Reed Switch 101

Inimbento ni WB Ellwood ang Reed Switch sa Bell Telephone Laboratories noong 1936. Noong 1940's nagsimula itong hanapin ang sarili sa demand bilang isang sensor at Reed relay. Dito ito ginamit sa iba't ibang mga stepping/switch application, electronic at test equipment. Sinimulan ng Western Electric ang paggamit ng mga Reed relay noong huling bahagi ng 40's sa kanilang mga istasyon ng paglipat ng telepono sa sentral na opisina, kung saan ginagamit pa rin ang mga ito sa ilang lugar hanggang ngayon. Ang Reed Switch ay gumanap ng isang mahalagang papel sa pagpapaunlad ng teknolohiya ng telekomunikasyon. Sa paglipas ng mga taon, maraming mga tagagawa ang dumating at nawala at sa pangkalahatan, gumagawa sila ng mahusay na kalidad, maaasahang mga produkto na nakakatulong sa makabuluhang paglago nito ngayon.

Ngayon, ang teknolohiya ng Reed Switch ay ginagamit sa maraming mga merkado tulad ng sa telekomunikasyon, automotive, mga kasangkapan sa seguridad at teknolohiya ng pagsubok at pagsukat. Ang isang halimbawa ng aplikasyon ng reed switch ay ang pag-detect ng pagbubukas ng pinto, kapag ginamit bilang proximity switch para sa alarm ng magnanakaw. Ito ay may napakalakas na rate ng paglago, sa katunayan kaya't ang output ng mundo ay hindi makasabay sa demand. Ang Reed Switch ay maaaring gamitin sa halos anumang kapaligiran dahil sa katotohanan na ito ay hermetically sealed (ganap na selyadong at airtight). Bagaman ito ay simple sa istruktura, ito ay nakakaapekto sa maraming mga teknolohiya sa proseso ng pagmamanupaktura nito.

Ang mahalaga sa kalidad at pagiging maaasahan nito ay ang glass to metal hermetic seal. Ang salamin at metal na ginamit ay kailangang magkaroon ng napakaeksaktong linear coefficient ng expansion (tumutukoy sa relatibong pagbabago sa haba ng isang materyal sa bawat degree na pagbabago ng temperatura) para maiwasan ang pag-crack na nagreresulta sa hindi magandang seal. Sa paglipas ng mga taon, ang Reed Switch ay lumiit sa laki mula sa humigit-kumulang 50 mm (2 pulgada) hanggang 6 mm (0.24 pulgada). Ang mas maliliit na laki na ito ay nagbukas ng higit pang mga application.

Mga tampok

• Contact resistance (sa resistensya) karaniwang 50 milliOhms (mΩ)
• Sa off state nito, hindi ito nangangailangan ng power o circuitry
• Kakayahang mag-alok ng tampok na latching
• Oras ng pagpapatakbo sa saklaw ng 100 μs hanggang 300 μs
• Kakayahang magpatakbo sa matinding saklaw ng temperatura mula –40 oC hanggang 80 oC
• Kakayahang gumana sa lahat ng uri ng kapaligiran kabilang ang hangin, tubig, vacuum, langis, gatong, at mga kapaligirang puno ng alikabok
• Mahabang buhay. Nang walang suot na mga bahagi, ang paglipat ng load sa ilalim ng 5 Volts sa 10 mA, ay gagana nang maayos sa bilyun-bilyong operasyon

Kailan dapat gamitin ang reed switch?

Ang Reed Switch ay mura at napakaraming gamit. Maaari silang maging mahusay na gamitin sa PLC at iba pang mga logic device. Kadalasan ay may built in na kasalukuyang naglilimita na circuit, na nagbibigay ng proteksyon laban sa mga kasalukuyang surge na karaniwan sa mga PLC at mahabang wire run. Ang malalaking surge ng kasalukuyang karaniwan sa mga inductive load ay maaaring lubhang limitahan ang tagal ng buhay ng switch.

