Se visiti una fabbrica moderna e osservi la straordinaria elettronica al lavoro in una cella di montaggio, vedrai una varietà di sensori in mostra. La maggior parte di questi sensori ha fili separati per alimentazione, terra e segnale di tensione positiva. L'applicazione del potere consente a un sensore di fare il proprio lavoro, sia che si tratti di osservare la presenza di metalli ferromagnetici nelle vicinanze o di inviare un raggio di luce come parte del sistema di sicurezza della struttura. Gli umili interruttori meccanici che attivano questi sensori, come l'interruttore della canna, hanno solo bisogno di due fili per fare il lavoro. Questi interruttori si attivano usando campi magnetici.
Cos'è un interruttore Reed?
L'interruttore Reed nacque nel 1936. Fu un'idea di WB Ellwood ai Bell Telephone Laboratories e si guadagnò il brevetto nel 1941. L'interruttore sembra una piccola capsula di vetro con cavi elettrici che spuntano da ogni estremità.
Come funziona un switch Reed?
Il meccanismo di commutazione è composto da due pale ferromagnetiche, separate da solo pochi micron. Quando un magnete si avvicina a queste lame, le due lame si tirano l'una verso l'altra. Una volta toccanti, le lame chiudono i contatti normalmente aperti (no), consentendo al flusso di elettricità. Alcuni interruttori di canna contengono anche un contatto non ferromagnetico, che forma un'uscita normalmente chiusa (NC). Un magnete in avvicinamento disconnetterà il contatto e si allontanerà dal contatto di commutazione.
I contatti sono costruiti da una varietà di metalli, tra cui tungsteno e rodio. Alcune varietà usano persino il mercurio, che deve essere mantenuto nel corretto orientamento per cambiare correttamente. Una busta di vetro riempita con gas inerte - azoto comune - sigilla i contatti a una pressione interna sotto un'atmosfera. La sigillatura isola i contatti, che impediscono la corrosione e tutte le scintille che potrebbero derivare dal movimento dei contatti.
Reed Switch Applications nel mondo reale
Troverai sensori negli articoli di tutti i giorni come auto e lavatrici, ma uno dei luoghi più importanti che operano questi switch/sensori è in allarme ladro. In effetti, gli allarmi sono un'applicazione quasi perfetta per questa tecnologia. Una finestra o una porta mobile ospita un magnete e il sensore risiede sulla base, passando un segnale fino alla rimozione del magnete. Con la finestra aperta, o se qualcuno taglia il filo, suonerà un allarme.
Sebbene gli allarmi antifurto sono un uso eccellente per gli switch di Reed, questi dispositivi possono essere ancora più piccoli. Un interruttore miniaturizzato si adatta ai dispositivi medici ingeriti noti come Pillcams. Una volta che il paziente ingoia la minuscola sonda, il medico può attivarlo usando un magnete al di fuori del corpo. Questo ritardo conserva la potenza fino a quando la sonda non viene posizionata correttamente, il che significa che le batterie a bordo possono essere ancora più piccole, una caratteristica fondamentale in qualcosa che è progettato per viaggiare attraverso il tratto digestivo di un essere umano. Oltre alle sue dimensioni ridotte, questa applicazione illustra anche quanto possano essere sensibili, poiché questi sensori possono raccogliere un campo magnetico attraverso la carne umana.
Gli interruttori di Reed non richiedono un magnete permanente per attivarli; Un relè elettromagnete può accendere. Poiché Bell Labs inizialmente ha sviluppato questi switch, non sorprende che l'industria telefonica abbia utilizzato relè Reed per le funzioni di controllo e di memoria fino a quando tutto è diventato digitale negli anni '90. Questo tipo di relè non forma più la spina dorsale del nostro sistema di comunicazione, ma oggi sono ancora comuni in molte altre applicazioni.
Vantaggi dei relè Reed
Il sensore dell'effetto Hall è un dispositivo a stato solido in grado di rilevare campi magnetici ed è un'alternativa all'interruttore Reed. Gli effetti della Hall sono certamente appropriati per alcune applicazioni, ma gli interruttori di canna presentano un isolamento elettrico superiore alla loro controparte a stato solido e affrontano meno resistenza elettrica a causa dei contatti chiusi. Inoltre, gli interruttori di canna possono funzionare con una varietà di tensioni, carichi e frequenze, poiché l'interruttore funziona semplicemente come un filo collegato o disconnesso. In alternativa, avrai bisogno di circuiti di supporto per consentire ai sensori di Hall di fare il loro lavoro.
Gli switch Reed presentano un'affidabilità incredibilmente elevata per un interruttore meccanico e sono in grado di funzionare per miliardi di cicli prima di fallire. Inoltre, a causa della loro costruzione sigillata, possono operare in ambienti esplosivi in cui una scintilla potrebbe potenzialmente avere risultati disastrosi. Gli switch Reed possono essere una tecnologia più anziana, ma sono tutt'altro che obsoleti. È possibile applicare pacchetti contenenti switch di reed ai circuiti stampati (PCB) utilizzando macchinari di pick-and-place automatizzati.
La tua prossima build potrebbe richiedere una varietà di circuiti e componenti integrati, che hanno debuttato negli ultimi anni, ma non dimenticare l'umile switch Reed. Completa il suo lavoro di commutazione di base in un modo brillantemente semplice. Dopo oltre 80 anni di utilizzo e sviluppo, puoi fare affidamento sul design provato e vero del Reed Switch per funzionare in modo coerente.
Tempo post: aprile-22-2024