Reed-schakelaar: 11 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Reed-schakelaar - INLEIDING

Reed-schakelaar werd in 1936 uitgevonden door Walter B. Ellwood in de Bell Telephone Labs. Reed Switch bestaat uit een paar ferromagnetische (iets zo gemakkelijk te magnetiseren als ijzer) flexibele metalen contacten, typisch een nikkel-ijzerlegering (omdat ze gemakkelijk te magnetiseren zijn en niet lang gemagnetiseerd blijven) gescheiden door slechts een paar micron, gecoat met een slijtvast metaal zoals Rhodium of Ruthenium (Rh, Ru, Ir of W) (om ze een lange levensduur te geven als ze aan en uit gaan) in een hermetisch afgesloten (luchtdicht) glazen omhulsel (om ze stof en vuil te houden vrij). De glazen buis bevat een inert gas (een inert gas is een gas dat onder bepaalde omstandigheden geen chemische reacties ondergaat), meestal stikstof of in het geval van hoogspanning is het gewoon een eenvoudig vacuüm.

Stap 1:

Bij de productie wordt een metalen riet in elk uiteinde van een glazen buis gestoken en het uiteinde van de buis wordt verwarmd zodat het rond een schachtgedeelte op het riet afdicht. Groen gekleurd Infrarood-absorberend glas wordt vaak gebruikt, zodat een infrarood warmtebron de warmte kan concentreren in de kleine afdichtingszone van de glazen buis. Het gebruikte glas heeft een hoge elektrische weerstand en bevat geen vluchtige componenten zoals loodoxide en fluoriden die de contacten tijdens het afdichten kunnen vervuilen. De draden van de schakelaar moeten voorzichtig worden behandeld om te voorkomen dat de glazen omhulling breekt.

Wanneer een magneet dicht bij de contacten wordt gebracht, wordt een elektromechanisch krachtveld gegenereerd en worden de stijve nikkelijzeren bladen magnetisch gepolariseerd en worden ze tot elkaar aangetrokken, waardoor het circuit wordt voltooid. Wanneer de magneet wordt verwijderd, keert de schakelaar terug naar de open toestand.

Omdat de contacten van de Reed Switch zijn afgedicht van de atmosfeer, zijn ze beschermd tegen atmosferische corrosie. De hermetische afdichting van een reed-schakelaar maakt ze geschikt voor gebruik in explosieve atmosferen waar kleine vonken van conventionele schakelaars een gevaar zouden vormen. Een reed-schakelaar heeft een zeer lage weerstand wanneer hij gesloten is, meestal zo laag als 50 milliohm, vandaar dat kan worden gezegd dat een reed-schakelaar geen stroom nodig heeft om hem te bedienen.

Stap 2: Componenten

Voor deze tutorial hebben we nodig:

- Reed-schakelaar

- 220Ω Weerstand

- 100Ω Weerstand

- LED

- Multimeter

- Accu

- Broodplank

- Arduino Nano

- Magneten en

- Weinig aansluitkabels

Stap 3: Demo

Met behulp van een multimeter ga ik je laten zien hoe een Reed Switch werkt. Als ik een magneet dicht bij de schakelaar breng, toont de multimeter een continuïteit als het contact elkaar raakt om het circuit te voltooien. Wanneer de magneet wordt verwijderd, keert de schakelaar terug naar de normaal geopende toestand.

Stap 4: Soorten reed-schakelaars

Er zijn 3 basistypen Reed-schakelaars:

1. Enkelpolig, enkele worp, normaal open [SPST-NO] (normaal uitgeschakeld)

2. Enkelpolig, enkele worp, normaal gesloten [SPST-NC] (normaal ingeschakeld)

3. Enkelpolig, dubbele worp [SPDT] (één been is normaal gesloten en één normaal open kan afwisselend tussen twee circuits worden gebruikt)

Hoewel de meeste reed-schakelaars twee ferromagnetische contacten hebben, hebben sommige één contact dat ferromagnetisch is en één dat niet-magnetisch is, terwijl sommige, zoals de originele Elwood-reedschakelaar, er drie hebben. Ze variëren ook in vormen en maten.

Stap 5: Verbinden zonder Arduino

Laten we eerst de Reed Switch testen zonder een Arduino. Sluit een LED in serie met de Reed Switch aan op een accu. Wanneer een magneet dicht bij de contacten wordt gebracht, licht de LED op wanneer de nikkelijzeren bladen in de schakelaar elkaar aantrekken, waardoor het circuit wordt voltooid. En wanneer de magneet wordt verwijderd, keert de schakelaar terug naar de open toestand en gaat de LED uit.

Stap 6: Reed Switch aansluiten op Arduino

Laten we nu de Reed Switch op een Arduino aansluiten. Sluit de LED aan op pin 12 van de Arduino. Sluit vervolgens de Reed Switch aan op pin nummer 13 en aard het andere uiteinde. We hebben ook een pull-up-weerstand van 100 ohm nodig die op dezelfde pin is aangesloten om een gecontroleerde stroom naar de digitale ingangspin mogelijk te maken. Als je wilt, kun je voor deze opstelling ook de interne pull-up weerstand van de Arduino gebruiken.

