν με ποικίλες τάσεις, φορτία και συχνότητες, καθώς ο διακόπτης λειτουργεί απλά ως συνδεδεμένο ή αποσυνδεδεμένο σύρμα. Εναλλακτικά, θα χρειαστείτε υποστηρικτικά κυκλώματα για να επιτρέψετε στους αισθητήρες της αίθουσας να κάνουν τη δουλειά τους.
Οι διακόπτες Reed διαθέτουν απίστευτα υψηλή αξιοπιστία για έναν μηχανικό διακόπτη και είναι σε θέση να λειτουργήσουν για δισεκατομμύρια κύκλους πριν από την αποτυχία. Επιπλέον, λόγω της σφραγισμένης κατασκευής τους, μπορούν να λειτουργούν σε εκρηκτικά περιβάλλοντα όπου ένας σπινθήρας θα μπορούσε ενδεχομένως να έχει καταστροφικά αποτελέσματα. Οι διακόπτες του Reed μπορεί να είναι μια παλαιότερη τεχνολογία, αλλά δεν είναι καθόλου παρωχημένοι. Μπορείτε να εφαρμόσετε πακέτα που περιέχουν διακόπτες καλαμιών σε πίνακες τυπωμένων κυκλωμάτων (PCBs) χρησιμοποιώντας αυτοματοποιημένα μηχανήματα pick-and-place.
Η επόμενη κατασκευή σας μπορεί να ζητήσει μια ποικιλία ολοκληρωμένων κυκλωμάτων και εξαρτημάτων, τα οποία όλα έκαναν ντεμπούτο τα τελευταία χρόνια, αλλά μην ξεχνάτε τον ταπεινό διακόπτη καλαμιών. Ολοκληρώνει τη βασική του εργασία μεταγωγής με εξαιρετικά απλό τρόπο. Μετά από πάνω από 80 χρόνια χρήσης και ανάπτυξης, μπορείτε να βασιστείτε στο δοκιμασμένο και αληθινό σχεδιασμό του Switch για να λειτουργήσετε με συνέπεια.
Χρόνος δημοσίευσης: Απριλίου-22-2024