Ilang karaniwang maling kuru-kuro

1. Ang mga switch ng reed ay nangangailangan ng sertipiko ng mapanganib na lugar mula sa ATEX, CSA, o IECEX: Ang mga ito ay inuri bilang simpleng apparatus na maaaring gamitin sa Zone 1 o mas mataas basta't mas mababa ang paglipat ng mga ito sa 1.2V, 0.1A, 25 mW
2. Ang mga switch ng Reed ay gagana nang walang hanggan, ang mga ito ay mga mekanikal na aparato na may limitadong bilang ng mga cycle: Ang kanilang buhay ay depende sa kinakailangang dalas, ang boltahe at kasalukuyang inililipat at ang antas ng vibration na naranasan.
3. Ang reed switch sa isang meter board ay hindi maaaring panlabas ng isang DC source: Ang reed switch ay maaaring lumipat ng mas mataas na boltahe ngunit ito ay paikliin ang buhay ng switch.

Ang karaniwang tambo

Ang Reed Switch ay binubuo ng dalawang ferromagnetic blades na karaniwang gawa sa bakal at nikel. Ang mga blades na ito ay hermetically sealed sa isang glass capsule. Ang mga blades ay nagsasapawan sa loob ng glass capsule, na may puwang sa pagitan ng mga ito. Ang mga blades na ito ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa kapag mayroong angkop na magnetic field. Kung saan ang mga blades ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa, ang lugar na ito ay kadalasang nababalutan o nabubulol (isang deposito, metal sa ibabaw sa pamamagitan ng paggamit ng mga mabibilis na ion upang ilabas ang mga particle nito mula sa isang target) na may matigas na metal tulad ng Rhodium o Ruthenium. Ang tigas ng mga metal na ito ay nakakatulong sa mahabang buhay ng isang Reed Switch kung ang mga contact na ito ay hindi na-overload. Sa loob ng kapsula ay mayroong isang gas, na karaniwang Nitrogen o ilang katumbas na inert gas. Sa kaso ng ilang Reed Switch, mayroon silang panloob na vacuum upang mapataas ang kanilang kakayahang lumipat at mag-standoff ng matataas na boltahe. Ang mga blades ay kumikilos bilang magnetic flux conductor kapag nalantad sa isang panlabas na magnetic field mula sa isang permanenteng magnet o electromagnetic coil. Ang mga pole ng tapat na polarity ay nilikha at ang mga contact ay nagsasara kapag ang magnetic force ay lumampas sa spring force ng reed blades. Habang ang panlabas na magnetic field ay nabawasan upang ang puwersa sa pagitan ng mga tambo ay mas mababa kaysa sa pagpapanumbalik ng puwersa ng mga talim ng tambo, ang mga contact ay bubukas. Ang Reed Switch na inilarawan sa itaas ay isang 1 Form A (normally open) o Single Pole Single Throw (SPST) Reed.

Isinasara ang mga contact ng reed switch

Sa pangkalahatan, mayroong dalawang paraan na ginagamit upang isara ang mga contact sa Reed Switch. Ang isa ay ang paggamit ng permanenteng magnet (tulad ng diagram A sa ibaba). Ang pangalawa ay ang paggamit ng coil wound na may tanso (refer diagram B sa ibaba).

Kapag nagdala ka ng permanenteng magnet sa malapit sa isang Reed Switch, nagiging magnetized ang mga indibidwal na reed na may kaakit-akit na magnetic polarity. Kapag ang panlabas na magnetic field ay naging sapat na malakas, ang magnetic force of attraction ay nagsasara ng mga blades. Ang mga talim ng tambo ay na-annealed at pinoproseso upang alisin ang anumang magnetic retentivity. Kapag ang magnetic field ay na-withdraw ang magnetic field sa reed blades ay nawawala rin. Kung mayroong anumang natitirang magnetism sa mga reed blades, ang mga katangian ng Reed Switch ay mababago. Ang wastong pagproseso at wastong pagsusubo ay malinaw na mahalagang mga hakbang sa kanilang pagmamanupaktura.

