Hvis du besøger en moderne fabrik og observerer den fantastiske elektronik i arbejde i en samlecelle, vil du se en række forskellige sensorer udstillet. De fleste af disse sensorer har separate ledninger til positiv spændingsforsyning, jord og signal. Ved at tilføre strøm kan en sensor udføre sit arbejde, uanset om det er at observere tilstedeværelsen af ferromagnetiske metaller i nærheden eller sende en lysstråle ud som en del af anlæggets sikkerhedssystem. De ydmyge mekaniske kontakter, der udløser disse sensorer, som reed-kontakten, behøver kun to ledninger for at udføre deres arbejde. Disse kontakter aktiveres ved hjælp af magnetiske felter.
Hvad er en Reed Switch?
Reed-kontakten blev født i 1936. Den var udtænkt af WB Ellwood på Bell Telephone Laboratories, og den fik sit patent i 1941. Kontakten ligner en lille glaskapsel med elektriske ledninger, der stikker ud af hver ende.
Hvordan virker en Reed Switch?
Omskiftningsmekanismen består af to ferromagnetiske blade, der kun er adskilt med nogle få mikron. Når en magnet nærmer sig disse blade, trækker de to blade mod hinanden. Efter berøring lukker knivene de normalt åbne (NO) kontakter, så elektriciteten kan flyde. Nogle reed-kontakter indeholder også en ikke-ferromagnetisk kontakt, som danner en normalt lukket (NC) udgang. En nærgående magnet vil afbryde kontakten og trække sig væk fra omskifterkontakten.
Kontakter er konstrueret af en række forskellige metaller, herunder wolfram og rhodium. Nogle sorter bruger endda kviksølv, som skal holdes i den rigtige retning for at skifte korrekt. En glaskappe fyldt med inert gas - almindeligvis nitrogen - forsegler kontakterne ved et internt tryk under én atmosfære. Forsegling isolerer kontakterne, hvilket forhindrer korrosion og eventuelle gnister, der kan opstå fra kontaktbevægelser.
Reed Switch-applikationer i den virkelige verden
Du finder sensorer i hverdagsting som biler og vaskemaskiner, men et af de mest fremtrædende steder, disse kontakt/sensorer fungerer, er i tyverialarmer. Faktisk er alarmer en næsten perfekt applikation til denne teknologi. Et bevægeligt vindue eller en dør rummer en magnet, og sensoren sidder på bunden og sender et signal, indtil magneten fjernes. Med vinduet åbent - eller hvis nogen klipper ledningen - lyder en alarm.
Selvom tyverialarmer er en glimrende brug for reed-kontakter, kan disse enheder være endnu mindre. En miniaturiseret switch vil passe ind i indtaget medicinsk udstyr kendt som PillCams. Når patienten sluger den lille sonde, kan lægen aktivere den ved hjælp af en magnet uden for kroppen. Denne forsinkelse sparer strøm, indtil sonden er placeret korrekt, hvilket betyder, at batterierne ombord kan være endnu mindre, en kritisk funktion i noget, der er designet til at rejse gennem et menneskes fordøjelseskanal. Udover sin lille størrelse illustrerer denne applikation også, hvor følsomme de kan være, da disse sensorer kan opfange et magnetfelt gennem menneskekød.
Reed-kontakter kræver ikke en permanent magnet for at aktivere dem; et elektromagnetrelæ kan tænde dem. Da Bell Labs oprindeligt udviklede disse switches, kommer det ikke som nogen overraskelse, at telefonindustrien brugte reed-relæer til kontrol- og hukommelsesfunktioner, indtil alt blev digitalt i 1990'erne. Denne type relæer udgør ikke længere rygraden i vores kommunikationssystem, men de er stadig almindelige i mange andre applikationer i dag.
Fordele ved Reed Relæer
Hall-effektsensoren er en solid state-enhed, der kan detektere magnetiske felter, og den er et alternativ til reed-kontakten. Hall-effekter er bestemt passende til nogle applikationer, men reed-afbrydere har overlegen elektrisk isolation i forhold til deres solid-state-modstykke, og de står over for mindre elektrisk modstand på grund af lukkede kontakter. Derudover kan reed-afbrydere arbejde med en række forskellige spændinger, belastninger og frekvenser, da kontakten simpelthen fungerer som en tilsluttet eller afbrudt ledning. Alternativt skal du bruge understøttende kredsløb for at sætte Hall-sensorer i stand til at udføre deres arbejde.
Reed-kontakter har utrolig høj pålidelighed for en mekanisk kontakt, og de er i stand til at fungere i milliarder af cyklusser, før de svigter. På grund af deres forseglede konstruktion kan de desuden fungere i eksplosive miljøer, hvor en gnist potentielt kan have katastrofale resultater. Reed switches kan være en ældre teknologi, men de er langt fra forældede. Du kan anvende pakker, der indeholder reed-afbrydere, på printplader (PCB'er) ved hjælp af automatiserede pick-and-place-maskiner.
Din næste build kræver muligvis en række integrerede kredsløb og komponenter, som alle debuterede i de sidste par år, men glem ikke den ydmyge reed switch. Den fuldfører sit grundlæggende skiftejob på en strålende enkel måde. Efter mere end 80 års brug og udvikling kan du stole på, at reed switchens gennemprøvede og ægte design fungerer konsekvent.
Indlægstid: 22-apr-2024