Εάν επισκεφτείτε ένα σύγχρονο εργοστάσιο και παρατηρήσετε τα εκπληκτικά ηλεκτρονικά που εργάζονται σε μια κυψέλη συναρμολόγησης, θα δείτε μια ποικιλία αισθητήρων στην οθόνη. Οι περισσότεροι από αυτούς τους αισθητήρες έχουν ξεχωριστά καλώδια για παροχή θετικής τάσης, γείωση και σήμα. Η εφαρμογή ισχύος επιτρέπει σε έναν αισθητήρα να κάνει τη δουλειά του, είτε αυτό είναι η παρατήρηση της παρουσίας σιδηρομαγνητικών μετάλλων κοντά είτε η αποστολή μιας δέσμης φωτός ως μέρος του συστήματος ασφαλείας της εγκατάστασης. Οι ταπεινοί μηχανικοί διακόπτες που ενεργοποιούν αυτούς τους αισθητήρες, όπως ο διακόπτης καλαμιού, χρειάζονται μόνο δύο καλώδια για να κάνουν τη δουλειά τους. Αυτοί οι διακόπτες ενεργοποιούνται χρησιμοποιώντας μαγνητικά πεδία.
Τι είναι ο διακόπτης Reed;
Ο διακόπτης καλαμιού γεννήθηκε το 1936. Ήταν το πνευματικό τέκνο του WB Ellwood στα Bell Telephone Laboratories και κέρδισε το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας του το 1941. Ο διακόπτης μοιάζει με μια μικρή γυάλινη κάψουλα με ηλεκτρικά καλώδια να ξεπροβάλλουν από κάθε άκρο.
Πώς λειτουργεί ένας διακόπτης Reed;
Ο μηχανισμός μεταγωγής αποτελείται από δύο σιδηρομαγνητικές λεπίδες, που χωρίζονται από λίγα μόνο μικρά. Όταν ένας μαγνήτης πλησιάζει αυτές τις λεπίδες, οι δύο λεπίδες τραβούν η μία προς την άλλη. Μόλις ακουμπήσουν, οι λεπίδες κλείνουν τις κανονικά ανοιχτές επαφές (ΟΧΙ), επιτρέποντας τη ροή του ηλεκτρισμού. Μερικοί διακόπτες καλαμιού περιέχουν επίσης μια μη σιδηρομαγνητική επαφή, η οποία σχηματίζει μια κανονικά κλειστή (NC) έξοδο. Ένας μαγνήτης που πλησιάζει 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 - συνήθως άζωτο - σφραγίζει τις επαφές σε εσωτερική πίεση κάτω από μια ατμόσφαιρα. Η στεγανοποίηση απομονώνει τις επαφές, γεγονός που αποτρέπει τη διάβρωση και τυχόν σπινθήρες που μπορεί να προκύψουν από την κίνηση της επαφής.
Εφαρμογές Reed Switch στον πραγματικό κόσμο
Θα βρείτε αισθητήρες σε καθημερινά αντικείμενα, όπως αυτοκίνητα και πλυντήρια ρούχων, αλλά ένα από τα πιο σημαντικά σημεία που λειτουργούν αυτοί οι διακόπτες/αισθητήρες είναι οι συναγερμοί διαρρήξεων. Στην πραγματικότητα, οι συναγερμοί είναι μια σχεδόν τέλεια εφαρμογή για αυτήν την τεχνολογία. Ένα κινητό παράθυρο ή πόρτα φιλοξενεί 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— θα ηχήσει συναγερμός.
Ενώ οι συναγερμοί διαρρήξεων είναι μια εξαιρετική χρήση για διακόπτες καλαμιών, αυτές οι συσκευές μπορεί να είναι ακόμη μικρότερες. Ένας μικροσκοπικός διακόπτης θα χωράει μέσα σε ιατρικές συσκευές που έχουν καταποθεί, γνωστές ως PillCams. Μόλις ο ασθενής καταπιεί τον μικροσκοπικό καθετήρα, ο γιατρός μπορεί να τον ενεργοποιήσει χρησιμοποιώντας έναν μαγνήτη έξω από το σώμα. Αυτή η καθυστέρηση εξοικονομεί ενέργεια έως ότου ο καθετήρας τοποθετηθεί σωστά, πράγμα που σημαίνει ότι οι μπαταρίες του πλοίου 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 δείχνει επίσης πόσο ευαίσθητοι μπορούν να είναι, καθώς αυτοί οι αισθητήρες μπορούν να συλλάβουν ένα μαγνητικό πεδίο μέσω της ανθρώπινης σάρκας.
