Se você visitar uma fábrica moderna e observar a incrível eletrônica funcionando em uma célula de montagem, verá uma variedade de sensores em exibição. A maioria desses sensores possui fios separados para alimentação de tensão positiva, terra e sinal. A aplicação de energia permite que um sensor faça seu trabalho, seja observando a presença de metais ferromagnéticos próximos ou enviando um feixe de luz como parte do sistema de segurança da instalação. Os humildes interruptores mecânicos que acionam esses sensores, como o interruptor reed, só precisam de dois fios para realizar seu trabalho. Essas chaves são ativadas por meio de campos magnéticos.
O que é um interruptor Reed?
O interruptor reed nasceu em 1936. Foi ideia de WB Ellwood, da Bell Telephone Laboratories, e ganhou sua patente em 1941. O interruptor parece uma pequena cápsula de vidro com fios elétricos saindo de cada extremidade.
Como funciona um interruptor Reed?
O mecanismo de comutação é composto por duas lâminas ferromagnéticas, separadas por apenas alguns mícrons. Quando um ímã se aproxima dessas lâminas, as duas lâminas se aproximam. Uma vez tocadas, as lâminas fecham os contatos normalmente abertos (NA), permitindo o fluxo de eletricidade. Alguns interruptores reed também contêm um contato não ferromagnético, que forma uma saída normalmente fechada (NC). Um ímã que se aproxima desconectará o contato e se afastará do contato de comutação.
Os contatos são construídos com uma variedade de metais, incluindo tungstênio e ródio. Algumas variedades até usam mercúrio, que deve ser mantido na orientação adequada para a troca correta. Um envelope de vidro cheio de gás inerte – geralmente nitrogênio – sela os contatos a uma pressão interna abaixo de uma atmosfera. A vedação isola os contatos, o que evita corrosão e quaisquer faíscas que possam resultar do movimento dos contatos.
Aplicações do Reed Switch no mundo real
Você encontrará sensores em itens de uso diário, como carros e máquinas de lavar, mas um dos locais mais importantes em que esses interruptores/sensores operam é em alarmes contra roubo. Na verdade, os alarmes são uma aplicação quase perfeita para esta tecnologia. Uma janela ou porta móvel abriga um ímã, e o sensor fica na base, passando um sinal até a remoção do ímã. Com a janela aberta – ou se alguém cortar o fio – um alarme soará.
Embora os alarmes contra roubo sejam um excelente uso para interruptores reed, esses dispositivos podem ser ainda menores. Um switch miniaturizado caberá dentro de dispositivos médicos ingeridos, conhecidos como PillCams. Depois que o paciente engole a pequena sonda, o médico pode ativá-la usando um ímã fora do corpo. Esse atraso conserva energia até que a sonda seja colocada corretamente, o que significa que as baterias integradas podem ser ainda menores, um recurso crítico em algo projetado para viajar pelo trato digestivo humano. Além do seu pequeno tamanho, este aplicativo também ilustra o quão sensíveis eles podem ser, já que esses sensores podem captar um campo magnético através da carne humana.
Os interruptores Reed não requerem um ímã permanente para acioná-los; um relé eletroímã pode ligá-los. Como a Bell Labs desenvolveu inicialmente esses switches, não é nenhuma surpresa que a indústria telefônica utilizasse relés reed para controle e funções de memória até que tudo se tornasse digital na década de 1990. Este tipo de relé não constitui mais a espinha dorsal do nosso sistema de comunicação, mas ainda hoje é comum em muitas outras aplicações.
Vantagens dos relés Reed
O sensor de efeito Hall é um dispositivo de estado sólido que pode detectar campos magnéticos e é uma alternativa ao interruptor reed. Os efeitos Hall são certamente apropriados para algumas aplicações, mas os interruptores reed apresentam isolamento elétrico superior aos seus equivalentes de estado sólido e enfrentam menos resistência elétrica devido aos contatos fechados. Além disso, os interruptores reed podem funcionar com uma variedade de tensões, cargas e frequências, já que o interruptor funciona simplesmente como um fio conectado ou desconectado. Como alternativa, você precisará de circuitos de suporte para permitir que os sensores Hall façam seu trabalho.
Os interruptores Reed apresentam uma confiabilidade incrivelmente alta para um interruptor mecânico e são capazes de funcionar por bilhões de ciclos antes de falharem. Além disso, devido à sua construção selada, podem operar em ambientes explosivos onde uma faísca poderia ter resultados potencialmente desastrosos. Os interruptores Reed podem ser uma tecnologia mais antiga, mas estão longe de ser obsoletos. Você pode aplicar pacotes contendo interruptores reed em placas de circuito impresso (PCBs) usando máquinas automatizadas de coleta e colocação.
Sua próxima construção pode exigir uma variedade de circuitos integrados e componentes, todos lançados nos últimos anos, mas não se esqueça do humilde interruptor reed. Ele completa seu trabalho básico de comutação de uma forma brilhantemente simples. Após mais de 80 anos de uso e desenvolvimento, você pode confiar no design testado e comprovado do reed switch para funcionar de forma consistente.
Horário da postagem: 22 de abril de 2024