Jazýčkový spínač: 11 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:56

Jazýčkový spínač - ÚVOD

Jazýčkový spínač vynašiel v roku 1936 Walter B. Ellwood v Bell Telephone Labs. Jazýčkový spínač pozostáva z dvojice feromagnetických (niečo tak ľahko magnetizovateľné ako železo) flexibilných kovových kontaktov, typicky zo zliatiny niklu a železa (pretože sa dajú ľahko magnetizovať a nezostávajú dlho magnetizované), oddelených iba niekoľkými mikrónmi, potiahnutých odolný kov, ako je Rhodium alebo Ruthenium (Rh, Ru, Ir alebo W) (aby mali dlhú životnosť pri zapnutí a vypnutí) v hermeticky uzavretom (vzduchotesnom) sklenenom obale (aby bol v nich prach a špina) zadarmo). Sklenená trubica obsahuje inertný plyn (inertný plyn je plyn, ktorý za určitých daných podmienok nepodlieha chemickým reakciám). Obvykle ide o dusík alebo v prípade vysokého napätia ide o jednoduché vákuum.

Krok 1:

Pri výrobe je na každý koniec sklenenej trubice vložená kovová trstina a koniec trubice je zahriaty tak, aby tesnil okolo driekovej časti na trstine. Často sa používa infračervené sklo absorbujúce zelenú farbu, takže infračervený zdroj tepla môže koncentrovať teplo v malej tesniacej zóne sklenenej trubice. Použité sklo má vysoký elektrický odpor a neobsahuje prchavé zložky, ako napríklad oxid olovnatý a fluoridy, ktoré môžu počas operácie utesnenia kontaminovať kontakty. S káblami vypínača je potrebné zaobchádzať opatrne, aby nedošlo k rozbitiu sklenenej obálky.

Keď sa magnet privedie do tesnej blízkosti kontaktov, generuje sa elektromechanické silové pole a tuhé niklové železné čepele sa magneticky polarizujú a navzájom sa priťahujú, čím sa obvod dokončí. Keď je magnet odstránený, spínač sa vráti do otvoreného stavu.

Pretože sú kontakty jazýčkového spínača utesnené mimo atmosféry, sú chránené pred atmosférickou koróziou. Hermetické utesnenie jazýčkového spínača ich robí vhodnými na použitie vo výbušnom prostredí, kde by malé iskry z bežných spínačov predstavovali nebezpečenstvo. Jazýčkový spínač má v zatvorenom stave veľmi nízky odpor, zvyčajne až 50 miliohmov, a preto sa dá povedať, že na jeho ovládanie je potrebný nulový výkon.

Krok 2: Komponenty

Na tento tutoriál potrebujeme:

- Jazýčkový spínač

- odpor 220Ω

- odpor 100Ω

- LED

- Multi-meter

- Batéria

- Breadboard

- Arduino Nano

- Magnety a

- Niekoľko prepojovacích káblov

Krok 3: Demo

Pomocou multimetra vám ukážem, ako funguje jazýčkový spínač. Keď priblížim magnet k spínaču, multimetr ukazuje kontinuitu, pretože kontakt sa navzájom dotýka dokončenia obvodu. Keď je magnet odstránený, spínač sa vráti do normálne otvoreného stavu.

Krok 4: Typy jazýčkových spínačov

Existujú tri základné typy jazýčkových spínačov:

1. Jeden pól, jeden vrh, normálne otvorený [SPST-NO] (normálne vypnuté)

2. Jeden pól, jeden vrh, normálne zatvorené [SPST-NC] (normálne zapnuté)

3. Jeden pól, dvojitý hod [SPDT] (jedna noha je normálne zatvorená a jedna normálne otvorená sa môže použiť striedavo medzi dvoma obvodmi)

Aj keď väčšina jazýčkových spínačov má dva feromagnetické kontakty, niektoré majú jeden feromagnetický a jeden nemagnetický kontakt, zatiaľ čo niektoré ako pôvodný jazýčkový spínač Elwood majú tri. Líšia sa tiež tvarmi a veľkosťami.

Krok 5: Pripojenie bez Arduina

Poďme najskôr otestovať jazýčkový spínač bez Arduina. Pripojte LED diódu do série s jazýčkovým spínačom k batérii. Keď je magnet v tesnej blízkosti kontaktov, LED dióda sa rozsvieti, keď sa nikel-železné čepele vo vnútri spínača navzájom pritiahnu a obvod sa dokončí. A keď je magnet odstránený, spínač sa vráti do otvoreného stavu a LED dióda zhasne.

Krok 6: Pripojenie jazýčkového spínača k Arduinu

Teraz pripojme jazýčkový spínač k Arduinu. Pripojte LED k pinu 12 Arduina. Potom pripojte jazýčkový spínač k kolíku číslo 13 a druhý koniec uzemnite. Potrebujeme tiež 100ohm pull-up odpor pripojený k rovnakému kolíku, aby umožňoval riadený tok prúdu na digitálny vstupný kolík. Ak chcete, môžete na toto nastavenie použiť aj vnútorný výsuvný odpor Arduina.

Kód je veľmi jednoduchý. Nastavte pin 13 na Reed_PIN a pin 12 na LED_PIN. V sekcii nastavenia nastavte režim pinov Reed_PIN ako vstup a LED_PIN ako výstup. A nakoniec v sekcii slučky zapnite LED, keď Reed_PIN klesne.

