Якщо ви відвідаєте сучасну фабрику та поспостерігаєте за дивовижною електронікою, яка працює в монтажній камері, ви побачите різноманітні датчики на дисплеї. Більшість цих датчиків мають окремі дроти для живлення позитивної напруги, заземлення та сигналу. Подача живлення дозволяє датчику виконувати свою роботу, незалежно від того, чи це спостереження за наявністю феромагнітних металів поблизу, чи надсилання світлового променя як частини системи безпеки об’єкта. Скромним механічним перемикачам, які запускають ці датчики, як-от геркон, для роботи потрібні лише два дроти. Ці перемикачі активуються за допомогою магнітних полів.
Що таке герконовий перемикач?
Герконовий перемикач з’явився на світ у 1936 році. Це було дітище WB Ellwood з Bell Telephone Laboratories, і він отримав свій патент у 1941 році. Перемикач виглядає як маленька скляна капсула з електричними проводами, що стирчать з кожного кінця.
Як працює геркон?
Механізм перемикання складається з двох феромагнітних лопатей, розділених лише кількома мікронами. Коли магніт наближається до цих лопатей, дві лопаті тягнуться одна до одної. Після торкання леза замикають нормально відкриті (NO) контакти, дозволяючи електриці протікати. Деякі геркони також містять неферомагнітний контакт, який утворює нормально закритий (NC) вихід. Магніт, що наближається, роз'єднає контакт і відірветься від перемикаючого контакту.
Контакти виготовлені з різних металів, включаючи вольфрам і родій. У деяких різновидах навіть використовується ртуть, яку потрібно тримати в належній орієнтації, щоб правильно перемикатися. Скляна оболонка, наповнена інертним газом, зазвичай азотом, ущільнює контакти за внутрішнього тиску в одну атмосферу. Ущільнення ізолює контакти, що запобігає корозії та будь-яким іскрам, які можуть виникнути внаслідок руху контактів.
Програми Reed Switch у реальному світі
Ви знайдете датчики в повсякденних предметах, як-от автомобілях і пральних машинах, але одним із найпомітніших місць, де працюють ці перемикачі/датчики, є охоронна сигналізація. Насправді сигналізація є майже ідеальним застосуванням цієї технології. У рухомому вікні чи дверях розміщено магніт, а датчик знаходиться на основі, пропускаючи сигнал, поки магніт не буде видалено. Якщо вікно відкрито або хтось переріже дріт, пролунає сигнал тривоги.
Незважаючи на те, що охоронна сигналізація чудово підходить для герконових вимикачів, ці пристрої можуть бути навіть меншими. Мініатюрний перемикач поміститься всередині медичних пристроїв, відомих як PillCams. Коли пацієнт проковтне крихітний зонд, лікар може активувати його за допомогою магніту поза тілом. Ця затримка зберігає енергію, доки зонд не буде розміщено правильно, а це означає, що бортові батареї можуть бути навіть меншими, що є важливою особливістю в тому, що призначено для проходження через травний тракт людини. Крім невеликого розміру, ця програма також демонструє, наскільки вони можуть бути чутливими, оскільки ці датчики можуть вловлювати магнітне поле через людське тіло.
Герконові перемикачі не потребують постійного магніту для їх приведення в дію; їх може вмикати електромагнітне реле. Оскільки Bell Labs спочатку розробила ці комутатори, не дивно, що телефонна промисловість використовувала герконові реле для функцій керування та пам’яті, поки все не стало цифровим у 1990-х роках. Цей тип реле більше не є основою нашої системи зв’язку, але вони все ще поширені в багатьох інших додатках сьогодні.
Переваги герконових реле
Датчик Холла — це твердотільний пристрій, який може виявляти магнітні поля, і це одна з альтернатив геркону. Ефекти Холла, безумовно, підходять для деяких застосувань, але геркони мають кращу електричну ізоляцію, ніж їх твердотільний аналог, і вони стикаються з меншим електричним опором через закриті контакти. Крім того, геркони можуть працювати з різними напругами, навантаженнями та частотами, оскільки вимикач функціонує просто як з’єднаний або від’єднаний провід. Крім того, вам знадобляться допоміжні схеми, щоб дозволити датчикам Холла виконувати свою роботу.
Герконові перемикачі відрізняються неймовірно високою надійністю для механічного перемикача, і вони здатні працювати протягом мільярдів циклів, перш ніж вийти з ладу. Крім того, завдяки своїй герметичній конструкції вони можуть працювати у вибухонебезпечних середовищах, де іскра потенційно може призвести до катастрофічних наслідків. Геркони можуть бути старішою технологією, але вони далеко не застарілі. Ви можете застосувати пакети, що містять геркони, до друкованих плат (PCB) за допомогою автоматизованого механізму вибору та встановлення.
Ваша наступна збірка може вимагати різноманітних інтегральних схем і компонентів, усі з яких дебютували за останні кілька років, але не забудьте скромний геркон. Він виконує свою основну роботу з перемикання надзвичайно просто. Після більш ніж 80 років використання та розвитку ви можете покластися на перевірену та справжню конструкцію герконового перемикача для стабільної роботи.
Час публікації: 22 квітня 2024 р