Ak navštívite modernú továreň a pozorujete úžasnú elektroniku pri práci v montážnej bunke, uvidíte vystavené množstvo senzorov. Väčšina z týchto senzorov má samostatné vodiče pre kladné napätie, uzemnenie a signál. Privedenie napájania umožňuje senzoru vykonávať svoju funkciu, či už ide o monitorovanie prítomnosti feromagnetických kovov v blízkosti alebo vysielanie svetelného lúča ako súčasť bezpečnostného systému zariadenia. Jednoduché mechanické spínače, ktoré tieto senzory spúšťajú, ako napríklad jazýčkový spínač, potrebujú na svoju funkciu iba dva vodiče. Tieto spínače sa aktivujú pomocou magnetických polí.
Čo je to jazýčkový spínač?
Jazýčkový spínač sa zrodil v roku 1936. Jeho vynálezom bol WB Ellwood z Bell Telephone Laboratories a patent si vyslúžil v roku 1941. Spínač vyzerá ako malá sklenená kapsula s elektrickými vodičmi vyčnievajúcimi z oboch koncov.
Ako funguje jazýčkový spínač?
Spínací mechanizmus sa skladá z dvoch feromagnetických čepelí, ktoré sú od seba vzdialené len niekoľko mikrónov. Keď sa magnet priblíži k týmto čepeliam, obe čepele sa k sebe pritiahnu. Po dotyku čepele zatvoria normálne otvorené (NO) kontakty, čím umožnia tok elektriny. Niektoré jazýčkové spínače obsahujú aj neferomagnetický kontakt, ktorý vytvára normálne zatvorený (NC) výstup. Približujúci sa magnet rozpojí kontakt a odtiahne ho od spínacieho kontaktu.
Kontakty sú vyrobené z rôznych kovov vrátane volfrámu a ródia. Niektoré varianty dokonca používajú ortuť, ktorá musí byť pre správne prepínanie udržiavaná v správnej orientácii. Sklenený obal naplnený inertným plynom – zvyčajne dusíkom – utesňuje kontakty pri vnútornom tlaku jednej atmosféry. Utesnenie izoluje kontakty, čo zabraňuje korózii a iskrám, ktoré by mohli vzniknúť pri pohybe kontaktov.
Aplikácie jazýčkových spínačov v reálnom svete
Senzory nájdete v bežných predmetoch, ako sú autá a práčky, ale jedným z najvýznamnejších miest, kde tieto spínače/senzory fungujú, sú poplašné zariadenia proti vlámaniu. V skutočnosti sú alarmy pre túto technológiu takmer dokonalou aplikáciou. Pohyblivé okno alebo dvere obsahujú magnet a senzor sa nachádza na základni a prenáša signál, kým sa magnet neodstráni. Po otvorení okna – alebo ak niekto prereže drôt – sa spustí alarm.
Aj keď sú jazýčkové spínače výborným využitím pre alarmy proti vlámaniu, tieto zariadenia môžu byť ešte menšie. Miniaturizovaný spínač sa zmestí do zdravotníckych pomôcok známych ako PillCams. Keď pacient prehltne malú sondu, lekár ju môže aktivovať pomocou magnetu mimo tela. Toto oneskorenie šetrí energiu, kým nie je sonda správne umiestnená, čo znamená, že zabudované batérie môžu byť ešte menšie, čo je kľúčová vlastnosť v niečom, čo je určené na prechod ľudským tráviacim traktom. Okrem malej veľkosti táto aplikácia tiež ilustruje, aké citlivé môžu byť, pretože tieto senzory dokážu zachytiť magnetické pole cez ľudské telo.
Jazýčkové spínače nepotrebujú na ovládanie permanentný magnet; zapínať ich môže elektromagnetické relé. Keďže tieto spínače pôvodne vyvinula spoločnosť Bell Labs, neprekvapuje, že telefónny priemysel používal jazýčkové relé na ovládanie a pamäťové funkcie, až kým sa v 90. rokoch 20. storočia všetko nedigitalizovalo. Tento typ relé už netvorí chrbticu nášho komunikačného systému, ale v mnohých iných aplikáciách je stále bežný.
Výhody jazýčkových relé
Hallov senzor je polovodičové zariadenie, ktoré dokáže detekovať magnetické polia a je jednou z alternatív k jazýčkovému spínaču. Hallov efekt je určite vhodný pre niektoré aplikácie, ale jazýčkové spínače sa vyznačujú lepšou elektrickou izoláciou ako ich polovodičové náprotivky a v dôsledku zatvorených kontaktov čelia menšiemu elektrickému odporu. Okrem toho môžu jazýčkové spínače pracovať s rôznymi napätiami, záťažami a frekvenciami, pretože spínač funguje jednoducho ako pripojený alebo odpojený vodič. Prípadne budete potrebovať podporné obvody, ktoré umožnia Hallovým senzorom vykonávať ich prácu.
Jazýčkové spínače sa vyznačujú neuveriteľne vysokou spoľahlivosťou na mechanický spínač a sú schopné fungovať miliardy cyklov predtým, ako zlyhajú. Navyše, vďaka svojej utesnenej konštrukcii môžu fungovať vo výbušnom prostredí, kde by iskra mohla mať katastrofálne následky. Jazýčkové spínače môžu byť staršou technológiou, ale zďaleka nie sú zastarané. Puzdrá obsahujúce jazýčkové spínače môžete aplikovať na dosky plošných spojov (PCB) pomocou automatizovaných zariadení na umiestňovanie.
Vaša ďalšia zostava môže vyžadovať rôzne integrované obvody a komponenty, ktoré sa všetky objavili v posledných rokoch, ale nezabudnite na obyčajný jazýčkový spínač. Svoju základnú spínaciu funkciu vykonáva brilantne jednoduchým spôsobom. Po viac ako 80 rokoch používania a vývoja sa môžete spoľahnúť, že osvedčený dizajn jazýčkového spínača bude fungovať konzistentne.
Čas uverejnenia: 22. apríla 2024