De code is heel eenvoudig. Stel pincode 13 in als Reed_PIN en pincode 12 als LED_PIN. Stel in het setup-gedeelte de pin-modus van de Reed_PIN in als invoer en LED_PIN als uitvoer. En tot slot, in de lussectie, zet de LED aan wanneer de Reed_PIN laag wordt.

Hetzelfde als voorheen, wanneer een magneet in de buurt van de contacten wordt gebracht, gaat de LED branden en wanneer de magneet wordt verwijderd, keert de schakelaar terug naar de open toestand en gaat de LED uit.

Stap 7: Reed-relais

Een ander wijdverbreid gebruik van Reed Switch is bij de productie van Reed-relais.

In een reed-relais wordt het magnetische veld opgewekt door een elektrische stroom die door een bedieningsspoel vloeit die over "een of meer" reed-schakelaars is aangebracht. De stroom die in de spoel vloeit, bedient de reedschakelaar. Deze spoelen hebben vaak vele duizenden windingen van zeer fijne draad. Wanneer de bedrijfsspanning op de spoel wordt aangelegd, wordt een magnetisch veld gegenereerd dat op zijn beurt de schakelaar op dezelfde manier sluit als de permanente magneet.

Stap 8:

Vergeleken met op anker gebaseerde relais, kunnen Reed-relais veel sneller schakelen, omdat de bewegende delen klein en lichtgewicht zijn (hoewel de switch bounce nog steeds aanwezig is). Ze vereisen zeer minder werkvermogen en hebben een lagere contactcapaciteit. Hun huidige verwerkingscapaciteit is beperkt, maar met de juiste contactmaterialen zijn ze geschikt voor "droge" schakeltoepassingen. Ze zijn mechanisch eenvoudig, bieden een hoge werksnelheid, goede prestaties met zeer kleine stromen, zeer betrouwbaar en hebben een lange levensduur.

In de jaren 70 en 80 werden miljoenen reed-relais gebruikt in telefooncentrales.

Stap 9: Toepassingsgebieden

Zowat overal waar je gaat, vind je een Reed Switch in de buurt die stilletjes zijn werk doet. Reed-schakelaars zijn zo alomtegenwoordig dat je waarschijnlijk nooit meer dan een paar meter verwijderd bent van een op een bepaald moment. Enkele van hun toepassingsgebieden zijn:

1. Inbraakalarmsystemen voor de deuren en ramen.

2. Reed-schakelaars zetten uw laptop in slaap-/sluimerstand wanneer het deksel gesloten is

3. Vloeistofniveausensoren/-indicator in een tank - een drijvende magneet wordt gebruikt om de schakelaars op verschillende niveaus te activeren.

4. Snelheidssensoren op fietswielen/DC elektromotoren

5. In de draaiende armen van vaatwassers om te detecteren wanneer ze vastlopen

6. Ze zorgen ervoor dat je wasmachine niet draait als het deksel open is

7. In de thermische afsluitingen in elektrische douches, om de waterverwarming tot gevaarlijke niveaus te stoppen.

8. Zij weten of de auto voldoende remvloeistof heeft en of uw veiligheidsgordel al dan niet is vastgemaakt.

9. Anemometers met roterende cups hebben reed-schakelaars aan de binnenkant die de snelheid van de wind meten.

10. Ze worden ook gebruikt in toepassingen die gebruik maken van hun extreem lage lekstroom.

11. Oude toetsenborden, in voertuigen, industriële systemen, huishoudelijke apparaten, telecommunicatie, medische apparaten, clamshell-telefoons en meer……

Aan de relaiszijde worden ze gebruikt voor automatische snijsequenties.

Stap 10: leven

De mechanische beweging van het riet ligt onder de vermoeiingsgrens van de materialen, zodat het riet niet breekt door vermoeidheid. Slijtage en levensduur zijn bijna volledig afhankelijk van het effect van de elektrische belasting op de contacten, samen met het materiaal van de reed-schakelaar. Slijtage van het contactoppervlak treedt alleen op wanneer de schakelaarcontacten openen of sluiten. Daarom beoordelen fabrikanten de levensduur in aantal bewerkingen in plaats van in uren of jaren. Over het algemeen zorgen hogere spanningen en hogere stromen voor snellere slijtage en een kortere levensduur.

De glazen omhulling verlengde hun levensduur en kan worden beschadigd als de reed-schakelaar wordt blootgesteld aan mechanische belasting. Ze zijn goedkoop, ze zijn duurzaam en in toepassingen met een lage stroomsterkte kunnen ze, afhankelijk van de elektrische belasting, ongeveer een miljard activeringen meegaan.

Stap 11: Bedankt

Nogmaals bedankt voor het controleren van mijn bericht. Ik hoop dat het je helpt.

Als je me wilt steunen, abonneer je dan op mijn YouTube-kanaal:

Video:

Steun mijn werk:

BTC: 35ciN1Z49Y1bReX2U7Etd9hGPWzzzk8TzF

LTC: MQFkVkWimYngMwp5SMuSbMP4ADStjysstm

ETH: 0x939aa4e13ecb4b46663c8017986abc0d204cde60

DOGE: DDe7Fws24zf7acZevoT8uERnmisiHwR5st

TRX: TQJRvEfKc7NibQsuA9nuJhh9irV1CyRmnW

BAT: 0x939aa4e13ecb4b46663c8017986abc0d204cde60

BCH: qrfevmdvmwufpdvh0vpx072z35et2eyefv3fa9fc3z