Hvis du besøker en moderne fabrikk og observerer den fantastiske elektronikken i arbeid i en monteringscelle, vil du se en rekke sensorer utstilt. De fleste av disse sensorene har separate ledninger for positiv spenningsforsyning, jord og signal. Ved å bruke strøm kan en sensor gjøre jobben sin, enten det er å observere tilstedeværelsen av ferromagnetiske metaller i nærheten eller sende en lysstråle ut som en del av anleggets sikkerhetssystem. De ydmyke mekaniske bryterne som utløser disse sensorene, som reed-bryteren, trenger bare to ledninger for å gjøre jobben sin. Disse bryterne aktiveres ved hjelp av magnetiske felt.
Hva er en Reed Switch?
Rørbryteren ble født i 1936. Den var ideen til WB Ellwood ved Bell Telephone Laboratories, og den fikk patent i 1941. Bryteren ser ut som en liten glasskapsel med elektriske ledninger som stikker ut av hver ende.
Hvordan fungerer en reedbryter?
Brytermekanismen består av to ferromagnetiske blader, atskilt med bare noen få mikron. Når en magnet nærmer seg disse bladene, trekker de to bladene mot hverandre. Når de berøres, lukker bladene de normalt åpne (NO) kontaktene, slik at elektrisiteten kan strømme. Noen reed-brytere inneholder også en ikke-ferromagnetisk kontakt, som danner en normalt lukket (NC) utgang. En magnet som nærmer seg vil koble fra kontakten og trekke seg bort fra bryterkontakten.
Kontakter er konstruert av en rekke metaller, inkludert wolfram og rhodium. Noen varianter bruker til og med kvikksølv, som må holdes i riktig retning for å bytte riktig. En glasskonvolutt fylt med inert gass - vanligvis nitrogen - forsegler kontaktene ved et internt trykk under én atmosfære. Forsegling isolerer kontaktene, noe som forhindrer korrosjon og eventuelle gnister som kan oppstå fra kontaktbevegelser.
Reed Switch-applikasjoner i den virkelige verden
Du finner sensorer i dagligdagse ting som biler og vaskemaskiner, men et av de mest fremtredende stedene disse bryteren/sensorene fungerer er i innbruddsalarmer. Faktisk er alarmer en nesten perfekt applikasjon for denne teknologien. Et bevegelig vindu eller dør har en magnet, og sensoren ligger på basen og sender et signal til magneten fjernes. Med vinduet åpent – eller hvis noen klipper ledningen – lyder en alarm.
Selv om innbruddsalarmer er en utmerket bruk for sivbrytere, kan disse enhetene være enda mindre. En miniatyrisert bryter vil passe inn i inntatt medisinsk utstyr kjent som PillCams. Når pasienten svelger den lille sonden, kan legen aktivere den ved hjelp av en magnet utenfor kroppen. Denne forsinkelsen sparer strøm til sonden er plassert riktig, noe som betyr at batteriene ombord kan være enda mindre, en kritisk funksjon i noe som er designet for å reise gjennom et menneskes fordøyelseskanal. I tillegg til den lille størrelsen, illustrerer denne applikasjonen også hvor følsomme de kan være, siden disse sensorene kan fange opp et magnetfelt gjennom menneskekjøtt.
Reed-brytere krever ikke en permanent magnet for å aktivere dem; et elektromagnetrelé kan slå dem på. Siden Bell Labs opprinnelig utviklet disse bryterne, kommer det ikke som noen overraskelse at telefonindustrien brukte reed-reléer for kontroll og minnefunksjoner inntil alt ble digitalt på 1990-tallet. Denne typen reléer utgjør ikke lenger ryggraden i kommunikasjonssystemet vårt, men de er fortsatt vanlige i mange andre applikasjoner i dag.
Fordeler med Reed reléer
Hall-effektsensoren er en solid-state enhet som kan oppdage magnetiske felt, og den er ett alternativ til reed-bryteren. Hall-effekter er absolutt passende for noen applikasjoner, men reed-brytere har overlegen elektrisk isolasjon i forhold til solid-state-motstykket, og de møter mindre elektrisk motstand på grunn av lukkede kontakter. I tillegg kan reed-brytere fungere med en rekke spenninger, belastninger og frekvenser, da bryteren fungerer ganske enkelt som en tilkoblet eller frakoblet ledning. Alternativt trenger du støttekretser for å gjøre det mulig for Hall-sensorer å gjøre jobben sin.
Reed-brytere har utrolig høy pålitelighet for en mekanisk bryter, og de er i stand til å fungere i milliarder av sykluser før de svikter. I tillegg, på grunn av deres forseglede konstruksjon, kan de operere i eksplosive miljøer der en gnist potensielt kan ha katastrofale resultater. Reed-brytere kan være en eldre teknologi, men de er langt fra utdaterte. Du kan bruke pakker som inneholder reed-brytere på trykte kretskort (PCB) ved hjelp av automatiserte pick-and-place-maskiner.
Din neste konstruksjon kan kreve en rekke integrerte kretser og komponenter, som alle har debutert de siste årene, men ikke glem den ydmyke reed-bryteren. Den fullfører sin grunnleggende byttejobb på en strålende enkel måte. Etter over 80 års bruk og utvikling kan du stole på at reed-bryterens utprøvde og ekte design fungerer konsekvent.
Innleggstid: 22. april 2024