Jos vierailet modernissa tehtaassa ja tarkkailet hämmästyttävää elektroniikkaa kokoonpanosolussa, näet erilaisia antureita esillä. Useimmissa näistä antureista on erilliset johdot positiiviselle jännitteelle, maadoitukselle ja signaalille. Tehon avulla anturi voi tehdä työnsä, olipa kyseessä ferromagneettisten metallien havaitseminen lähellä tai valonsäteen lähettäminen osana laitoksen turvajärjestelmää. Nämä anturit laukaisevat vaatimattomat mekaaniset kytkimet, kuten reed-kytkin, tarvitsevat vain kaksi johtoa tehdäkseen työnsä. Nämä kytkimet aktivoituvat magneettikenttien avulla.
Mikä on Reed Switch?
Reed-kytkin syntyi vuonna 1936. Sen on kehittänyt WB Ellwood Bell Telephone Laboratoriesissa, ja se ansaitsi patenttinsa vuonna 1941. Kytkin näyttää pieneltä lasikapselilta, jonka kummastakin päästä työntyy ulos sähköjohdot.
Kuinka Reed-kytkin toimii?
Kytkinmekanismi koostuu kahdesta ferromagneettisesta terästä, joita erottaa vain muutama mikroni. Kun magneetti lähestyy näitä teriä, kaksi terää vetäytyvät toisiaan kohti. Kun terät kosketetaan, ne sulkevat normaalisti avoimet (NO) koskettimet, jolloin sähkö pääsee virtaamaan. Jotkut reed-kytkimet sisältävät myös ei-ferromagneettisen koskettimen, joka muodostaa normaalisti suljetun (NC) lähdön. Lähestyvä magneetti katkaisee koskettimen ja vetää pois kytkentäkoskettimesta.
Koskettimet on valmistettu useista metalleista, mukaan lukien volframi ja rodium. Jotkut lajikkeet käyttävät jopa elohopeaa, joka on pidettävä oikeassa asennossa, jotta se vaihtaa oikein. Lasivaippa, joka on täytetty inertillä kaasulla – tavallisesti typellä – sulkee koskettimet sisäisessä paineessa yhden ilmakehän alla. Tiivistys eristää koskettimet, mikä estää korroosiota ja kipinöitä, jotka voivat aiheutua koskettimien liikkumisesta.
Reed Switch -sovellukset todellisessa maailmassa
Löydät antureita jokapäiväisistä tavaroista, kuten autoista ja pesukoneista, mutta yksi näkyvimmistä paikoista, joissa nämä kytkimet/anturit toimivat, on murtohälyttimet. Itse asiassa hälytykset ovat lähes täydellinen sovellus tälle tekniikalle. Siirrettävässä ikkunassa tai ovessa on magneetti, ja anturi sijaitsee alustassa ja välittää signaalia magneetin poistamiseen asti. Kun ikkuna on auki – tai jos joku katkaisee johdon – kuuluu hälytys.
Vaikka murtohälyttimet ovat erinomainen käyttökohde kailikytkimille, nämä laitteet voivat olla jopa pienempiä. Pienoistettu kytkin sopii nieltyihin lääketieteellisiin laitteisiin, jotka tunnetaan nimellä PillCams. Kun potilas on niellyt pienen anturin, lääkäri voi aktivoida sen kehon ulkopuolella olevan magneetin avulla. Tämä viive säästää virtaa, kunnes anturi asetetaan oikein, mikä tarkoittaa, että koneen akut voivat olla vielä pienempiä, mikä on kriittinen ominaisuus jossain, joka on suunniteltu kulkemaan ihmisen ruoansulatuskanavan läpi. Pienen kokonsa lisäksi tämä sovellus havainnollistaa myös, kuinka herkkiä ne voivat olla, sillä nämä anturit voivat poimia magneettikentän ihmislihan läpi.
Reed-kytkimet eivät vaadi kestomagneettia niiden aktivoimiseksi; sähkömagneettirele voi kytkeä ne päälle. Koska Bell Labs kehitti nämä kytkimet alun perin, ei ole yllättävää, että puhelinteollisuus käytti reed-releitä ohjaus- ja muistitoimintoihin, kunnes kaikki muuttui digitaaliseksi 1990-luvulla. Tämäntyyppiset releet eivät enää muodosta viestintäjärjestelmämme selkäranka, mutta ne ovat edelleen yleisiä monissa muissa sovelluksissa nykyään.
Reed-releiden edut
Hall-anturi on puolijohdelaite, joka pystyy havaitsemaan magneettikenttiä, ja se on yksi vaihtoehto reed-kytkimelle. Hall-efektit ovat varmasti sopivia joihinkin sovelluksiin, mutta kielikytkimillä on parempi sähköinen eristys kuin solid-state-vastineensa, ja niillä on pienempi sähkövastus suljettujen koskettimien vuoksi. Lisäksi kielikytkimet voivat toimia useilla jännitteillä, kuormilla ja taajuuksilla, koska kytkin toimii yksinkertaisesti kytkettynä tai irrotettuna johtona. Vaihtoehtoisesti tarvitset tukipiirejä, jotta Hall-anturit voivat tehdä työnsä.
Reed-kytkimet ovat mekaanisen kytkimen uskomattoman luotettavia, ja ne pystyvät toimimaan miljardeja jaksoja ennen kuin ne epäonnistuvat. Lisäksi tiiviin rakenteensa ansiosta ne voivat toimia räjähdysalttiissa ympäristössä, jossa kipinällä voi olla tuhoisia seurauksia. Reed-kytkimet voivat olla vanhempaa tekniikkaa, mutta ne eivät ole kaukana vanhentuneita. Reed-kytkimiä sisältäviä pakkauksia voi kiinnittää piirilevyille (PCB) automatisoidulla keräilykoneistolla.
Seuraava versiosi saattaa vaatia erilaisia integroituja piirejä ja komponentteja, jotka kaikki debytoivat muutaman viime vuoden aikana, mutta älä unohda vaatimatonta reed-kytkintä. Se suorittaa peruskytkentätyönsä loistavasti yksinkertaisella tavalla. Yli 80 vuoden käytön ja kehityksen jälkeen voit luottaa siihen, että kielikytkimen kokeiltu ja todellinen muotoilu toimii jatkuvasti.
Postitusaika: 22.4.2024