หากคุณเยี่ยมชมโรงงานสมัยใหม่และชมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่น่าทึ่งที่ทำงานในห้องประกอบ คุณจะเห็นเซ็นเซอร์ต่างๆ จัดแสดงอยู่ เซ็นเซอร์เหล่านี้ส่วนใหญ่มีสายไฟแยกกันสำหรับการจ่ายแรงดันไฟบวก กราวด์ และสัญญาณ การใช้พลังงานช่วยให้เซ็นเซอร์ทำงานได้ ไม่ว่าจะสังเกตการมีอยู่ของโลหะเฟอร์โรแมกเนติกในบริเวณใกล้เคียง หรือส่งลำแสงออกไปโดยเป็นส่วนหนึ่งของระบบรักษาความปลอดภัยของโรงงาน สวิตช์เชิงกลแบบเรียบง่ายที่กระตุ้นเซ็นเซอร์เหล่านี้ เช่น สวิตช์กก ต้องใช้สายไฟเพียงสองเส้นในการทำงาน สวิตช์เหล่านี้เปิดใช้งานโดยใช้สนามแม่เหล็ก
รีดสวิตช์คืออะไร?
สวิตช์กกเกิดขึ้นในปี 1936 เป็นผลงานการผลิตของ WB Ellwood ที่ Bell Telephone Laboratories และได้รับสิทธิบัตรในปี 1941 สวิตช์ดูเหมือนแคปซูลแก้วขนาดเล็กที่มีสายไฟฟ้าโผล่ออกมาจากปลายแต่ละด้าน
รีดสวิตช์ทำงานอย่างไร?
กลไกการสลับประกอบด้วยใบมีดเฟอร์โรแมกเนติกสองใบ ซึ่งคั่นด้วยไมครอนเพียงไม่กี่ไมครอน เมื่อแม่เหล็กเข้าใกล้ใบพัดเหล่านี้ ใบพัดทั้งสองจะดึงเข้าหากัน เมื่อสัมผัสกัน ใบมีดจะปิดหน้าสัมผัสที่เปิดตามปกติ (NO) เพื่อให้กระแสไฟฟ้าไหลได้ สวิตช์หรีดบางตัวยังมีหน้าสัมผัสที่ไม่ใช่เฟอร์โรแมกเนติก ซึ่งสร้างเอาต์พุตแบบปิดตามปกติ (NC) แม่เหล็กที่เข้ามาใกล้จะปลดการเชื่อมต่อและดึงออกจากหน้าสัมผัสสวิตช์
หน้าสัมผัสถูกสร้างขึ้นจากโลหะหลายชนิด รวมถึงทังสเตนและโรเดียม บางพันธุ์ถึงกับใช้สารปรอท ซึ่งต้องจัดวางในทิศทางที่เหมาะสมจึงจะเปลี่ยนได้อย่างถูกต้อง ซองแก้วที่บรรจุก๊าซเฉื่อย (โดยทั่วไปคือไนโตรเจน) จะปิดผนึกหน้าสัมผัสที่ความดันภายในภายใต้บรรยากาศเดียวกัน การซีลจะแยกหน้าสัมผัสออกจากกัน ซึ่งป้องกันการกัดกร่อนและประกายไฟที่อาจเกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่ของหน้าสัมผัส
แอปพลิเคชั่น Reed Switch ในโลกแห่งความเป็นจริง
คุณจะพบเซ็นเซอร์ในชีวิตประจำวัน เช่น รถยนต์และเครื่องซักผ้า แต่จุดที่โดดเด่นที่สุดแห่งหนึ่งที่สวิตช์/เซ็นเซอร์เหล่านี้ทำงานคือสัญญาณกันขโมย อันที่จริงแล้ว สัญญาณเตือนภัยเป็นแอปพลิเคชั่นที่เกือบจะสมบูรณ์แบบสำหรับเทคโนโลยีนี้ หน้าต่างหรือประตูแบบเคลื่อนย้ายได้จะมีแม่เหล็กอยู่ และเซ็นเซอร์จะอยู่บนฐาน โดยจะส่งสัญญาณจนกว่าแม่เหล็กจะหลุดออก เมื่อหน้าต่างเปิดอยู่ หรือหากมีคนตัดสายไฟ เสียงสัญญาณเตือนจะดังขึ้น
