Reed Switch: 11 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:19

Jazýčkový spínač - ÚVOD

Reed switch byl vynalezen v roce 1936 Walterem B. Ellwoodem v Bell Telephone Labs. Reed Switch se skládá z dvojice feromagnetických (něco tak snadno magnetizovatelného jako železo) pružných kovových kontaktů, typicky slitiny niklu a železa (protože se snadno magnetizují a nezůstávají dlouho magnetizované), oddělených pouze několika mikrony, potaženými odolný kov, jako je Rhodium nebo Ruthenium (Rh, Ru, Ir nebo W) (aby jim poskytly dlouhou životnost při zapnutí a vypnutí) v hermeticky uzavřené (vzduchotěsné) skleněné obálce (aby zůstaly v prachu a špíně volný, uvolnit). Skleněná trubice obsahuje inertní plyn (inertní plyn je plyn, který za určitých daných podmínek nepodléhá chemickým reakcím) typicky dusík nebo v případě vysokého napětí je to jen jednoduché vakuum.

Krok 1:

Při výrobě je na každý konec skleněné trubice vložen kovový rákos a konec trubice je zahříván tak, aby těsnil kolem stopkové části na rákosu. Často se používá infračervené sklo absorbující zelenou barvu, takže infračervený zdroj tepla může koncentrovat teplo v malé těsnicí zóně skleněné trubice. Použité sklo má vysoký elektrický odpor a neobsahuje těkavé složky, jako je oxid olovnatý a fluoridy, které mohou během operace utěsnění kontaminovat kontakty. S vodiči spínače je třeba zacházet opatrně, aby nedošlo k rozbití skleněné obálky.

Když je magnet přiveden do těsné blízkosti kontaktů, generuje se elektromechanické silové pole a tuhé niklové železné čepele se magneticky polarizují a vzájemně se přitahují, čímž se obvod dokončí. Když je magnet odstraněn, spínač se vrátí do otevřeného stavu.

Protože jsou kontakty jazýčkového spínače utěsněny mimo atmosféru, jsou chráněny proti atmosférické korozi. Díky hermetickému utěsnění jazýčkového spínače jsou vhodné pro použití ve výbušném prostředí, kde by malé jiskry z konvenčních spínačů představovaly nebezpečí. Jazýčkový spínač má při sepnutí velmi nízký odpor, typicky až 50 miliohmů, a proto lze říci, že pro jeho ovládání je zapotřebí nulový výkon.

Krok 2: Součásti

Pro tento tutoriál potřebujeme:

- Jazýčkový spínač

- 220Ω odpor

- 100Ω odpor

- VEDENÝ

- Multimetr

- Baterie

- prkénko

- Arduino Nano

- Magnety a

- Několik propojovacích kabelů

Krok 3: Demo

Pomocí multimetru vám ukážu, jak funguje jazýčkový spínač. Když přiblížím magnet k spínači, multimetr ukazuje spojitost, když se kontakt navzájem dotýká k dokončení obvodu. Když je magnet odstraněn, spínač se vrátí do normálně otevřeného stavu.

Krok 4: Typy jazýčkových spínačů

Existují 3 základní typy jazýčkových spínačů:

1. Jeden pól, jeden vrh, normálně otevřený [SPST-NO] (normálně vypnutý)

2. Jeden pól, jeden hod, normálně zavřený [SPST-NC] (normálně zapnuto)

3. Jeden pól, dvojitý vrh [SPDT] (jedna noha je normálně uzavřená a jedna normálně otevřená lze použít střídavě mezi dvěma okruhy)

Ačkoli většina jazýčkových spínačů má dva feromagnetické kontakty, některé mají jeden kontakt, který je feromagnetický a jeden nemagnetický, zatímco některé jako původní jazýčkový spínač Elwood mají tři. Liší se také tvarem a velikostí.

Krok 5: Připojení bez Arduina

Pojďme nejprve vyzkoušet jazýčkový spínač bez Arduina. Připojte sérii LED k jazýčkovému spínači k baterii. Když je magnet přiveden do těsné blízkosti kontaktů, LED se rozsvítí, když se nikl-železné čepele uvnitř spínače navzájem přitahují a dokončují obvod. A když je magnet odstraněn, spínač se vrátí do otevřeného stavu a LED zhasne.

Krok 6: Připojení jazýčkového přepínače k Arduinu

Nyní připojme Reed Switch k Arduinu. Připojte LED k pinu 12 Arduina. Poté připojte jazýčkový spínač ke kolíku číslo 13 a druhý konec uzemněte. Potřebujeme také 100ohm pull-up odpor připojený ke stejnému kolíku, aby umožňoval kontrolovaný tok proudu na digitální vstupní kolík. Pokud chcete, můžete pro toto nastavení použít také vnitřní výsuvný odpor Arduina.

Kód je velmi jednoduchý. Nastavte pin 13 jako Reed_PIN a pin číslo 12 jako LED_PIN. V sekci nastavení nastavte pinový režim Reed_PIN jako vstup a LED_PIN jako výstup. A nakonec v sekci smyčky zapněte LED, když Reed_PIN klesne.

