Chave Reed: 11 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Interruptor Reed - INTRODUÇÃO

O interruptor Reed foi inventado em 1936 por Walter B. Ellwood no Bell Telephone Labs. O Reed Switch consiste em um par de contatos de metal flexível ferromagnético (algo tão fácil de magnetizar como o ferro), tipicamente de liga de níquel-ferro (visto que são fáceis de magnetizar e não permanecem magnetizados por muito tempo) separados por apenas alguns mícrons, revestidos com um metal resistente, como o ródio ou rutênio (Rh, Ru, Ir ou W) (para dar-lhes uma vida longa ao ligar e desligar) em um envelope de vidro hermeticamente fechado (hermético) (para mantê-los contra poeira e sujeira gratuitamente). O tubo de vidro contém um gás inerte (Um gás inerte é um gás que não sofre reações químicas sob um conjunto de condições dadas) normalmente Nitrogênio ou no caso de alta tensão é apenas um simples vácuo.

Passo 1:

Na produção, uma palheta de metal é inserida em cada extremidade de um tubo de vidro e a extremidade do tubo é aquecida para que fique vedada em torno de uma parte da haste da palheta. O vidro de absorção de infravermelho de cor verde é freqüentemente usado, portanto, uma fonte de calor infravermelho pode concentrar o calor na pequena zona de vedação do tubo de vidro. O vidro utilizado é de alta resistência elétrica e não contém componentes voláteis como óxido de chumbo e fluoretos que podem contaminar os contatos durante a operação de selagem. Os cabos do switch devem ser manuseados com cuidado para evitar quebrar o envelope de vidro.

Quando um ímã é aproximado dos contatos, um campo de força eletromecânica é gerado e as lâminas de ferro níquel rígidas tornam-se magneticamente polarizadas e são atraídas uma pela outra, completando o circuito. Quando o ímã é removido, a chave retorna ao seu estado aberto.

Como os contatos do Reed Switch são vedados da atmosfera, eles são protegidos contra a corrosão atmosférica. A vedação hermética de um interruptor reed os torna adequados para uso em atmosferas explosivas onde minúsculas faíscas de interruptores convencionais constituiriam um perigo. Um Reed Switch tem resistência muito baixa quando fechado, normalmente tão baixo quanto 50 milliohms, portanto, pode-se dizer que um Reed Switch requer energia zero para operá-lo.

Etapa 2: Componentes

Para este tutorial, precisamos:

- Interruptor Reed

- Resistor 220Ω

- Resistor 100Ω

- CONDUZIU

- Multímetro

- bateria

- breadboard

- Arduino Nano

- Ímãs e

- Alguns cabos de conexão

Etapa 3: demonstração

Usando um multímetro, vou mostrar como funciona um Reed Switch. Quando eu coloco um ímã perto do interruptor, o multímetro mostra uma continuidade conforme os contatos se tocam para completar o circuito. Quando o ímã é removido, a chave retorna ao seu estado normalmente aberto.

Etapa 4: Tipos de chaves Reed

Existem 3 tipos básicos de chaves Reed:

1. Pólo único, lance único, normalmente aberto [SPST-NO] (normalmente desligado)

2. Pólo único, lance único, normalmente fechado [SPST-NC] (normalmente ligado)

3. Pólo único, lance duplo [SPDT] (uma perna é normalmente fechada e outra normalmente aberta pode ser usada alternadamente entre dois circuitos)

Embora a maioria das chaves reed tenha dois contatos ferromagnéticos, algumas têm um contato que é ferromagnético e outro não magnético, enquanto outras, como a chave reed Elwood original, têm três. Eles também variam em formas e tamanhos.

Etapa 5: Conectando sem Arduino

Vamos primeiro testar o Reed Switch sem um Arduino. Conecte um LED em série com o Reed Switch a uma bateria. Quando um ímã é aproximado dos contatos, o LED acende quando as lâminas de ferro-níquel dentro da chave se atraem, completando o circuito. E, quando o ímã é removido, a chave retorna ao seu estado aberto e o LED apaga.

Etapa 6: Conectando o Reed Switch ao Arduino

Agora, vamos conectar o Reed Switch a um Arduino. Conecte o LED ao pino 12 do Arduino. Em seguida, conecte o Reed Switch ao pino número 13 e aterre a outra extremidade. Também precisamos de um resistor pull-up de 100 ohm conectado ao mesmo pino para permitir um fluxo controlado de corrente para o pino de entrada digital. Se desejar, você também pode usar o resistor pull-up interno do Arduino para esta configuração.