แม้ว่าสัญญาณกันขโมยจะใช้งานได้ดีกับสวิตช์กก แต่อุปกรณ์เหล่านี้อาจมีขนาดเล็กลงก็ได้ สวิตช์ขนาดเล็กจะพอดีกับอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ติดเครื่องที่เรียกว่า PillCams เมื่อผู้ป่วยกลืนหัววัดขนาดเล็กลงไป แพทย์สามารถเปิดใช้งานได้โดยใช้แม่เหล็กที่อยู่ด้านนอกร่างกาย ความล่าช้านี้ช่วยประหยัดพลังงานจนกว่าหัววัดจะถูกวางอย่างถูกต้อง ซึ่งหมายความว่าแบตเตอรี่ในเครื่องอาจมีขนาดเล็กลง ซึ่งเป็นคุณลักษณะที่สำคัญในสิ่งที่ออกแบบมาเพื่อเดินทางผ่านทางเดินอาหารของมนุษย์ นอกจากขนาดที่เล็กแล้ว แอปพลิเคชันนี้ยังแสดงให้เห็นว่าเซ็นเซอร์เหล่านี้มีความไวเพียงใด เนื่องจากเซ็นเซอร์เหล่านี้สามารถรับสนามแม่เหล็กผ่านเนื้อมนุษย์ได้
สวิตช์รีดไม่จำเป็นต้องใช้แม่เหล็กถาวรในการสั่งงาน รีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าสามารถเปิดสวิตช์ได้ เนื่องจาก Bell Labs พัฒนาสวิตช์เหล่านี้ในตอนแรก จึงไม่น่าแปลกใจเลยที่อุตสาหกรรมโทรศัพท์ใช้รีเลย์แบบรีดเพื่อควบคุมและฟังก์ชันหน่วยความจำ จนกระทั่งทุกอย่างกลายเป็นระบบดิจิทัลในทศวรรษ 1990 รีเลย์ประเภทนี้ไม่ได้เป็นแกนหลักของระบบการสื่อสารของเราอีกต่อไป แต่ยังคงพบเห็นได้ทั่วไปในการใช้งานอื่นๆ มากมายในปัจจุบัน
ข้อดีของรีดรีเลย์
เซ็นเซอร์ฮอลล์เอฟเฟกต์เป็นอุปกรณ์โซลิดสเตตที่สามารถตรวจจับสนามแม่เหล็กได้ และเป็นทางเลือกหนึ่งนอกเหนือจากสวิตช์กก เอฟเฟกต์ฮอลล์มีความเหมาะสมอย่างแน่นอนสำหรับการใช้งานบางประเภท แต่สวิตช์แบบรีดมีการแยกทางไฟฟ้าได้ดีกว่าเมื่อเทียบกับโซลิดสเตต และพวกมันจะเผชิญกับความต้านทานไฟฟ้าน้อยลงเนื่องจากมีหน้าสัมผัสแบบปิด นอกจากนี้ รีดสวิตช์ยังสามารถทำงานได้กับแรงดันไฟฟ้า โหลด และความถี่ที่หลากหลาย เนื่องจากสวิตช์ทำงานเหมือนกับสายไฟที่เชื่อมต่อหรือตัดการเชื่อมต่อ หรือคุณจะต้องมีวงจรรองรับเพื่อให้เซ็นเซอร์ Hall ทำงานได้
สวิตช์แบบรีดมีความน่าเชื่อถือสูงอย่างเหลือเชื่อสำหรับสวิตช์แบบกลไก และสามารถทำงานได้หลายพันล้านรอบก่อนที่จะทำงานล้มเหลว นอกจากนี้ เนื่องจากโครงสร้างที่ปิดสนิท จึงสามารถทำงานในสภาพแวดล้อมที่อาจเกิดการระเบิดได้ซึ่งประกายไฟอาจทำให้เกิดผลร้ายได้ สวิตช์รีดอาจเป็นเทคโนโลยีที่เก่ากว่า แต่ก็ยังห่างไกลจากความล้าสมัย คุณสามารถใช้บรรจุภัณฑ์ที่มีสวิตช์หรีดกับแผงวงจรพิมพ์ (PCB) โดยใช้เครื่องจักรหยิบและวางแบบอัตโนมัติ
งานประกอบครั้งต่อไปของคุณอาจต้องใช้วงจรรวมและส่วนประกอบที่หลากหลาย ซึ่งทั้งหมดนี้เปิดตัวในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แต่อย่าลืมสวิตช์กกแบบเรียบง่าย ทำให้งานสวิตช์พื้นฐานเสร็จสิ้นด้วยวิธีที่เรียบง่ายอย่างยอดเยี่ยม หลังจากใช้งานและการพัฒนามายาวนานกว่า 80 ปี คุณสามารถไว้วางใจการออกแบบที่ได้รับการพิสูจน์แล้วและเป็นจริงของสวิตช์กกเพื่อให้ทำงานได้อย่างต่อเนื่อง
เวลาโพสต์: 22 เมษายน 2024