Interruttore Reed: 11 Passi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

Interruttore reed - INTRODUZIONE

L'interruttore Reed è stato inventato nel 1936 da Walter B. Ellwood nei Bell Telephone Labs. Reed Switch è costituito da una coppia di contatti metallici flessibili ferromagnetici (qualcosa di facile da magnetizzare come il ferro) tipicamente in lega di nichel-ferro (in quanto sono facili da magnetizzare e non rimangono magnetizzati a lungo) separati solo da pochi micron, rivestiti con un metallo resistente come il rodio o il rutenio (Rh, Ru, Ir o W) (per dare loro una lunga vita quando si accendono e si spengono) in una busta di vetro ermeticamente sigillata (ermetica) (per tenerli polvere e sporco gratuito). Il tubo di vetro contiene un gas inerte (Un gas inerte è un gas che non subisce reazioni chimiche in un insieme di condizioni date) tipicamente Azoto o nel caso di alta tensione si tratta solo di un semplice vuoto.

Passo 1:

Nella produzione, una lamella metallica viene inserita in ciascuna estremità di un tubo di vetro e l'estremità del tubo viene riscaldata in modo che si chiuda attorno a una porzione di gambo sulla canna. Viene spesso utilizzato un vetro ad assorbimento di infrarossi di colore verde, quindi una fonte di calore a infrarossi può concentrare il calore nella piccola zona di tenuta del tubo di vetro. Il vetro utilizzato è di elevata resistenza elettrica e non contiene componenti volatili quali ossido di piombo e fluoruri che possono contaminare i contatti durante l'operazione di sigillatura. I cavi dell'interruttore devono essere maneggiati con cura per evitare di rompere l'involucro di vetro.

Quando un magnete viene portato in prossimità dei contatti, viene generato un campo di forza elettromeccanico e le lame rigide in ferro nichelato si polarizzano magneticamente e si attraggono l'una con l'altra, completando il circuito. Quando il magnete viene rimosso, l'interruttore torna allo stato aperto.

Poiché i contatti dell'interruttore Reed sono sigillati lontano dall'atmosfera, sono protetti dalla corrosione atmosferica. La chiusura ermetica di un interruttore reed li rende adatti all'uso in atmosfere esplosive dove piccole scintille provenienti da interruttori convenzionali costituirebbero un pericolo. Un interruttore Reed ha una resistenza molto bassa quando è chiuso, tipicamente fino a 50 milliohm, quindi si può dire che un interruttore Reed richieda zero potenza per azionarlo.

Passaggio 2: componenti

Per questo tutorial abbiamo bisogno di:

- Interruttore Reed

- Resistenza da 220Ω

- Resistenza da 100Ω

- GUIDATO

- Multimetro

- Batteria

- Tagliere

- Arduino Nano

- Magneti e

- Pochi cavi di collegamento

Passaggio 3: dimostrazione

Usando un multimetro ti mostrerò come funziona un interruttore Reed. Quando avvicino un magnete all'interruttore, il multimetro mostra una continuità mentre i contatti si toccano per completare il circuito. Quando il magnete viene rimosso, l'interruttore ritorna al suo stato normalmente aperto.

Passaggio 4: tipi di interruttori Reed

Esistono 3 tipi fondamentali di interruttori Reed:

1. Polo singolo, lancio singolo, normalmente aperto [SPST-NO] (normalmente spento)

2. Unipolare, Singolo Tiro, Normalmente Chiuso [SPST-NC] (normalmente acceso)

3. Singolo polo, doppia gittata [SPDT] (una gamba è normalmente chiusa e una normalmente aperta può essere usata alternativamente tra due circuiti)

Sebbene la maggior parte degli interruttori reed abbia due contatti ferromagnetici, alcuni hanno un contatto ferromagnetico e uno non magnetico, mentre alcuni come l'interruttore reed originale Elwood ne hanno tre. Variano anche in forme e dimensioni.

Passaggio 5: connessione senza Arduino

Per prima cosa testiamo l'interruttore Reed senza un Arduino. Collegare un LED in serie con l'interruttore Reed a una batteria. Quando un magnete viene portato in prossimità dei contatti, il LED si accende quando le lamelle di nichel all'interno dell'interruttore si attraggono, completando il circuito. E, quando il magnete viene rimosso, l'interruttore torna allo stato aperto e il LED si spegne.