Rovnako ako predtým, keď je magnet v tesnej blízkosti kontaktov, LED sa rozsvieti a keď je magnet odstránený, spínač sa vráti do otvoreného stavu a LED zhasne.

Krok 7: Reléové relé

Ďalšie rozšírené použitie Reed Switch je vo výrobe relé Reed.

V jazýčkovom relé je magnetické pole generované elektrickým prúdom pretekajúcim operačnou cievkou, ktorá je umiestnená na „jednom alebo viacerých“jazýčkových spínačoch. Prúd pretekajúci cievkou ovláda jazýčkový spínač. Tieto cievky majú často mnoho tisíc závitov veľmi jemného drôtu. Keď je na cievku privedené prevádzkové napätie, generuje sa magnetické pole, ktoré zase zopne spínač rovnakým spôsobom ako permanentný magnet.

Krok 8:

V porovnaní s relé na báze kotvy sa relé Reed Relay Relay Relay dá oveľa rýchlejšie, pretože pohyblivé časti sú malé a ľahké (aj keď je stále prítomný odraz od spínača). Vyžadujú veľmi nízky prevádzkový výkon a majú nižšiu kontaktnú kapacitu. Ich súčasná manipulačná kapacita je obmedzená, ale s vhodnými kontaktnými materiálmi sú vhodné pre „suché“spínacie aplikácie. Sú mechanicky jednoduché, ponúkajú vysokú prevádzkovú rýchlosť, dobrý výkon pri veľmi malých prúdoch, sú vysoko spoľahlivé a majú dlhú životnosť.

V 70. a 80. rokoch minulého storočia sa v telefónnych ústredniach používali milióny tŕstových relé.

Krok 9: Oblasti použitia

Takmer kdekoľvek idete, v blízkosti nájdete jazýčkový spínač, ktorý si ticho plní svoju prácu. Jazýčkové spínače sú také všadeprítomné, že v žiadnom prípade pravdepodobne nebudete od jedného vzdialení viac ako niekoľko stôp. Niektoré z ich oblastí použitia sú v:

1. Poplachové systémy proti vlámaniu na dvere a okná.

2. Jazýčkové prepínače uvedú váš notebook do režimu spánku/hibernácie, keď je veko zatvorené

3. Senzory/indikátor hladiny kvapaliny v nádrži - plávajúci magnet slúži na aktiváciu spínačov umiestnených na rôznych úrovniach.

4. Snímače rýchlosti na kolesách bicykla/ jednosmerných elektromotoroch

5. V otáčajúcich sa ramenách umývačiek riadu, aby zistili, kedy sa zasekávajú

6. Zabránia spusteniu práčky, keď je veko otvorené

7. V tepelných prerušeniach v elektrických sprchách zastaviť ohrev vody na nebezpečné úrovne.

8. Vedia, či má auto dostatok brzdovej kvapaliny a či je váš pás zapnutý alebo nie.

9. Anemometre s otočnými pohármi majú vo vnútri jazýčkové spínače, ktoré merajú rýchlosť vetra.

10. Používajú sa tiež v aplikáciách, ktoré využívajú extrémne nízky únik prúdu.

11. Staré klávesnice vo vozidlách, priemyselných systémoch, domácich spotrebičoch, telekomunikáciách, zdravotníckych pomôckach, telefónoch typu Clamshell a ďalších ……

Na strane relé sa používajú na automatické rezanie sekvencií.

Krok 10: Život

Mechanický pohyb trstiny je pod hranicou únavy materiálov, takže sa trstiny v dôsledku únavy nelámu. Opotrebenie a životnosť sú takmer úplne závislé od účinku elektrického zaťaženia na kontakty spolu s materiálom jazýčkového spínača. K opotrebovaniu povrchu kontaktu dochádza iba vtedy, ak sa kontakty spínača otvoria alebo zatvoria. Z tohto dôvodu výrobcovia hodnotia životnosť skôr ako hodiny alebo roky. Vo všeobecnosti vyššie napätie a vyššie prúdy spôsobujú rýchlejšie opotrebovanie a kratšiu životnosť.

Sklenená obálka predĺžila ich životnosť a môže byť poškodená, ak je jazýčkový spínač vystavený mechanickému namáhaniu. Sú lacné, trvanlivé a v slaboprúdových aplikáciách môžu v závislosti od elektrického zaťaženia vydržať asi miliardu aktivácií.

Krok 11: Ďakujem

Ešte raz ďakujem za kontrolu môjho príspevku. Dúfam, že vám to pomôže.

Ak ma chcete podporiť, prihláste sa na odber môjho kanála YouTube:

Video:

Podporte moju prácu:

BTC: 35ciN1Z49Y1bReX2U7Etd9hGPWzzzk8TzF

LTC: MQFkVkWimYngMwp5SMuSbMP4ADStjysstm

ETH: 0x939aa4e13ecb4b46663c8017986abc0d204cde60

DOGE: DDe7Fws24zf7acZevoT8uERnmisiHwR5st

TRX: TQJRvEfKc7NibQsuA9nuJhh9irV1CyRmnW

BAT: 0x939aa4e13ecb4b46663c8017986abc0d204cde60

BCH: qrfevmdvmwufpdvh0vpx072z35et2eyefv3fa9fc3z