Se você visitar uma fábrica moderna e observar os incríveis componentes eletrônicos em funcionamento em uma célula de montagem, verá uma variedade de sensores em exposição. A maioria desses sensores possui fios separados para alimentação de tensão positiva, aterramento e sinal. A aplicação de energia permite que um sensor execute sua função, seja observando a presença de metais ferromagnéticos nas proximidades ou enviando um feixe de luz como parte do sistema de segurança da instalação. Os modestos interruptores mecânicos que acionam esses sensores, como o interruptor reed, precisam de apenas dois fios para realizar sua função. Esses interruptores são ativados por meio de campos magnéticos.
O que é um Reed Switch?
O interruptor reed surgiu em 1936. Foi uma criação de WB Ellwood, da Bell Telephone Laboratories, e sua patente foi obtida 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 micrômetros. Quando um ímã se aproxima dessas lâminas, elas se atraem. Ao se tocarem, 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 (NF). A aproximação de um ímã desconecta o contato e o afasta do contato de comutação.
Os contatos são feitos de uma variedade de metais, incluindo tungstênio e ródio. Algumas variedades utilizam até mercúrio, que deve ser mantido na orientação correta para a troca correta. Um invólucro de vidro preenchido com gás inerte — geralmente nitrogênio — sela os contatos a uma pressão interna inferior a uma atmosfera. A vedação isola os contatos, o que evita a corrosão e quaisquer faíscas que possam resultar do movimento dos contatos.
Aplicações do Reed Switch no mundo real
Você encontrará sensores em itens do dia a dia, como carros e máquinas de lavar, mas um dos locais mais importantes onde esses interruptores/sensores operam é em alarmes contra roubo. Na verdade, alarmes são uma aplicação quase perfeita para essa tecnologia. Uma janela ou porta móvel abriga um ímã, e o sensor fica na base, transmitindo um sinal até que o ímã seja removido. Com a janela aberta — ou se alguém cortar o fio — um alarme soará.
Embora alarmes contra roubo sejam um excelente uso para interruptores reed, esses dispositivos podem ser ainda menores. Um interruptor miniaturizado cabe dentro de dispositivos médicos ingeridos, conhecidos como PillCams. Assim 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 internas podem ser ainda menores, um recurso essencial em algo projetado para viajar pelo trato digestivo humano. Além do tamanho pequeno, essa aplicação 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 acioná-los. Como a Bell Labs desenvolveu esses interruptores inicialmente, não é surpresa que a indústria telefônica tenha utilizado relés reed para funções de controle e memória até que tudo se tornou digital na década de 1990. Esse tipo de relé não constitui mais a espinha dorsal do nosso sistema de comunicação, mas ainda é comum em muitas outras aplicações hoje em dia.
Vantagens dos Relés Reed
O sensor de efeito Hall é um dispositivo de estado sólido capaz de detectar campos magnéticos e é uma alternativa ao sensor reed. Os sensores de efeito Hall são certamente adequados para algumas aplicações, mas os sensores reed apresentam isolamento elétrico superior ao sensor de estado sólido e enfrentam menor resistência elétrica devido aos contatos fechados. Além disso, os sensores reed podem operar com uma variedade de tensões, cargas e frequências, já que funcionam simplesmente como um fio conectado ou desconectado. Alternativamente, você precisará de um circuito de suporte para permitir que os sensores Hall realizem seu trabalho.
Os interruptores reed apresentam confiabilidade incrivelmente alta para um interruptor mecânico e são capazes de funcionar por bilhões de ciclos antes de falhar. Além disso, devido à sua construção selada, podem operar em ambientes explosivos, onde uma faísca pode ter resultados potencialmente desastrosos. Os interruptores reed podem ser uma tecnologia mais antiga, mas estão longe de serem 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 realiza sua função básica de comutação de uma forma brilhantemente simples. Após mais de 80 anos de uso e desenvolvimento, você pode confiar no design comprovado e comprovado do interruptor reed para um funcionamento consistente.
Horário da publicação: 22/04/2024