Ако посетите модерна фабрика и наблюдавате невероятната електроника в действие в монтажна клетка, ще видите разнообразие от сензори на показ. Повечето от тези сензори имат отделни проводници за положително захранване, заземяване и сигнал. Подаването на захранване позволява на сензора да си върши работата, независимо дали става въпрос за наблюдение на наличието на феромагнитни метали наблизо или за изпращане на светлинен лъч като част от системата за сигурност на съоръжението. Скромните механични превключватели, които задействат тези сензори, като например магнитния превключвател, се нуждаят само от два проводника, за да изпълняват работата си. Тези превключватели се активират с помощта на магнитни полета.
Какво е рийд превключвател?
Тръстиковият превключвател е създаден през 1936 г. Той е плод на въображението на У. Б. Елвуд от Bell Telephone Laboratories и получава патент през 1941 г. Превключвателят изглежда като малка стъклена капсула с електрически проводници, стърчащи от всеки край.
Как работи рийд превключвател?
Превключващият механизъм се състои от две феромагнитни лопатки, разделени само от няколко микрона. Когато магнит се приближи до тези лопатки, двете лопатки се придърпват една към друга. След като се докоснат, лопатките затварят нормално отворените (NO) контакти, позволявайки на електричеството да протича. Някои рийд превключватели съдържат и неферомагнитен контакт, който образува нормално затворен (NC) изход. Приближаващ се магнит ще прекъсне контакта и ще се отдалечи от превключващия контакт.
Контактите са изработени от различни метали, включително волфрам и родий. Някои разновидности дори използват живак, който трябва да се държи в правилната ориентация, за да се превключва правилно. Стъклена обвивка, пълна с инертен газ – обикновено азот – запечатва контактите при вътрешно налягане от една атмосфера. Уплътнението изолира контактите, което предотвратява корозия и всякакви искри, които могат да възникнат от движението на контактите.
Приложения на рийд превключватели в реалния свят
Ще намерите сензори в предмети от ежедневието като автомобили и перални машини, но едно от най-важните места, където тези превключватели/сензори работят, са алармените системи против кражба. Всъщност, алармите са почти идеално приложение за тази технология. Подвижен прозорец или врата съдържа магнит, а сензорът се намира в основата му, предавайки сигнал, докато магнитът не бъде отстранен. При отворен прозорец – или ако някой пререже жицата – ще се задейства аларма.
Въпреки че алармите против кражба са отлично приложение за рийд превключватели, тези устройства могат да бъдат дори още по-малки. Миниатюрен превключвател ще се побере в погълнати медицински устройства, известни като PillCams. След като пациентът погълне малката сонда, лекарят може да я активира с помощта на магнит извън тялото. Това забавяне пести енергия, докато сондата не бъде поставена правилно, което означава, че вградените батерии могат да бъдат още по-малки, критична характеристика в нещо, проектирано да пътува през храносмилателния тракт на човека. Освен малкия си размер, това приложение илюстрира и колко чувствителни могат да бъдат те, тъй като тези сензори могат да улавят магнитно поле през човешка плът.
Трънковите превключватели не изискват постоянен магнит, за да се задействат; електромагнитно реле може да ги включи. Тъй като Bell Labs първоначално са разработили тези превключватели, не е изненадващо, че телефонната индустрия е използвала трънкови релета за контролни и запаметяващи функции, докато всичко не е станало цифрово през 90-те години на миналия век. Този тип релета вече не са гръбнакът на нашата комуникационна система, но те все още са често срещани в много други приложения днес.
Предимства на Reed релета
Сензорът на Хол е твърдотелно устройство, което може да открива магнитни полета и е една алтернатива на магнитния превключвател. Ефектите на Хол със сигурност са подходящи за някои приложения, но магнитните превключватели се отличават с превъзходна електрическа изолация в сравнение с магнитните си еквиваленти и имат по-малко електрическо съпротивление поради затворените контакти. Освен това, магнитните превключватели могат да работят с различни напрежения, товари и честоти, тъй като превключвателят функционира просто като свързан или разкачен проводник. Като алтернатива, ще ви е необходима поддържаща схема, за да могат сензорите на Хол да изпълняват своята функция.
Трънките се отличават с невероятно висока надеждност за механичен превключвател и са способни да функционират милиарди цикли, преди да се повредят. Освен това, поради своята запечатана конструкция, те могат да работят в експлозивни среди, където искра може потенциално да има катастрофални последици. Трънките може да са по-стара технология, но далеч не са остарели. Можете да приложите корпуси, съдържащи трънки, към печатни платки (PCB), като използвате автоматизирани машини за поставяне и поставяне.
Следващото ви устройство може да изисква разнообразни интегрални схеми и компоненти, всички от които дебютираха през последните няколко години, но не забравяйте скромния магнитен превключвател. Той изпълнява основната си функция за превключване по брилянтно прост начин. След над 80 години употреба и развитие, можете да разчитате на изпитания дизайн на магнитния превключвател, който ще работи постоянно.
Време на публикуване: 22 април 2024 г.