Pokud navštívíte moderní továrnu a budete pozorovat úžasnou elektroniku při práci v montážní buňce, uvidíte na displeji různé senzory. Většina z těchto senzorů má samostatné vodiče pro napájení kladného napětí, zem a signál. Použití napájení umožňuje senzoru vykonávat svou práci, ať už jde o pozorování přítomnosti feromagnetických kovů v okolí nebo vysílání světelného paprsku jako součást bezpečnostního systému objektu. Skromné mechanické spínače, které spouštějí tyto senzory, jako jazýčkový spínač, potřebují ke své práci pouze dva dráty. Tyto spínače se aktivují pomocí magnetických polí.
Co je jazýčkový spínač?
Jazýčkový spínač se zrodil v roce 1936. Byl duchovním dítětem WB Ellwooda v Bell Telephone Laboratories a svůj patent získal v roce 1941. Spínač vypadá jako malá skleněná kapsle s elektrickými vodiči vyčnívajícími z každého konce.
Jak funguje jazýčkový spínač?
Spínací mechanismus se skládá ze dvou feromagnetických lopatek, které jsou od sebe odděleny pouze několika mikrony. Když se k těmto čepelím přiblíží magnet, obě čepele se přitahují k sobě. Jakmile se čepele dotknou, uzavřou normálně otevřené (NO) kontakty, čímž umožní proudění elektřiny. Některé jazýčkové spínače obsahují také neferomagnetický kontakt, který tvoří normálně uzavřený (NC) výstup. Přibližující se magnet kontakt rozpojí a odtáhne od spínacího kontaktu.
Kontakty jsou vyrobeny z různých kovů, včetně wolframu a rhodia. Některé odrůdy dokonce používají rtuť, která musí být udržována ve správné orientaci, aby se správně přepínala. Skleněný obal naplněný inertním plynem – obvykle dusíkem – utěsňuje kontakty při vnitřním tlaku pod jednou atmosférou. Těsnění izoluje kontakty, což zabraňuje korozi a jakýmkoli jiskrám, které by mohly vzniknout při pohybu kontaktů.
Aplikace jazýčkových spínačů v reálném světě
Senzory najdete v každodenních předmětech, jako jsou auta a pračky, ale jedním z nejvýznamnějších míst, kde tyto spínače/senzory fungují, jsou poplašné zařízení proti vloupání. Ve skutečnosti jsou alarmy téměř dokonalou aplikací pro tuto technologii. V pohyblivém okně nebo dveřích je umístěn magnet a senzor je umístěn na základně a vysílá signál, dokud magnet neodstraní. Při otevřeném okně – nebo pokud někdo přestřihne drát – zazní alarm.
Zatímco poplašné zařízení proti vloupání jsou vynikajícím využitím pro jazýčkové spínače, tato zařízení mohou být ještě menší. Miniaturní spínač se vejde do požitých lékařských zařízení známých jako PillCams. Jakmile pacient malou sondu spolkne, lékař ji může aktivovat pomocí magnetu mimo tělo. Toto zpoždění šetří energii, dokud není sonda umístěna správně, což znamená, že palubní baterie mohou být ještě menší, což je kritická vlastnost u něčeho, co je navrženo tak, aby cestovalo lidským trávicím traktem. Kromě své malé velikosti tato aplikace také ukazuje, jak mohou být citlivé, protože tyto senzory mohou zachytit magnetické pole přes lidské maso.
Jazýčkové spínače nevyžadují k ovládání permanentní magnet; může je sepnout elektromagnetické relé. Vzhledem k tomu, že Bell Labs původně vyvinuly tyto přepínače, není žádným překvapením, že telefonní průmysl využíval jazýčková relé pro řídicí a paměťové funkce, dokud se v 90. letech minulého století vše nezdigitalizovalo. Tento typ relé již netvoří páteř našeho komunikačního systému, ale jsou dnes stále běžné v mnoha jiných aplikacích.
Výhody jazýčkových relé
Hallův senzor je polovodičové zařízení, které dokáže detekovat magnetická pole a je jednou z alternativ jazýčkového spínače. Hallovy efekty jsou jistě vhodné pro některé aplikace, ale jazýčkové spínače se vyznačují vynikající elektrickou izolací než jejich polovodičový protějšek a díky uzavřeným kontaktům čelí menšímu elektrickému odporu. Kromě toho mohou jazýčkové spínače pracovat s různými napětími, zátěžemi a frekvencemi, protože spínač funguje jednoduše jako připojený nebo odpojený vodič. Případně budete potřebovat podpůrné obvody, které umožní Hallovým senzorům dělat svou práci.
Jazýčkové spínače se vyznačují neuvěřitelně vysokou spolehlivostí mechanického spínače a jsou schopny fungovat miliardy cyklů, než selžou. Navíc díky své utěsněné konstrukci mohou pracovat ve výbušném prostředí, kde by jiskra mohla mít katastrofální následky. Jazýčkové spínače jsou sice starší technologií, ale zdaleka nejsou zastaralé. Balíčky obsahující jazýčkové spínače můžete aplikovat na desky s plošnými spoji (PCB) pomocí automatizovaných strojů typu pick-and-place.
Vaše další sestavení může vyžadovat různé integrované obvody a komponenty, z nichž všechny debutovaly v posledních několika letech, ale nezapomeňte na skromný jazýčkový spínač. Dokončuje svou základní spínací práci brilantně jednoduchým způsobem. Po více než 80 letech používání a vývoje se můžete spolehnout na to, že osvědčený a skutečný design jazýčkového spínače bude fungovat konzistentně.
Čas odeslání: 22. dubna 2024