اگر از یک کارخانه مدرن بازدید کنید و قطعات الکترونیکی شگفت‌انگیز در حال کار در یک سلول مونتاژ را مشاهده کنید، انواع حسگرها را در معرض نمایش خواهید دید. اکثر این حسگرها سیم‌های جداگانه‌ای برای منبع تغذیه ولتاژ مثبت، اتصال به زمین و سیگنال دارند. اعمال برق به حسگر اجازه می‌دهد تا کار خود را انجام دهد، چه مشاهده وجود فلزات فرومغناطیسی در نزدیکی باشد و چه ارسال پرتو نور به عنوان بخشی از سیستم امنیتی تأسیسات. سوئیچ‌های مکانیکی ساده‌ای که این حسگرها را فعال می‌کنند، مانند سوئیچ رید، فقط به دو سیم برای انجام کار خود نیاز دارند. این سوئیچ‌ها با استفاده از میدان‌های مغناطیسی فعال می‌شوند.
رید سوئیچ چیست؟
سوئیچ نی در سال ۱۹۳۶ متولد شد. این ایده زاییده افکار دبلیو.بی. الوود در آزمایشگاه‌های تلفن بل بود و در سال ۱۹۴۱ ثبت اختراع شد. این سوئیچ شبیه یک کپسول شیشه‌ای کوچک است که سیم‌های الکتریکی از هر دو سر آن بیرون زده‌اند.
رید سوئیچ چگونه کار می‌کند؟
مکانیزم سوئیچینگ از دو تیغه فرومغناطیسی تشکیل شده است که تنها چند میکرون از هم فاصله دارند. وقتی یک آهنربا به این تیغه‌ها نزدیک می‌شود، دو تیغه به سمت یکدیگر کشیده می‌شوند. پس از تماس، تیغه‌ها کنتاکت‌های معمولاً باز (NO) را می‌بندند و به برق اجازه جریان یافتن می‌دهند. برخی از کلیدهای نی همچنین حاوی یک کنتاکت غیرفرومغناطیسی هستند که یک خروجی معمولاً بسته (NC) را تشکیل می‌دهد. یک آهنربای نزدیک شونده، کنتاکت را قطع کرده و از کنتاکت سوئیچینگ دور می‌کند.
کنتاکت‌ها از فلزات متنوعی از جمله تنگستن و رودیوم ساخته می‌شوند. برخی از انواع آنها حتی از جیوه نیز استفاده می‌کنند که برای سوئیچ کردن صحیح باید در جهت مناسب نگه داشته شود. یک محفظه شیشه‌ای پر از گاز بی‌اثر - معمولاً نیتروژن - کنتاکت‌ها را در فشار داخلی زیر یک اتمسفر آب‌بندی می‌کند. آب‌بندی، کنتاکت‌ها را ایزوله می‌کند که از خوردگی و هرگونه جرقه‌ای که ممکن است در اثر حرکت کنتاکت ایجاد شود، جلوگیری می‌کند.
کاربردهای رید سوئیچ در دنیای واقعی
شما حسگرها را در وسایل روزمره مانند ماشین‌ها و ماشین‌های لباسشویی پیدا خواهید کرد، اما یکی از برجسته‌ترین مکان‌هایی که این سوئیچ/سنسورها کار می‌کنند، در دزدگیرها است. در واقع، دزدگیرها تقریباً کاربرد کاملی برای این فناوری هستند. یک پنجره یا در متحرک دارای یک آهنربا است و حسگر روی پایه قرار دارد و تا زمانی که آهنربا برداشته شود، سیگنالی را ارسال می‌کند. با باز شدن پنجره - یا اگر کسی سیم را قطع کند - زنگ خطر به صدا در می‌آید.
