Reed Switch – Working, Circuitos de aplicação

Neste post, aprendemos extensivamente sobre a operação da chave reed e como fazer circuitos simples da chave reed.

O que é o interruptor Reed?

O interruptor reed, também chamado de relé reed, é um interruptor magnético de baixa corrente com um par de contatos ocultos que se fecha e abre em resposta ao campo magnético próximo. Os contatos estão ocultos dentro de um tubo de vidro e suas extremidades terminam fora do tubo de vidro para conexão externa.

E com cerca de um bilhão de especificações operacionais, a vida funcional desses dispositivos também parece muito impressionante.

Além disso, os interruptores de palheta são baratos e, portanto, adequados para todos os tipos de aplicações elétricas e eletrônicas.

Quando o interruptor Reed foi inventado

O interruptor reed foi inventado em 1945 por Dr. W.B. Ellwood, enquanto trabalhava na Western Electric Corporation, nos Estados Unidos. A invenção parece estar muito mais avançada do que o período em que foi inventada.

Seus imensos benefícios de aplicação continuaram despercebidos pelos engenheiros eletrônicos, até os últimos tempos em que os interruptores reed estão se tornando parte de muitas implementações eletrônicas e elétricas cruciais.

Como os comutadores de palheta funcionam


Basicamente, um interruptor de palheta é um relé magneto-mecânico. Para ser mais preciso, um interruptor de palheta em funcionamento é iniciado quando uma força magnética é aproximada, resultando na ação de comutação mecânica necessária.

Uma chave de relé de palheta padrão pode ser vista como mostrado na figura acima. Consiste em um par de tiras ferromagnéticas achatadas (juncos) hermeticamente seladas em um pequeno tubo de vidro.

As palhetas são seguradas firmemente nas duas extremidades do tubo de vidro, de modo que suas extremidades livres se sobreponham levemente no centro, com uma separação de aproximadamente 0,1 mm.

Durante o processo de vedação, o ar dentro do tubo é bombeado e substituído por nitrogênio seco. Isso é crucial para garantir que os contatos operem em uma atmosfera inerte que ajuda a manter os contatos livres de corrosão, eliminar a resistência do ar e torná-lo durável.

Como funciona

A operação básica de um interruptor de palheta pode ser entendida a partir da seguinte explicação

Quando um campo magnético é introduzido perto de um comutador de palheta, seja de um ímã permanente ou de um eletroímã, os molinetes ferromagnéticos tornam-se parte da fonte magnética. Isso faz com que as extremidades dos juncos adquiram polaridade magnética oposta.

Se o fluxo magnético for forte o suficiente, junte as palhetas a uma extensão que exceda a rigidez de aperto e as duas extremidades fazem um contato elétrico no centro do tubo de vidro.

Quando o campo magnético é removido, as hastes perdem seu poder de retenção e as tiras retornam à sua posição original.

Histerese do interruptor Reed

Como sabemos, a histerese é um fenômeno em que o sistema não pode ser ativado e desativado em um determinado ponto fixo.

Por exemplo, para um relé elétrico de 12V, o ponto de disparo pode ser de 11V, mas seu ponto de disparo pode estar em torno de 8,5V, esse intervalo de tempo entre os pontos de disparo e desativação é conhecido como histerese.

Da mesma forma, para um interruptor de palheta, desativar seus molinetes pode exigir que o ímã seja movido muito mais longe do ponto em que foi ativado inicialmente.

A imagem a seguir explica claramente a situação.

Normalmente, um interruptor de palheta fecha quando o ímã é colocado a uma polegada dele, mas pode ser necessário movê-lo a cerca de 5 cm para abrir os contatos para sua forma original, devido à histerese magnética .

Correção do efeito da histerese no interruptor reed

O problema de histerese acima pode ser bastante reduzido, basta inserir outro ímã com pólos N / S invertidos no lado oposto do interruptor reed, como mostrado abaixo:

Certifique-se de que o ímã fixo do lado esquerdo não esteja dentro do alcance de retirada da chave reed, mas a alguma distância, caso contrário, a aba permanecerá fechada e aberta apenas quando o ímã do lado direito ficar muito próximo da folha .

Portanto, a distância do ímã fixo deve ser experimentada com algumas tentativas e erros até que o diferencial correto seja alcançado, e a palheta é encaixada em um ponto fixo pelo ímã em movimento.

Crie uma chave reed “normalmente fechada”

De discussões anteriores, sabemos que normalmente os contatos de um comutador reed são do tipo “normalmente aberto”.

