Si visiteu una fàbrica moderna i observeu l'electrònica increïble que funciona en una cel·la de muntatge, veureu una varietat de sensors a la pantalla. La majoria d'aquests sensors tenen cables separats per al subministrament de tensió positiva, terra i senyal. L'aplicació d'energia permet que un sensor faci la seva feina, ja sigui observant la presència de metalls ferromagnètics a prop o enviant un feix de llum com a part del sistema de seguretat de la instal·lació. Els humils interruptors mecànics que activen aquests sensors, com l'interruptor de canya, només necessiten dos cables per fer la seva feina. Aquests interruptors s'activen mitjançant camps magnètics.
Què és un interruptor de canya?
L'interruptor de canya va néixer l'any 1936. Va ser una creació de WB Ellwood als laboratoris de Bell Telephone, i va obtenir la seva patent el 1941. L'interruptor sembla una petita càpsula de vidre amb cables elèctrics sortint de cada extrem.
Com funciona un interruptor de canya?
El mecanisme de commutació està format per dues fulles ferromagnètiques, separades només per unes poques micres. Quan un imant s'acosta a aquestes fulles, les dues tires l'una cap a l'altra. Un cop tocant, les fulles tanquen els contactes normalment oberts (NO), permetent que l'electricitat flueixi. Alguns interruptors de canya també contenen un contacte no ferromagnètic, que forma una sortida normalment tancada (NC). Un imant que s'acosta desconnectarà el contacte i s'allunyarà del contacte de commutació.
Els contactes es construeixen amb una varietat de metalls, inclosos el tungstè i el rodi. Algunes varietats fins i tot utilitzen mercuri, que s'ha de mantenir en l'orientació adequada per canviar correctament. Un embolcall de vidre ple de gas inert, normalment nitrogen, segella els contactes a una pressió interna sota una atmosfera. El segellat aïlla els contactes, la qual cosa evita la corrosió i les espurnes que puguin derivar-se del moviment del contacte.
Aplicacions de Reed Switch al món real
Trobareu sensors en articles quotidians com ara cotxes i rentadores, però un dels llocs més destacats en què funcionen aquests interruptors/sensors és a les alarmes antirobatori. De fet, les alarmes són una aplicació gairebé perfecta per a aquesta tecnologia. Una finestra o porta mòbil allotja un imant, i el sensor resideix a la base, passant un senyal fins a l'eliminació de l'imant. Amb la finestra oberta, o si algú talla el cable, sonarà una alarma.
Tot i que les alarmes antirobatoris són un ús excel·lent per als interruptors de canya, aquests dispositius poden ser encara més petits. Un interruptor miniaturitzat s'adaptarà als dispositius mèdics ingerits coneguts com PillCams. Una vegada que el pacient s'empassa la petita sonda, el metge pot activar-la mitjançant un imant fora del cos. Aquest retard estalvia energia fins que la sonda es col·loca correctament, el que significa que les bateries a bord poden ser encara més petites, una característica crítica en alguna cosa dissenyada per viatjar a través del tracte digestiu d'un humà. A més de la seva petita mida, aquesta aplicació també il·lustra la sensibilitat que poden ser, ja que aquests sensors poden captar un camp magnètic a través de la carn humana.
Els interruptors de canya no requereixen un imant permanent per accionar-los; un relé electroimant els pot encendre. Com que Bell Labs va desenvolupar inicialment aquests interruptors, no sorprèn que la indústria telefònica utilitzés relés de canya per a funcions de control i memòria fins que tot es va convertir en digital als anys noranta. Aquest tipus de relés ja no constitueixen la columna vertebral del nostre sistema de comunicació, però avui dia encara són habituals en moltes altres aplicacions.
Avantatges dels relés de canya
El sensor d'efecte Hall és un dispositiu d'estat sòlid que pot detectar camps magnètics i és una alternativa a l'interruptor de canya. Sens dubte, els efectes Hall són adequats per a algunes aplicacions, però els interruptors de canya presenten un aïllament elèctric superior al seu homòleg d'estat sòlid i s'enfronten a menys resistència elèctrica a causa dels contactes tancats. A més, els interruptors de canya poden funcionar amb una varietat de voltatges, càrregues i freqüències, ja que l'interruptor funciona simplement com un cable connectat o desconnectat. Alternativament, necessitareu circuits de suport per permetre que els sensors Hall facin la seva feina.
Els interruptors de canya tenen una fiabilitat increïblement alta per a un interruptor mecànic i poden funcionar durant milers de milions de cicles abans de fallar. A més, a causa de la seva construcció segellada, poden funcionar en entorns explosius on una espurna podria tenir resultats desastrosos. Els interruptors de canya poden ser una tecnologia més antiga, però estan lluny de ser obsolets. Podeu aplicar paquets que contenen interruptors de canya a plaques de circuits impresos (PCB) mitjançant maquinària automàtica de recollida i col·locació.
La vostra propera construcció pot requerir una varietat de circuits i components integrats, tots els quals van debutar en els últims anys, però no us oblideu de l'humil interruptor de canya. Completa el seu treball bàsic de canvi d'una manera brillantment senzilla. Després de més de 80 anys d'ús i desenvolupament, podeu confiar en el disseny provat i veritable de l'interruptor de canya per funcionar de manera coherent.
Hora de publicació: 22-abril-2024