Wat ass e Reed-Schalter a wéi funktionéiert en?

Wann Dir eng modern Fabréck besicht a kuckt Iech déi erstaunlech Elektronik an enger Montagezell un, gesitt Dir eng Villfalt vu Sensoren ausgestallt. Déi meescht vun dëse Sensoren hunn separat Drot fir d'Positivspannung, d'Mass an d'Signal. D'Uwendung vun der Stroumversuergung erlaabt engem Sensor seng Aarbecht ze maachen, egal ob et d'Observatioun vun der Präsenz vu ferromagnetesche Metaller an der Géigend ass oder e Liichtstrahl als Deel vum Sécherheetssystem vun der Ariichtung ausschéckt. Déi bescheiden mechanesch Schalter, déi dës Sensoren ausléisen, wéi de Reed-Schalter, brauchen nëmmen zwee Drot fir hir Aarbecht ze maachen. Dës Schalter aktivéiere sech mat Hëllef vu Magnéitfelder.

Wat ass e Reed-Schalter?

De Reed-Schalter gouf 1936 entwéckelt. E war d'Iddi vum WB Ellwood vun de Bell Telephone Laboratories, an et gouf 1941 säi Patent kritt. De Schalter gesäit aus wéi eng kleng Glaskapsel mat elektresche Kabelen, déi aus all Enn erausstinn.

Wéi funktionéiert e Reed-Schalter?

De Schaltmechanismus besteet aus zwou ferromagnetesche Blieder, déi nëmmen e puer Mikrometer vuneneen ewech sinn. Wann e Magnet sech un dës Blieder ukënnt, zéien déi zwou Blieder sech géigesäiteg zou. Soubal se sech beréieren, maachen d'Blieder déi normal oppe (NO) Kontakter zou, wouduerch de Stroum fléisse kann. E puer Reed-Schalter enthalen och en net-ferromagnetesche Kontakt, deen en normal zouenen (NC) Ausgang bildt. E Magnet, deen sech ukënnt, trennt de Kontakt a zitt sech vum Schaltkontakt ewech.

Kontakter gi mat verschiddene Metaller hiergestallt, dorënner Wolfram a Rhodium. Verschidde Varianten benotzen souguer Quecksëlwer, wat an der richteger Orientéierung muss gehale ginn, fir richteg ze schalten. Eng Glashüll, déi mat Inertgas gefëllt ass – meeschtens Stéckstoff – versiegelt d'Kontakter bei engem internen Drock ënner enger Atmosphär. D'Versiegelung isoléiert d'Kontakter, wat Korrosioun a Funken verhënnert, déi duerch Kontaktbewegung entstoe kéinten.

Reed-Switch-Applikatiounen an der realer Welt

Dir fannt Sensoren an Alldagsartikelen ewéi Autoen a Wäschmaschinnen, awer eng vun de prominentsten Plazen, wou dës Schalter/Sensoren funktionéieren, ass an Abriecheralarmer. Tatsächlech sinn Alarmer eng bal perfekt Uwendung fir dës Technologie. Eng beweeglech Fënster oder Dier enthält e Magnet, an de Sensor ass op der Basis a gëtt e Signal weider, bis de Magnet ewechgeholl gëtt. Wann d'Fënster op ass - oder wann een den Drot ofschneit - geet en Alarm lass.

Wärend Alarmer eng exzellent Uwendung fir Reed-Schalter sinn, kënnen dës Apparater nach méi kleng sinn. E miniaturiséierte Schalter passt an ageschléckt medizinesch Apparater, bekannt als PillCams. Soubal de Patient déi kleng Sond geschléckt huet, kann den Dokter se mat engem Magnet ausserhalb vum Kierper aktivéieren. Dës Verspéidung spuert Stroum bis d'Sond richteg placéiert ass, wat bedeit datt d'Batterien am Apparat nach méi kleng kënne sinn, eng kritesch Feature bei eppes wat entwéckelt gouf fir duerch den Verdauungstrakt vun engem Mënsch ze reesen. Nieft senger klenger Gréisst illustréiert dës Applikatioun och wéi empfindlech se kënne sinn, well dës Sensore e Magnéitfeld duerch mënschlecht Fleesch ophuele kënnen.

Reed-Schalter brauchen kee Permanentmagnet fir se ze betätegen; en Elektromagnetrelais kann se aschalten. Well Bell Labs dës Schalter ufanks entwéckelt huet, ass et keng Iwwerraschung, datt d'Telefonindustrie Reed-Relais fir Kontroll- a Speicherfunktiounen benotzt huet, bis an den 1990er Joren alles digital gouf. Dës Zort Relais bildt net méi d'Grondlag vun eisem Kommunikatiounssystem, awer si sinn haut nach ëmmer a ville aneren Uwendungen heefeg.

Virdeeler vu Reed-Relais

Den Hall-Effekt-Sensor ass en Halvkierpergerät, dat Magnéitfelder detektéiere kann, an et ass eng Alternativ zum Reed-Schalter. Hall-Effekter si sécherlech fir verschidden Uwendungen gëeegent, awer Reed-Schalter hunn eng besser elektresch Isolatioun wéi hire Halvkierper, a si hunn manner elektresche Widderstand wéinst zouenen Kontakter. Zousätzlech kënne Reed-Schalter mat enger Villfalt vu Spannungen, Lasten a Frequenzen funktionéieren, well de Schalter einfach als ugeschlossene oder ofgetrennte Drot funktionéiert. Alternativ braucht Dir ënnerstëtzend Schaltungen, fir datt d'Hall-Sensoren hir Aarbecht maache kënnen.

Reed-Schalter si fir mechanesch Schalter onheemlech zouverlässeg a kënne Milliarden Zyklen funktionéieren, ier se ausfalen. Zousätzlech kënne se, wéinst hirer versiegelter Konstruktioun, an explosiven Ëmfeld funktionéieren, wou e Funken potenziell katastrophal Resultater kéint hunn. Reed-Schalter sinn zwar eng méi al Technologie, awer si sinn wäit ewech vun veraltet. Dir kënnt Pakete mat Reed-Schalter op gedréckte Leiterplatten (PCBs) mat automatiséierte Pick-and-Place-Maschinnen uwenden.

Äre nächste Bau kéint eng Villfalt vun integréierte Schaltungen a Komponenten erfuerderen, déi all an de leschte Joren entstane sinn, awer vergiesst net de bescheidenen Reed-Schalter. En erfëllt seng Basis-Schaltaufgab op eng brillant einfach Manéier. No iwwer 80 Joer Gebrauch an Entwécklung kënnt Dir Iech drop verlassen, datt den erfuerene Design vum Reed-Schalter konsequent funktionéiert.