As palhetas se fecham se um ímã for mantido próximo ao corpo do dispositivo. Porém, pode haver certas aplicações em que é necessário que a palheta seja ‘normalmente fechada' ou ligada e desligada na presença de um campo magnético.

Isso pode ser feito facilmente pressionando o dispositivo com um ímã próximo complementar, como mostrado abaixo, ou usando uma chave de palheta tipo SPDT de 3 terminais, conforme indicado no segundo diagrama abaixo.

Na maioria dos sistemas em que um interruptor de palheta funciona através de um ímã permanente, o ímã é instalado em um elemento móvel e a palheta é instalada em uma plataforma fixa ou constante.

No entanto, você pode encontrar vários programas nos quais o ímã e a palheta precisam ser colocados em uma plataforma fixa. A operação LIGA / DESLIGA da palheta nesses casos é obtida distorcendo o campo magnético com a ajuda de um agente ferroso em movimento externo, conforme explicado no próximo parágrafo.

Implementação de operação fixa de chapa / ímã

Nesta configuração, o ímã e a haste são mantidos significativamente próximos, permitindo que os contatos da haste estejam em uma situação normalmente fechada e abrem assim que o agente ferroso de distorção externa passa entre a haste e o ímã.

Por outro lado, o mesmo conceito pode ser aplicado para obter exatamente os resultados opostos. Aqui, o ímã é ajustado para uma posição suficiente para manter o eixo na posição normalmente aberta.

Assim que o agente ferroso externo se move entre a palheta e o ímã, a força magnética é reforçada e reforçada pelo agente ferroso que ativa instantaneamente o interruptor da palheta e a ativa.

Planos de operação de um interruptor de palheta

A figura a seguir mostra diferentes planos lineares de operação para um comutador de palheta. Se movermos o ímã através de qualquer um dos planos a-a, b-b e c-c, permitiremos que a haste funcione normalmente. No entanto, a seleção do ímã pode ser crucial se o modo de operação for através do plano b-b.

Além disso, você pode encontrar disparos falsos ou falsos devido a picos negativos da curva do padrão do campo magnético.

Em situações em que os picos negativos são altos, as hastes podem ser LIGADAS / DESLIGADAS várias vezes à medida que o ímã se move de ponta a ponta da haste.

O acionamento da palheta através de um movimento rotativo também pode ser implementado com sucesso.

Para conseguir isso, você pode usar entre as várias configurações mostradas abaixo:

FIGURA A

FIGURA B

FIGURA C

Também é possível usar um movimento rotativo para ativar uma configuração de chave reed. Nas Figuras A e B, os interruptores de palheta são instalados em uma posição fixa, enquanto os ímãs são presos ao disco rotativo, fazendo com que os ímãs passem o comutador de palheta a cada rotação, ativando / desativando a palheta de acordo.

Na Figura C, o ímã e o interruptor reed são artigos de papelaria, enquanto um came de escudo magnético esculpido especialmente é girado entre eles, de modo que o came corta alternadamente o campo magnético a cada rotação, fazendo com que a aba abra e feche na mesma sequência

O movimento rotativo também pode ser usado para operar um interruptor reed, em A e B os interruptores estão estacionários e os ímãs giram. Nos Exemplos C e D, os interruptores e os ímãs estão estacionários e o comutador funciona desde que a parte cortada da blindagem magnética esteja entre o ímã e o comutador.

As velocidades de comutação podem ser ajustadas em um segundo para mais de 2000 por minuto, basta alterar a velocidade do disco rotativo.

Vida útil do interruptor Reed

Os switches Reed foram projetados para ter uma vida útil extremamente alta, que pode variar de 100 milhões a 1 bilhão de operações de abertura / fechamento.

No entanto, isso pode ser verdade desde que a corrente seja baixa, se a corrente de comutação através dos contatos da palheta exceder o valor nominal máximo, a palheta poderá falhar em algumas operações.

Os interruptores Reed geralmente são classificados para operar com corrente dentro de um intervalo de 100 mA a 3 amperes, dependendo do tamanho do dispositivo.

O valor máximo tolerável é especificado para cargas puramente resistivas. Se a carga for capacitiva ou indutiva, nesse caso, os contatos da chave reed devem ser substancialmente reduzidos ou uma proteção de amortecimento adequada e proteção contra EMF reversa devem ser aplicadas aos terminais reed, como mostrado abaixo:

Adicione proteção contra picos indutivos

Qualquer um dos quatro métodos simples acima é empregado para permitir a proteção de uma chave de palheta contra picos de corrente indutivos ou capacitivos.