Passaggio 6: collegamento dell'interruttore Reed ad Arduino

Ora, colleghiamo il Reed Switch a un Arduino. Collega il LED al pin 12 di Arduino. Quindi collegare l'interruttore Reed al pin numero 13 e mettere a terra l'altra estremità. Abbiamo anche bisogno di un resistore di pull-up da 100 ohm collegato allo stesso pin per consentire un flusso controllato di corrente al pin di ingresso digitale. Se lo desideri, puoi anche utilizzare la resistenza di pull-up interna di Arduino per questa configurazione.

Il codice è molto semplice. Imposta il pin numero 13 come Reed_PIN e il pin numero 12 come LED_PIN. Nella sezione setup, imposta la modalità pin di Reed_PIN come input e LED_PIN come output. E infine nella sezione loop, accendi il LED quando Reed_PIN va basso.

Come prima, quando un magnete viene portato in prossimità dei contatti, il LED si accende e, quando il magnete viene rimosso, l'interruttore torna nello stato aperto e il LED si spegne.

Passaggio 7: relè reed

Un altro uso diffuso di Reed Switch è nella produzione di Reed Relay.

In un relè Reed il campo magnetico è generato da una corrente elettrica che scorre attraverso una bobina di azionamento che è montata su "uno o più" interruttori Reed. La corrente che scorre nella bobina aziona l'interruttore Reed. Queste bobine hanno spesso molte migliaia di spire di filo molto sottile. Quando viene applicata la tensione di esercizio alla bobina viene generato un campo magnetico che a sua volta chiude l'interruttore allo stesso modo del magnete permanente.

Passaggio 8:

Rispetto ai relè basati sull'armatura, i relè Reed possono commutare molto più velocemente, poiché le parti mobili sono piccole e leggere (sebbene il rimbalzo dell'interruttore sia ancora presente). Richiedono una potenza operativa molto inferiore e hanno una capacità di contatto inferiore. La loro capacità di gestione della corrente è limitata ma, con materiali di contatto appropriati, sono adatti per applicazioni di commutazione "a secco". Sono meccanicamente semplici, offrono un'elevata velocità di funzionamento, buone prestazioni con correnti molto piccole, altamente affidabili e di lunga durata.

Milioni di relè reed sono stati utilizzati nelle centrali telefoniche negli anni '70 e '80.

Passaggio 9: aree di applicazione

Ovunque tu vada, troverai un interruttore a lamella nelle vicinanze che sta tranquillamente facendo il suo lavoro. Gli interruttori Reed sono così pervasivi che probabilmente non sei mai a più di pochi metri di distanza da uno in un dato momento. Alcuni dei loro campi di applicazione sono in:

1. Sistemi antintrusione per porte e finestre.

2. Gli interruttori Reed mettono il tuo laptop in sospensione/ibernazione quando il coperchio è chiuso

3. Sensori/indicatore di livello del fluido in un serbatoio - un magnete galleggiante viene utilizzato per attivare gli interruttori posti a vari livelli.

4. Sensori di velocità su ruote di bicicletta/motori elettrici CC

5. Nei bracci rotanti delle lavastoviglie per rilevare quando si inceppano

6. Impediscono alla lavatrice di funzionare quando il coperchio è aperto

7. Nelle interruzioni termiche nelle docce elettriche, per arrestare il riscaldamento dell'acqua a livelli pericolosi.

8. Sanno se l'auto ha abbastanza liquido dei freni e se la cintura di sicurezza è allacciata o meno.

9. Gli anemometri a coppe rotanti hanno al loro interno interruttori reed che misurano la velocità del vento.

10. Sono utilizzati anche in applicazioni che sfruttano la loro dispersione di corrente estremamente bassa.

11. Vecchie tastiere, nei veicoli, negli impianti industriali, negli elettrodomestici, nelle telecomunicazioni, negli apparecchi medici, nei telefoni Clamshell e altro……

Lato relè sono utilizzati per sequenze di taglio automatiche.

Passaggio 10: la vita

Il movimento meccanico delle ance è al di sotto del limite di fatica dei materiali, quindi le ance non si rompono a causa della fatica. L'usura e la durata dipendono quasi interamente dall'effetto del carico elettrico sui contatti insieme al materiale dell'interruttore reed. L'usura della superficie di contatto si verifica solo quando i contatti dell'interruttore si aprono o si chiudono. Per questo motivo, i produttori valutano la durata in numero di operazioni anziché in ore o anni. In generale, tensioni e correnti più elevate causano un'usura più rapida e una vita più breve.

L'involucro di vetro ha allungato la loro vita e può essere danneggiato se l'interruttore reed è sottoposto a sollecitazioni meccaniche. Sono economici, sono durevoli e nelle applicazioni a bassa corrente, a seconda del carico elettrico, possono durare per circa un miliardo di attuazioni.

Passaggio 11: grazie

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