O código é muito simples. Defina o pino número 13 como Reed_PIN e o pino 12 como LED_PIN. Na seção de configuração, defina o modo de pino de Reed_PIN como entrada e LED_PIN como saída. E, finalmente, na seção de loop, ligue o LED quando o Reed_PIN ficar baixo.

Da mesma forma que antes, quando um ímã é colocado próximo aos contatos, o LED acende e, quando o ímã é removido, a chave retorna ao seu estado aberto e o LED desliga.

Etapa 7: Relé de palheta

Outro uso difundido do Reed Switch é na fabricação de Reed Relays.

Em um relé Reed, o campo magnético é gerado por uma corrente elétrica fluindo através de uma bobina operacional que é instalada em "um ou mais" interruptores Reed. A corrente que flui na bobina opera o Reed Switch. Essas bobinas geralmente têm milhares de voltas de fio muito fino. Quando a tensão de operação é aplicada à bobina, é gerado um campo magnético que, por sua vez, fecha a chave da mesma forma que o ímã permanente.

Etapa 8:

Em comparação com os relés baseados em armadura, os relés Reed podem alternar muito mais rápido, pois as partes móveis são pequenas e leves (embora o salto do interruptor ainda esteja presente). Eles requerem muito menos potência operacional e têm menor capacitância de contato. Sua capacidade de manuseio atual é limitada, mas, com materiais de contato apropriados, eles são adequados para aplicações de comutação "seca". São mecanicamente simples, oferecem alta velocidade de operação, bom desempenho com correntes muito pequenas, alta confiabilidade e longa vida útil.

Milhões de relés de palheta foram usados em centrais telefônicas nos anos 1970 e 1980.

Etapa 9: Áreas de aplicação

Quase em qualquer lugar que você vá, você encontrará um Reed Switch próximo que está fazendo seu trabalho silenciosamente. Os interruptores Reed são tão difundidos que provavelmente você nunca estará a mais do que alguns metros de distância de um a qualquer momento. Algumas de suas áreas de aplicação são:

1. Sistemas de alarme anti-roubo para portas e janelas.

2. Interruptores Reed colocam seu laptop em repouso / hibernação quando a tampa é fechada

3. Sensores / indicadores de nível de fluido em um tanque - um ímã flutuante é usado para ativar os interruptores colocados em vários níveis.

4. Sensores de velocidade em rodas de bicicleta / motores elétricos DC

5. Nos braços giratórios de máquinas de lavar louça para detectar quando eles emperram

6. Eles evitam que sua máquina de lavar funcione quando a tampa está aberta

7. Nos cortes térmicos em chuveiros elétricos, para interromper o aquecimento da água a níveis perigosos.

8. Eles sabem se o carro tem fluido de freio suficiente e se o cinto de segurança está colocado ou não.

9. Anemômetros com copos giratórios têm interruptores de palheta que medem a velocidade do vento.

10. Eles também são usados em aplicações que fazem uso de seu vazamento de corrente extremamente baixo.

11. Teclados antigos, em veículos, sistemas industriais, eletrodomésticos, telecomunicações, aparelhos médicos, telefones clamshell e muito mais …

No lado dos relés, eles são usados para sequências de corte automático.

Etapa 10: Vida

O movimento mecânico das palhetas está abaixo do limite de fadiga dos materiais, por isso as palhetas não se partem por fadiga. O desgaste e a vida útil dependem quase inteiramente do efeito da carga elétrica nos contatos, juntamente com o material da chave reed. O desgaste da superfície de contato ocorre apenas quando os contatos da chave abrem ou fecham. Por causa disso, os fabricantes avaliam a vida útil em número de operações, em vez de horas ou anos. Em geral, tensões e correntes mais altas causam desgaste mais rápido e vida útil mais curta.

O envelope de vidro estendeu sua vida útil e pode ser danificado se a chave de palheta for submetida a tensões mecânicas. Eles são baratos, são duráveis e, em aplicações de baixa corrente, dependendo da carga elétrica, podem durar cerca de um bilhão de acionamento.

Etapa 11: Obrigado

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