Para uma carga indutiva, como uma bobina de relé com uma alimentação CC, um simples shunt de resistência avaliado em 8 vezes mais do que a bobina de relé será suficiente para manter o relé de palheta a salvo do EMF da bobina de relé, como mostrado na figura A.

Embora isso possa aumentar levemente o fluxo de corrente inativa na palheta, mas isso não prejudicará a palheta de qualquer maneira.

O ersistor também pode ser substituído por um capacitor para permitir um tipo de proteção semelhante, como mostra a figura B.

Normalmente, uma rede de proteção de capacitor de resistência é aplicada conforme indicado na figura C, caso a fonte seja CA. A resistência pode ser de 150 ohms e 1/4 watt, e o capacitor pode estar entre 0,1 uF e 1 uF.

Este método demonstrou ser o mais eficaz e manteve com êxito a haste protegida contra troca do motor de partida por mais de um milhão de operações.

Os valores R e C podem ser determinados pela seguinte fórmula

C = I ^ 2/10 uF e R = E / 10I (1 + 50 / E)

Onde E é a corrente do circuito fechado e E é a tensão do circuito aberto da rede.

Na figura C, podemos ver um diodo conectado através da palheta. Essa proteção funciona bem em circuitos CC carregados indutivamente, embora a polaridade do diodo deva ser implementada corretamente.

Comutação de palheta de alta corrente

Em aplicações que exigem comutação de corrente pesada usando uma chave reed, um circuito triac é usado para alternar a carga de corrente pesada e uma chave reed é usada para controlar a comutação de portas do triac, como mostrado abaixo

Como a corrente do portão é significativamente menor que a corrente de carga, a chave reed opera com eficiência e permite que o triac seja comutado sob a carga de corrente alta. Até o interruptor de palheta de minuto pode ser aplicado aqui e funcionará sem problemas.

O opcional 0,1 uF e o 100 ohm RC são uma rede de buffer para proteger o triac contra picos indutivos de alta corrente, se a carga for indutiva.

Vantagens do Reed Switch

Uma grande vantagem do comutador de palheta é sua capacidade de trabalhar com muita eficiência, enquanto alterna baixas magnitudes de correntes e tensões. Este pode ser um grande problema ao usar uma chave normal. Isso ocorre devido à falta de corrente adequada para remover a camada superficial resistiva normalmente associada aos contatos padrão da chave.

Por outro lado, um interruptor de palheta como resultado de suas superfícies de contato banhadas a ouro e atmosfera inerte funciona com sucesso por mais de um bilhão de operações sem problemas.

Em um dos testes práticos em um laboratório de renome da empresa americana, quatro interruptores de palheta foram alimentados a 120 sequências on / off por segundo através de uma carga que roda 500 microvolts e 100 microamp, DC

No teste, cada uma das palhetas podia consistentemente concluir 50 milhões de fechamentos sem uma única ocasião mostrando uma resistência comutada além de 5 ohms.

Falhas no interruptor Reed

Embora extremamente eficiente, o interruptor reed pode mostrar uma tendência a falhar se operado com entradas de corrente mais altas. A alta corrente causa a erosão dos contatos, o que também é comum em comutadores regulares.

Essa erosão resulta em pequenas partículas que também são magnéticas para se acumularem perto do espaço de contato e, de alguma forma, preencher a lacuna. Essa ponte de abertura causa um curto-circuito e os juncos parecem estar permanentemente fundidos.

Portanto, não é realmente devido à fusão dos contatos, mas sim ao curto-circuito devido ao acúmulo de partículas erodidas que faz com que os contatos reed pareçam fundidos e fundidos.

Especificações para um comutador de palheta universal padrão

  • Tensão máxima = 150 V
  • Corrente máxima = 2 amperes
  • Potência máxima = 25 watts
  • Máx. resistência inicial = 50 miliohms
  • Máx. resistência em fim de vida = 2 ohms
  • Tensão máxima de ruptura = 500 V
  • Taxa de fechamento = 400 Hz
  • Resistência de isolamento = 5000 milliohms
  • Faixa de temperatura = -55 graus C a +150 graus C
  • Capacitância de contato = 1,5 pF
  • Vibração = 10G a 10-55Hz
  • Choque = 15G mini mu m
  • Vida em carga nominal = 5 x 10 ^ 6 operações
  • Vida útil com carga zero = 500 x 10 ^ 6 operações

