Si visiteu una fàbrica moderna i observeu l'increïble electrònica en funcionament en una cel·la de muntatge, veureu una varietat de sensors en exposició. La majoria d'aquests sensors tenen cables separats per a l'alimentació de voltatge positiu, la terra i el senyal. L'aplicació d'alimentació 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 reed, només necessiten dos cables per fer la seva feina. Aquests interruptors s'activen mitjançant camps magnètics.
Què és un interruptor Reed?
L'interruptor de canya va néixer el 1936. Va ser una idea de WB Ellwood als Bell Telephone Laboratories, i va obtenir la seva patent el 1941. L'interruptor sembla una petita càpsula de vidre amb cables elèctrics que sobresurten de cada extrem.
Com funciona un interruptor Reed?
El mecanisme de commutació està format per dues fulles ferromagnètiques, separades per només uns pocs micres. Quan un imant s'acosta a aquestes fulles, les dues fulles s'estiren l'una cap a l'altra. Un cop es toquen, 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'acosti desconnectarà el contacte i s'allunyarà del contacte de commutació.
Els contactes es construeixen amb una varietat de metalls, com ara tungstè i rodi. Algunes varietats fins i tot utilitzen mercuri, que s'ha de mantenir en l'orientació adequada per commutar correctament. Un embolcall de vidre ple de gas inert (normalment nitrogen) segella els contactes a una pressió interna inferior a una atmosfera. El segellat aïlla els contactes, cosa que evita la corrosió i qualsevol espurna que pugui sorgir del moviment dels contactes.
Aplicacions dels interruptors Reed al món real
Trobareu sensors en articles quotidians com ara cotxes i rentadores, però un dels llocs més destacats on funcionen aquests interruptors/sensors és en 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, transmetent un senyal fins que l'imant es retira. Amb la finestra oberta, o si algú talla el cable, sonarà una alarma.
Tot i que les alarmes antirobatori són un ús excel·lent per als interruptors de canya, aquests dispositius poden ser encara més petits. Un interruptor miniaturitzat encaixarà dins de dispositius mèdics ingerits coneguts com a PillCams. Un cop el pacient s'empassa la petita sonda, el metge la pot activar mitjançant un imant fora del cos. Aquest retard conserva energia fins que la sonda es col·loca correctament, cosa que significa que les bateries integrades poden ser encara més petites, una característica crítica en quelcom que està dissenyat per viatjar pel tracte digestiu d'un humà. A més de la seva petita mida, aquesta aplicació també il·lustra la seva sensibilitat, 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 activar-los; un relé electromagnètic els pot activar. Com que Bell Labs va desenvolupar inicialment aquests interruptors, no és estrany que la indústria telefònica utilitzés relés de canya per a funcions de control i memòria fins que tot es va digitalitzar a la dècada de 1990. Aquest tipus de relé ja no forma la columna vertebral del nostre sistema de comunicació, però encara són habituals en moltes altres aplicacions avui dia.
Avantatges dels relés Reed
El sensor d'efecte Hall és un dispositiu d'estat sòlid que pot detectar camps magnètics, i és una alternativa a l'interruptor reed. Els efectes Hall són sens dubte apropiats per a algunes aplicacions, però els interruptors reed 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 reed 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 presenten una fiabilitat increïblement alta per a un interruptor mecànic, i són capaços de funcionar durant milers de milions de cicles abans de fallar. A més, a causa de la seva construcció segellada, poden operar 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 automatitzada de recollida i col·locació.
La vostra propera construcció pot requerir una varietat de circuits i components integrats, tots els quals han debutat en els darrers anys, però no us oblideu de l'humil interruptor reed. Completa la seva tasca bàsica de commutació d'una manera brillantment senzilla. Després de més de 80 anys d'ús i desenvolupament, podeu confiar en el disseny provat i autèntic de l'interruptor reed per funcionar de manera consistent.
Data de publicació: 22 d'abril de 2024