Se visitas unha fábrica moderna e observas os incribles sistemas electrónicos en funcionamento nunha cela de montaxe, verás unha variedade de sensores expostos. A maioría destes sensores teñen cables separados para a subministración de tensión positiva, a terra e o sinal. Aplicar enerxía permite que un sensor faga o seu traballo, xa sexa observando a presenza de metais ferromagnéticos nas proximidades ou enviando un raio de luz como parte do sistema de seguridade das instalacións. Os humildes interruptores mecánicos que activan estes sensores, como o interruptor reed, só precisan dous cables para facer o seu traballo. Estes interruptores actívanse mediante campos magnéticos.
Que é un interruptor Reed?
O interruptor de láminas naceu en 1936. Foi unha idea orixinal de WB Ellwood nos Laboratorios Telefónicos Bell e obtivo a súa patente en 1941. O interruptor semella unha pequena cápsula de vidro con cables eléctricos que sobresaen por cada extremo.
Como funciona un interruptor Reed?
O mecanismo de conmutación está composto por dúas láminas ferromagnéticas, separadas por só uns poucos micróns. Cando un imán se achega a estas láminas, as dúas láminas tiran unha cara á outra. Ao tocarse, as láminas pechan os contactos normalmente abertos (NA), o que permite que a electricidade flúa. Algúns interruptores reed tamén conteñen un contacto non ferromagnético, que forma unha saída normalmente pechada (NC). Un imán que se achegue desconectará o contacto e afastarase do contacto de conmutación.
Os contactos están construídos con diversos metais, como o tungsteno e o rodio. Algunhas variedades incluso empregan mercurio, que debe manterse na orientación correcta para que conmute correctamente. Unha envoltura de vidro chea de gas inerte (normalmente nitróxeno) sela os contactos a unha presión interna inferior a unha atmosfera. O selado illa os contactos, o que evita a corrosión e calquera faísca que poida producirse polo movemento dos contactos.
Aplicacións dos interruptores Reed no mundo real
Atoparás sensores en artigos cotiáns como coches e lavadoras, pero un dos lugares máis destacados onde funcionan estes interruptores/sensores é nas alarmas antirroubo. De feito, as alarmas son unha aplicación case perfecta para esta tecnoloxía. Unha xanela ou porta móbil alberga un imán, e o sensor reside na base, enviando un sinal ata que se retira o imán. Coa xanela aberta (ou se alguén corta o cable), soará unha alarma.
Aínda que as alarmas antirroubo son un uso excelente para os interruptores de láminas, estes dispositivos poden ser aínda máis pequenos. Un interruptor miniaturizado encaixará dentro de dispositivos médicos inxeridos coñecidos como PillCams. Unha vez que o paciente traga a pequena sonda, o médico pode activala usando un imán fóra do corpo. Este atraso conserva enerxía ata que a sonda se coloca correctamente, o que significa que as baterías integradas poden ser aínda máis pequenas, unha característica fundamental en algo que está deseñado para viaxar polo tracto dixestivo dun humano. Ademais do seu pequeno tamaño, esta aplicación tamén ilustra o sensibles que poden ser, xa que estes sensores poden captar un campo magnético a través da carne humana.
Os interruptores Reed non requiren un imán permanente para activalos; un relé electromagnético pode activalos. Dado que Bell Labs desenvolveu inicialmente estes interruptores, non é de estrañar que a industria telefónica utilizase relés Reed para funcións de control e memoria ata que todo se volveu dixital na década de 1990. Este tipo de relé xa non constitúe a columna vertebral do noso sistema de comunicación, pero seguen sendo comúns en moitas outras aplicacións na actualidade.
Vantaxes dos relés Reed
O sensor de efecto Hall é un dispositivo de estado sólido que pode detectar campos magnéticos e é unha alternativa ao interruptor de láminas. Os efectos Hall son certamente axeitados para algunhas aplicacións, pero os interruptores de láminas presentan un illamento eléctrico superior aos seus homólogos de estado sólido e enfróntanse a menos resistencia eléctrica debido aos contactos pechados. Ademais, os interruptores de láminas poden funcionar cunha variedade de voltaxes, cargas e frecuencias, xa que o interruptor funciona simplemente como un cable conectado ou desconectado. Alternativamente, necesitarás circuítos de soporte para permitir que os sensores Hall fagan o seu traballo.
Os interruptores Reed presentan unha fiabilidade incriblemente alta para un interruptor mecánico e son capaces de funcionar durante miles de millóns de ciclos antes de fallar. Ademais, debido á súa construción selada, poden operar en ambientes explosivos onde unha faísca podería ter resultados desastrosos. Os interruptores Reed poden ser unha tecnoloxía máis antiga, pero están lonxe de ser obsoletos. Podes aplicar paquetes que conteñen interruptores Reed a placas de circuítos impresos (PCB) usando maquinaria automatizada de recollida e colocación.
A túa próxima construción pode requirir unha variedade de circuítos e compoñentes integrados, todos os cales debutaron nos últimos anos, pero non te esquezas do humilde interruptor reed. Completa a súa función básica de conmutación dun xeito brillantemente sinxelo. Despois de máis de 80 anos de uso e desenvolvemento, podes confiar no deseño probado e verdadeiro do interruptor reed para funcionar de forma consistente.
Data de publicación: 22 de abril de 2024