Áreas de aplicação

  1. Indicador de nível de fluido de freio hidráulico, onde a viabilidade depende fundamentalmente da simplicidade e facilidade de uso.
  2. Contagem de proximidade, fornecendo uma abordagem incrivelmente simples para registrar a passagem de objetos ferrosos através de um ponto de ajuste predeterminado.
  3. Comutação de bloqueio de segurança, oferecendo excelente estabilidade e facilidade de uso para aplicativos de design intrinsecamente usinados. Aqui, os interruptores reed integrados são usados ​​para conectar um circuito para acender uma luz de aviso ou iniciar os seguintes estágios de operação.
  4. Interruptor selado em ambientes inflamáveis.evita a possibilidade de combustão; também em atmosferas empoeiradas, onde é difícil confiar em interruptores abertos padrão; e particularmente em climas frios, onde interruptores regulares podem simplesmente congelar.
  5. Em ambientes radioativos, onde o trabalho magnético ajuda a preservar a credibilidade do escudo.

Alguns outros circuitos de aplicação publicados neste site

Interruptor de bóia – Os interruptores Reed podem ser usados ​​para interruptores de bóia efetivos e livres de corrosão. Como os interruptores de palheta são selados, o contato com a água é evitado e o sistema funciona infinitamente sem nenhum problema.

Alarme de gotejamento do paciente – Este circuito usa uma chave reed para acionar um alarme quando o pacote de gotejamento conectado a um paciente é esvaziado. O alarme permite que a enfermeira conheça a situação imediatamente e substitua o gotejamento vazio por uma nova embalagem.

Alarme magnético da porta – Nesta aplicação, um interruptor de palheta é ligado ou desligado quando um ímã adjacente se move ao abrir ou fechar uma porta. O alarme alerta o usuário para a operação da porta.

Contador de enrolamento do transformador – Aqui, o interruptor de palheta é operado por um ímã conectado a uma roda de enrolamento giratória, permitindo que o contador obtenha um sinal de relógio para cada rotação do acionador de palheta.

Controlador de abertura / fechamento de porta: Os interruptores Reed também funcionam muito bem como interruptores de limite de estado sólido. Nesse circuito controlador de portão, a chave reed limita a abertura ou o fechamento do portão desligando o motor cada vez que o portão atinge seus limites máximos de escorregamento.



FONTE

Nota: Este foi traduzido do Inglês para português (auto)

Pode conter erros de tradução

Olá, se tiver algum erro de tradução (AUTO), falta de link para download etc…

Veja na FONTE até ser revisado o post.

Status (Não Revisado)

Se tiver algum erro coloque nos comentários

Mas se gostou compartilhe!!!



Veja mais

Axtudo
Axtudohttps://www.axtudo.com/
“Solidários, seremos união. Separados uns dos outros seremos pontos de vista. Juntos, alcançaremos a realização de nossos propósitos.” (Bezerra de Menezes)

Comentários

DEIXE UMA RESPOSTA

Por favor digite seu comentário!
Por favor, digite seu nome aqui

Captcha *Limite de tempo excedido. Por favor, complete o captcha mais uma vez.

Compartilhe


Últimos Posts

GELATINA COLORIDA NO POTINHO – RECEITA IMPERDÍVEL DE FAÇA...

Ingredientes Creme Uma caixa de leite condensado (395g) 300ml de leite de coco Uma caixa de creme de leite (200g) Um pacote de gelatina incolor sem sabor de...

7 FORMAS DE DIVULGAR LINK DE AFILIADO DE GRAÇA...

Voltamos a um conceito básico, mas totalmente renovado e remodelado para 2021: 7 FORMAS DE DIVULGAR SEU LINK DE AFILIADO DE GRAÇA. Sim, isso mesmo....

TECNOLOGIAS MILITARES E POLICIAIS DE PRÓXIMA GERAÇÃO

Vídeo - Para questoes relacionadas a direitos autorais, entre em contato conosco: copymanager.mn@gmail.com BRAIN TIME ► link➤https:goo.gl/1F9h4w 1. ROSY_L link➤https:youtu.be/fVzvTlVVEaY link➤https:www.youtube.com/channel/UCdrHMWb1G4p0nftdwi_ch_A 2. Airbus H125 link➤https:youtu.be/JA7yVoeiG3A link➤https:www.youtube.com/channel/UC4Dq9cxEDnM5WRtJyKlgEyg 3. XSV 17 'Thunder Child' link➤https:vimeo.com/208197056 4....

Pressione os pedaços de massa enrolados com os dedos...

Vídeo - Sobremesa deliciosa: torta de maçã estilo ratatouille. Quando você ouve a palavra "ratatouille", inevitavelmente pensa no ratinho encantador do filme da Disney ou...