Οι διακόπτες Reed δεν απαιτούν μόνιμο μαγνήτη για να τους ενεργοποιήσει. ένα ηλεκτρομαγνητικό ρελέ μπορεί να τα ενεργοποιήσει. Δεδομένου ότι η Bell Labs αρχικά ανέπτυξε αυτούς τους διακόπτες, δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι η τηλεφωνική βιομηχανία χρησιμοποίησε ρελέ καλαμιού για λειτουργίες ελέγχου και μνήμης έως ότου όλα έγιναν ψηφιακά τη δεκαετία του 1990. Αυτός ο τύπος ρελέ δεν αποτελεί πλέον τη ραχοκοκαλιά του συστήματος επικοινωνίας μας, αλλά εξακολουθεί να είναι κοινός σε πολλές άλλες εφαρμογές σήμερα.
Πλεονεκτήματα των ρελέ Reed
Ο αισθητήρας εφέ Hall είναι μια συσκευή στερεάς κατάστασης που μπορεί να ανιχνεύσει μαγνητικά πεδία και είναι μια εναλλακτική λύση στον διακόπτη καλαμιού. Τα εφέ Hall είναι σίγουρα κατάλληλα για ορισμένες εφαρμογές, αλλά οι διακόπτες καλαμιού διαθέτουν ανώτερη ηλεκτρική μόνωση σε σχέση με τους αντίστοιχους στερεάς κατάστασης και αντιμετωπίζουν λιγότερη ηλεκτρική αντίσταση λόγω κλειστών επαφών. Επιπλέον, οι διακόπτες καλαμιού μπορούν να λειτουργήσουν με ποικίλες τάσεις, φορτία και συχνότητες, καθώς ο διακόπτης λειτουργεί απλώς ως συνδεδεμένο ή αποσυνδεδεμένο καλώδιο. Εναλλακτικά, θα χρειαστείτε κύκλωμα υποστήριξης για να επιτρέψετε στους αισθητήρες Hall να κάνουν τη δουλειά τους.
Οι διακόπτες Reed διαθέτουν απίστευτα υψηλή αξιοπιστία για έναν μηχανικό διακόπτη και είναι σε θέση να λειτουργούν για δισεκατομμύρια κύκλους πριν χαλάσουν. Επιπλέον, λόγω της σφραγισμένης κατασκευής τους, μπορούν να λειτουργήσουν σε εκρηκτικά περιβάλλοντα όπου ένας σπινθήρας θα μπορούσε ενδεχομένως να έχει καταστροφικά αποτελέσματα. Οι διακόπτες Reed μπορεί να είναι παλαιότερης τεχνολογίας, αλλά κάθε άλλο παρά απαρχαιωμένοι. Μπορείτε να εφαρμόσετε πακέτα που περιέχουν διακόπτες καλαμιού σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB) χρησιμοποιώντας αυτοματοποιημένα μηχανήματα συλλογής και τοποθέτησης.
Η επόμενη κατασκευή σας μπορεί να απαιτεί μια ποικιλία από ολοκληρωμένα κυκλώματα και εξαρτήματα, τα οποία έκαναν το ντεμπούτο τους τα τελευταία χρόνια, αλλά μην ξεχνάτε τον ταπεινό διακόπτη καλαμιού. Ολοκληρώνει τη βασική του εργασία εναλλαγής με εξαιρετικά απλό τρόπο. Μετά από περισσότερα από 80 χρόνια χρήσης και ανάπτυξης, μπορείτε να βασιστείτε στη δοκιμασμένη και αληθινή σχεδίαση του διακόπτη καλαμιού για να λειτουργεί με συνέπεια.
Ώρα δημοσίευσης: Απρ-22-2024