اگرچه دزدگیرها کاربرد بسیار خوبی برای سوئیچ‌های رید دارند، اما این دستگاه‌ها می‌توانند حتی کوچک‌تر هم باشند. یک سوئیچ مینیاتوری درون دستگاه‌های پزشکی بلعیده شده به نام PillCams قرار می‌گیرد. هنگامی که بیمار پروب کوچک را می‌بلعد، پزشک می‌تواند آن را با استفاده از یک آهنربا در خارج از بدن فعال کند. این تأخیر باعث صرفه‌جویی در مصرف برق تا زمانی که پروب به درستی قرار گیرد، می‌شود، به این معنی که باتری‌های داخلی می‌توانند حتی کوچک‌تر باشند، یک ویژگی حیاتی در چیزی که برای عبور از دستگاه گوارش انسان طراحی شده است. این کاربرد علاوه بر اندازه کوچک، نشان می‌دهد که این حسگرها چقدر می‌توانند حساس باشند، زیرا این حسگرها می‌توانند میدان مغناطیسی را از طریق گوشت انسان دریافت کنند.
سوئیچ‌های رید برای فعال شدن به آهنربای دائمی نیاز ندارند؛ یک رله الکترومغناطیسی می‌تواند آنها را روشن کند. از آنجایی که آزمایشگاه‌های بل در ابتدا این سوئیچ‌ها را توسعه دادند، جای تعجب نیست که صنعت تلفن از رله‌های رید برای عملکردهای کنترل و حافظه استفاده می‌کرد تا اینکه همه چیز در دهه ۱۹۹۰ دیجیتال شد. این نوع رله دیگر ستون فقرات سیستم ارتباطی ما را تشکیل نمی‌دهد، اما امروزه هنوز در بسیاری از کاربردهای دیگر رایج هستند.
مزایای رله‌های رید
حسگر اثر هال یک قطعه حالت جامد است که می‌تواند میدان‌های مغناطیسی را تشخیص دهد و یکی از جایگزین‌های سوئیچ رید است. اثرات هال مطمئناً برای برخی کاربردها مناسب هستند، اما سوئیچ‌های رید نسبت به همتای حالت جامد خود، ایزولاسیون الکتریکی بهتری دارند و به دلیل کنتاکت‌های بسته، با مقاومت الکتریکی کمتری مواجه هستند. علاوه بر این، سوئیچ‌های رید می‌توانند با ولتاژها، بارها و فرکانس‌های مختلفی کار کنند، زیرا این سوئیچ به سادگی به عنوان یک سیم متصل یا جدا عمل می‌کند. از طرف دیگر، برای فعال کردن حسگرهای هال برای انجام کار خود به مدار پشتیبانی نیاز خواهید داشت.
سوئیچ‌های رید از قابلیت اطمینان فوق‌العاده بالایی برای یک سوئیچ مکانیکی برخوردارند و می‌توانند میلیاردها چرخه قبل از خرابی کار کنند. علاوه بر این، به دلیل ساختار آب‌بندی شده‌شان، می‌توانند در محیط‌های انفجاری که یک جرقه می‌تواند به طور بالقوه نتایج فاجعه‌باری داشته باشد، کار کنند. سوئیچ‌های رید ممکن است یک فناوری قدیمی‌تر باشند، اما به هیچ وجه منسوخ نشده‌اند. می‌توانید بسته‌های حاوی سوئیچ‌های رید را با استفاده از ماشین‌آلات خودکار برداشتن و گذاشتن، روی بردهای مدار چاپی (PCB) نصب کنید.
ممکن است ساخت بعدی شما به مدارهای مجتمع و قطعات متنوعی نیاز داشته باشد که همگی در چند سال گذشته عرضه شده‌اند، اما سوئیچ نی ساده را فراموش نکنید. این سوئیچ وظیفه سوئیچینگ اولیه خود را به روشی بسیار ساده انجام می‌دهد. پس از بیش از ۸۰ سال استفاده و توسعه، می‌توانید به طراحی امتحان شده و واقعی سوئیچ نی برای عملکرد مداوم آن اعتماد کنید.
زمان ارسال: ۲۲ آوریل ۲۰۲۴