Stejně jako dříve, když je magnet přiveden do těsné blízkosti kontaktů, LED se rozsvítí a když je magnet odstraněn, spínač se vrátí do otevřeného stavu a LED zhasne.

Krok 7: Reed Relay

Další rozšířené použití Reed Switch je při výrobě relé Reed.

V jazýčkovém relé je magnetické pole generováno elektrickým proudem protékajícím provozní cívkou, která je osazena přes „jeden nebo více“jazýčkových spínačů. Proud protékající cívkou ovládá jazýčkový spínač. Tyto cívky mají často mnoho tisíc otáček velmi jemného drátu. Když je na cívku přivedeno provozní napětí, generuje se magnetické pole, které zase sepne spínač stejným způsobem jako permanentní magnet.

Krok 8:

Ve srovnání s relé na bázi kotvy se relé Reed Relay může přepínat mnohem rychleji, protože pohyblivé části jsou malé a lehké (přestože je stále k dispozici odskok spínače). Vyžadují velmi malý provozní výkon a mají nižší kontaktní kapacitu. Jejich současná manipulační kapacita je omezená, ale s odpovídajícími kontaktními materiály jsou vhodné pro aplikace „suchého“spínání. Jsou mechanicky jednoduché, nabízejí vysokou provozní rychlost, dobrý výkon při velmi malých proudech, jsou vysoce spolehlivé a mají dlouhou životnost.

V 70. a 80. letech minulého století byly v telefonních ústřednách použity miliony jazýčkových relé.

Krok 9: Oblasti použití

Téměř všude, kam jdete, najdete poblíž spínač Reed, který tiše plní svou práci. Jazýčkové spínače jsou tak všudypřítomné, že jste v daném okamžiku pravděpodobně nikdy od jednoho vzdáleni více než pár stop. Některé z jejich oblastí použití jsou v:

1. Poplachové systémy proti vloupání do dveří a oken.

2. Jazýčkové přepínače uvedou váš notebook do režimu spánku/hibernace, když je víko zavřené

3. Senzory/indikátor hladiny kapaliny v nádrži - plovoucí magnet slouží k aktivaci spínačů umístěných na různých úrovních.

4. Snímače rychlosti na kolech jízdních kol/ stejnosměrné elektromotory

5. V otočných ramenech myček nádobí zjistíte, kdy se zasekávají

6. Zabraňují spuštění pračky, když je víko otevřené

7. V tepelných vypínačích v elektrických sprchách zastavit ohřev vody na nebezpečné úrovně.

8. Vědí, zda má auto dostatek brzdové kapaliny a zda je váš bezpečnostní pás zapnutý či nikoli.

9. Anemometry s rotujícími kelímky mají uvnitř jazýčkové spínače, které měří rychlost větru.

10. Používají se také v aplikacích, které využívají extrémně nízkého úniku proudu.

11. Staré klávesnice ve vozidlech, průmyslových systémech, domácích spotřebičích, telekomunikacích, zdravotnických zařízeních, telefonech Clamshell a dalších ……

Na straně relé se používají pro automatické střihové sekvence.

Krok 10: Život

Mechanický pohyb rákosí je pod mezí únavy materiálů, takže rákosí se vlivem únavy nerozbije. Opotřebení a životnost jsou téměř zcela závislé na účinku elektrického zatížení na kontakty spolu s materiálem jazýčkového spínače. K opotřebení povrchu kontaktu dochází pouze tehdy, když se kontakty spínače rozepnou nebo sepnou. Z tohoto důvodu výrobci hodnotí životnost spíše v počtu operací než v hodinách či letech. Obecně platí, že vyšší napětí a vyšší proudy způsobují rychlejší opotřebení a kratší životnost.

Skleněná obálka prodloužila jejich životnost a může být poškozena, pokud je jazýčkový spínač vystaven mechanickému namáhání. Jsou levné, trvanlivé a v slaboproudých aplikacích mohou v závislosti na elektrickém zatížení vydržet asi miliardu aktivací.

Krok 11: Díky

Ještě jednou děkuji za kontrolu mého příspěvku. Doufám, že vám to pomůže.

Pokud mě chcete podpořit, přihlaste se k odběru mého kanálu YouTube:

Video:

Podpořte moji práci:

BTC: 35ciN1Z49Y1bReX2U7Etd9hGPWzzzk8TzF

LTC: MQFkVkWimYngMwp5SMuSbMP4ADStjysstm

ETH: 0x939aa4e13ecb4b46663c8017986abc0d204cde60

DOGE: DDe7Fws24zf7acZevoT8uERnmisiHwR5st

TRX: TQJRvEfKc7NibQsuA9nuJhh9irV1CyRmnW

BAT: 0x939aa4e13ecb4b46663c8017986abc0d204cde60

BCH: qrfevmdvmwufpdvh0vpx072z35et2eyefv3fa9fc3z