Se vi vizitas modernan fabrikon kaj observas la mirindan elektronikon funkciantan en muntĉelo, vi vidos diversajn sensilojn ekspoziciatajn. Plej multaj el ĉi tiuj sensiloj havas apartajn dratojn por pozitiva tensioprovizo, tero kaj signalo. Apliki potencon permesas al sensilo plenumi sian taskon, ĉu tio estas observado de la ĉeesto de feromagnetaj metaloj proksime aŭ sendado de lumradio kiel parto de la sekursistemo de la instalaĵo. La simplaj mekanikaj ŝaltiloj, kiuj ekigas ĉi tiujn sensilojn, kiel la kanŝaltilo, bezonas nur du dratojn por plenumi sian taskon. Ĉi tiuj ŝaltiloj aktiviĝas per magnetaj kampoj.
Kio estas Reed-ŝaltilo?
La kanŝaltilo naskiĝis en 1936. Ĝi estis la ideo de WB Ellwood ĉe Bell Telephone Laboratories, kaj ĝi gajnis sian patenton en 1941. La ŝaltilo aspektas kiel malgranda vitra kapsulo kun elektraj kabloj elstarantaj el ĉiu fino.
Kiel funkcias kanŝaltilo?
La ŝaltilmekanismo konsistas el du feromagnetaj klingoj, apartigitaj je nur kelkaj mikrometroj. Kiam magneto alproksimiĝas al ĉi tiuj klingoj, la du klingoj tiras unu al la alia. Post tuŝado, la klingoj fermas la normale malfermitajn (NO) kontaktojn, permesante al elektro flui. Kelkaj kanŝaltiloj ankaŭ enhavas neferomagnetan kontakton, kiu formas normale fermitan (NC) eliron. Alproksimiĝanta magneto malkonektos la kontakton kaj tiros for de la ŝaltilkontakto.
Kontaktoj estas konstruitaj el diversaj metaloj, inkluzive de volframo kaj rodio. Kelkaj variaĵoj eĉ uzas hidrargon, kiu devas esti tenata en la ĝusta orientiĝo por ŝalti ĝuste. Vitra koverto plenigita per inerta gaso - kutime nitrogeno - sigelas la kontaktojn je interna premo sub unu atmosfero. Sigelado izolas la kontaktojn, kio malhelpas korodon kaj iujn ajn sparkojn, kiuj povus rezulti el kontaktomovado.
Aplikoj de Reed-ŝaltiloj en la reala mondo
Vi trovos sensilojn en ĉiutagaj objektoj kiel aŭtoj kaj lavmaŝinoj, sed unu el la plej elstaraj lokoj kie ĉi tiuj ŝaltiloj/sensiloj funkcias estas en ŝtelalarmoj. Fakte, alarmoj estas preskaŭ perfekta apliko por ĉi tiu teknologio. Movebla fenestro aŭ pordo enhavas magneton, kaj la sensilo loĝas sur la bazo, pasigante signalon ĝis la forigo de la magneto. Kun la fenestro malfermita - aŭ se iu tranĉas la draton - alarmo sonos.
Kvankam ŝtelalarmoj estas bonega uzo por kanŝaltiloj, ĉi tiuj aparatoj povas esti eĉ pli malgrandaj. Miniaturigita ŝaltilo konvenos en englutitajn medicinajn aparatojn konatajn kiel PillCams. Post kiam la paciento englutas la malgrandan sondilon, la kuracisto povas aktivigi ĝin per magneto ekster la korpo. Ĉi tiu prokrasto konservas energion ĝis la sondilo estas ĝuste lokita, kio signifas, ke la enkonstruitaj baterioj povas esti eĉ pli malgrandaj, kritika trajto en io, kio estas desegnita por vojaĝi tra la digesta sistemo de homo. Krom ĝia eta grandeco, ĉi tiu aplikaĵo ankaŭ ilustras kiom sentemaj ili povas esti, ĉar ĉi tiuj sensiloj povas kapti magnetan kampon tra homa karno.
Kanŝaltiloj ne bezonas permanentan magneton por funkciigi ilin; elektromagneta relajso povas ŝalti ilin. Ĉar Bell Labs komence disvolvis ĉi tiujn ŝaltilojn, ne estas surprize, ke la telefona industrio uzis kanrelajsojn por kontrolaj kaj memoraj funkcioj ĝis ĉio fariĝis cifereca en la 1990-aj jaroj. Ĉi tiu tipo de relajso jam ne formas la spinon de nia komunikada sistemo, sed ili ankoraŭ estas oftaj en multaj aliaj aplikoj hodiaŭ.
Avantaĝoj de Reed-relajsoj
La Hall-efika sensilo estas solidstata aparato, kiu povas detekti magnetajn kampojn, kaj ĝi estas unu alternativo al la kanŝaltilo. Halaj efikoj certe taŭgas por iuj aplikoj, sed kanŝaltiloj havas pli bonan elektran izoladon ol siaj solidstataj ekvivalentoj, kaj ili alfrontas malpli da elektra rezisto pro fermitaj kontaktoj. Krome, kanŝaltiloj povas funkcii kun diversaj tensioj, ŝarĝoj kaj frekvencoj, ĉar la ŝaltilo funkcias simple kiel konektita aŭ malkonektita drato. Alternative, vi bezonos subtenan cirkviton por ebligi al Hall-sensiloj plenumi sian taskon.
Kanŝaltiloj havas nekredeble altan fidindecon por mekanika ŝaltilo, kaj ili kapablas funkcii dum miliardoj da cikloj antaŭ ol panei. Krome, pro sia hermetika konstruo, ili povas funkcii en eksplodemaj medioj, kie sparko povus havi katastrofajn rezultojn. Kanŝaltiloj eble estas pli malnova teknologio, sed ili estas malproksimaj de malaktualaj. Vi povas apliki pakaĵojn enhavantajn kanŝaltilojn al presitaj cirkvitplatoj (PCB-oj) uzante aŭtomatajn pren-kaj-lokigajn maŝinojn.
Via sekva konstruo eble postulos diversajn integrajn cirkvitojn kaj komponantojn, kiuj ĉiuj debutis en la lastaj jaroj, sed ne forgesu la humilan kanŝaltilon. Ĝi plenumas sian bazan ŝaltan taskon laŭ brile simpla maniero. Post pli ol 80 jaroj da uzado kaj evoluigo, vi povas fidi je la elprovita kaj vera dezajno de la kanŝaltilo por funkcii konstante.
Afiŝtempo: 22-a de aprilo 2024