Nếu bạn ghé thăm một nhà máy hiện đại và quan sát các thiết bị điện tử tuyệt vời tại nơi làm việc trong một tế bào lắp ráp, bạn sẽ thấy một loạt các cảm biến được trưng bày. Hầu hết các cảm biến này có dây riêng để cung cấp điện áp, mặt đất và tín hiệu dương. Áp dụng năng lượng cho phép một cảm biến thực hiện công việc của mình, cho dù đó là quan sát sự hiện diện của kim loại sắt từ gần đó hoặc gửi một chùm sáng như một phần của hệ thống bảo mật của cơ sở. Các công tắc cơ học khiêm tốn kích hoạt các cảm biến này, như công tắc sậy, chỉ cần hai dây để thực hiện công việc của chúng. Các công tắc này kích hoạt bằng cách sử dụng từ trường.
Công tắc Sậy là gì?
Công tắc Sậy ra đời vào năm 1936. Đó là đứa con tinh thần của WB Ellwood tại Phòng thí nghiệm Điện thoại Bell, và nó đã kiếm được bằng sáng chế vào năm 1941. Công tắc trông giống như một viên nang thủy tinh nhỏ với dây dẫn điện chọc vào mỗi đầu.
Làm thế nào để một công tắc sậy hoạt động?
Cơ chế chuyển đổi bao gồm hai lưỡi sắt từ, chỉ cách nhau một vài micron. Khi một nam châm đến gần những lưỡi dao này, hai lưỡi dao kéo về phía nhau. Sau khi chạm vào, các lưỡi dao đóng các tiếp điểm thường mở (không), cho phép điện chảy. Một số công tắc sậy cũng chứa một tiếp xúc không từ tính, tạo thành đầu ra bình thường (NC). Một nam châm đang đến gần sẽ ngắt kết nối tiếp xúc và kéo ra khỏi tiếp xúc chuyển mạch.
Các tiếp điểm được xây dựng từ nhiều loại kim loại, bao gồm vonfram và rhodium. Một số giống thậm chí sử dụng thủy ngân, phải được giữ theo hướng thích hợp để chuyển đổi chính xác. Một phong bì thủy tinh chứa đầy khí trơ, Nitrogen Nitơ đã niêm phong các tiếp điểm ở áp suất bên trong trong một khí quyển. Việc niêm phong phân lập các tiếp điểm, ngăn chặn sự ăn mòn và bất kỳ tia lửa nào có thể xuất phát từ chuyển động tiếp xúc.
Ứng dụng chuyển đổi sậy trong thế giới thực
Bạn sẽ tìm thấy các cảm biến trong các mặt hàng hàng ngày như ô tô và máy giặt, nhưng một trong những nơi nổi bật nhất mà các chuyển đổi/cảm biến này hoạt động là trong báo động trộm. Trên thực tế, báo động là một ứng dụng gần như hoàn hảo cho công nghệ này. Một cửa sổ hoặc cửa có thể di chuyển chứa một nam châm và cảm biến nằm trên đế, truyền tín hiệu cho đến khi loại bỏ nam châm. Với cửa sổ mở ra hoặc nếu ai đó cắt dây, một báo thức sẽ phát ra âm thanh.
Mặc dù báo động trộm là một cách sử dụng tuyệt vời cho các công tắc sậy, các thiết bị này có thể thậm chí còn nhỏ hơn. Một công tắc thu nhỏ sẽ phù hợp bên trong các thiết bị y tế ăn vào được gọi là Pillcams. Khi bệnh nhân nuốt đầu dò nhỏ, bác sĩ có thể kích hoạt nó bằng cách sử dụng nam châm bên ngoài cơ thể. Sự chậm trễ này bảo tồn năng lượng cho đến khi đầu dò được đặt chính xác, điều đó có nghĩa là pin trên tàu thậm chí còn nhỏ hơn, một tính năng quan trọng trong một thứ được thiết kế để di chuyển qua đường tiêu hóa của con người. Bên cạnh kích thước nhỏ của nó, ứng dụng này cũng minh họa mức độ nhạy cảm của chúng, vì các cảm biến này có thể lấy từ trường qua thịt người.
Công tắc sậy không yêu cầu nam châm vĩnh cửu để kích hoạt chúng; Một rơle điện từ có thể bật chúng. Kể từ khi Bell Labs ban đầu phát triển các công tắc này, không có gì ngạc nhiên khi ngành công nghiệp điện thoại sử dụng rơle sậy để điều khiển và các chức năng bộ nhớ cho đến khi mọi thứ diễn ra kỹ thuật số vào những năm 1990. Loại rơle này không còn tạo thành xương sống của hệ thống truyền thông của chúng tôi, nhưng chúng vẫn phổ biến trong nhiều ứng dụng khác ngày nay.
Ưu điểm của rơle sậy
Cảm biến hiệu ứng Hall là một thiết bị trạng thái rắn có thể phát hiện từ trường và nó là một thay thế cho công tắc sậy. Hiệu ứng Hall chắc chắn phù hợp với một số ứng dụng, nhưng các công tắc sậy có sự cô lập điện vượt trội với đối tác trạng thái rắn của chúng và chúng phải đối mặt với điện trở ít hơn do tiếp xúc kín. Ngoài ra, các công tắc sậy có thể hoạt động với nhiều điện áp, tải và tần số, vì các chức năng chuyển đổi chỉ đơn giản là một dây được kết nối hoặc ngắt kết nối. Ngoài ra, bạn sẽ cần mạch hỗ trợ để cho phép các cảm biến Hall thực hiện công việc của họ.
Các công tắc sậy có độ tin cậy cực kỳ cao đối với một công tắc cơ học và chúng có thể hoạt động cho hàng tỷ chu kỳ trước khi bị hỏng. Ngoài ra, vì cấu trúc niêm phong của chúng, chúng có thể hoạt động trong môi trường nổ nơi một tia lửa có khả năng có kết quả thảm hại. Công tắc sậy có thể là một công nghệ cũ hơn, nhưng chúng không lỗi thời. Bạn có thể áp dụng các gói có chứa các công tắc sậy vào bảng mạch in (PCB) bằng máy móc chọn và đặt tự động.
Bản dựng tiếp theo của bạn có thể yêu cầu một loạt các mạch và thành phần tích hợp, tất cả đều ra mắt trong vài năm qua, nhưng đừng quên công tắc sậy khiêm tốn. Nó hoàn thành công việc chuyển đổi cơ bản của nó một cách đơn giản tuyệt vời. Sau hơn 80 năm sử dụng và phát triển, bạn có thể dựa vào thiết kế đã cố gắng và thực sự của Sậy để hoạt động một cách nhất quán.
Thời gian đăng: Tháng Tư-22-2024