Mahalagang tala ng aplikasyon

• Ang kasalukuyang at boltahe na hinihingi ng load ay HINDI dapat lumampas sa kasalukuyang at boltahe na mga rating ng switch. Para sa DC boltahe laging obserbahan polarity. Ang boltahe ay dapat na 5 – 120 VAC/VDC at ang kasalukuyang dapat ay 4 watts ang maximum.
• Ang mga switch ng Reed ay hindi maaaring direktang konektado sa power supply nang walang serye ng pagkarga. Ang paggawa nito ay makakasira sa switch.
• Huwag subukan ang switch na may filament light bulb. Ang matinding pag-agos ay magdudulot ng pinsala o maagang pagkabigo.
• May tatlong uri ng load: Resistive (PC o PLC), Capacitive (long wire runs), at Inductive (solenoids).
• Palaging panatilihing malinis at walang alikabok ang paligid ng switch.
• Ang mga switch ng Reed ay walang built in na surge suppression. Kapag ginagamit ang switch para paandarin ang isang solenoid o anumang inductive load, palaging gumamit ng surge suppression na bersyon ng solenoid at/o surge suppression connectors. Kung wala ang mga pag-iingat na ito, ang malalaking inductive spike ay maaaring malubhang limitahan ang pag-asa sa buhay ng switch.
• Gamitin ang switch para i-signal lamang ang pagtatapos ng stroke. Huwag umasa sa switch nang mag-isa upang ihinto ang piston sa kalagitnaan ng stroke.
• Ang mga reed switch ay nilagyan ng mga indicator light. Ang ilaw ay palaging naglalarawan ng isang output boltahe mula sa switch.

Pagpapalawak ng buhay ng iyong Reed Switch

Mayroong ilang mga paraan ng pagpapahaba ng buhay ng switch ng tambo. Ang mga reed switch ay mga mekanikal na aparato, karaniwang bukas, ngunit dalawang ferromagnetic blades, na selyadong may inert gas sa isang glass chamber, nagsasara kapag ang magnet sa rotor ay pumasa at pumasa sa isang kasalukuyang. Sa isip, para ma-maximize ang buhay ng reed switch dapat limitahan ito ng customer na lumipat sa ilalim ng 5V sa 10 mA. Ang pagbabago ng temperatura ay magkakaroon din ng papel sa buhay ng reed switch dahil ang mabilis na pagbabago sa temperatura ay mabibiyak ang salamin na katawan. Upang ibuod kung ano ang maaaring gawin upang mapakinabangan ang buhay ng switch ng tambo:

1. Paglipat ng boltahe sa ibaba 5V
2. Kasalukuyang nasa 10 mA
3. I-minimize ang vibration na maaaring pumutok sa glass body
4. Limitahan ang pagbabago ng temperatura sa ibaba 18°F/min (10°C/min)
5. Ang dalas ng pulso ay maglilimita rin sa buhay ng switch- karaniwang dalawang bilyong pulso sa ilalim ng mainam na mga kondisyon.

Halimbawa, ang FLOMEC® OM025 ay may pinakamataas na frequency ng alinman sa aming mga metro sa maximum na rate ng daloy na 67 Hz. Nangangahulugan ito na kung ito ay tumatakbo malapit sa pinakamataas na rate ng daloy na tinukoy nang tuloy-tuloy, ang reed switch ay magkakaroon ng inaasahang buhay na 1 taon para sa 2 bilyong pulso. Ang paraan upang malutas ito ay alinman sa pamamagitan ng pagtukoy ng mas malaking metro na may mas mababang frequency sa simula, o pagbabago sa Hall effect sensor (para sa karagdagang impormasyon oh Hall Effect Sensor mag-click dito) na hindi ayon sa teorya ay limitado ang buhay ng frequency. Tandaan na hindi namin inirerekumenda ang pagtakbo sa 100% ng saklaw ng daloy ng metro dahil magiging labis ang pagkasuot ng rotor bearing, irerekomenda namin ang metro na tumakbo nang higit sa 80% ng buong saklaw – isang reed switch life na 18 buwan. Kaya tulad ng nakikita mo ang buhay ng switch ng tambo ay nasa loob ng mga hangganan ng inaasahang paggamit kung tumatakbo ang mga ito malapit sa buong saklaw ng rate ng daloy. Anumang mas mataas na switching boltahe o kasalukuyang o mabilis na pagbabago ng temperatura ay mag-aambag din sa maagang pagkabigo.

Inaasahan namin na ang artikulong ito ng techcorner sa mga switch ng reed ay nakapagtuturo. Para sa tulong sa anumang tinalakay sa artikulong ito o pagsukat ng daloy sa pangkalahatan, marami kaming mapagkukunan upang tulungan ka. Makipag-ugnayan sa amin para sa karagdagang impormasyon.