Геркон: 11 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:49

Геркон - ВВЕДЕНИЕ

Герконовый переключатель был изобретен в 1936 году Уолтером Б. Эллвудом в телефонной лаборатории Белла. Геркон состоит из пары ферромагнитных (что намагничивается так же легко, как железо), гибких металлических контактов, обычно из никель-железного сплава (так как они легко намагничиваются и не остаются намагниченными надолго), разделенных всего несколькими микронами, покрытых износостойкий металл, такой как родий или рутений (Rh, Ru, Ir или W) (чтобы продлить им срок службы при включении и выключении) в герметичной (воздухонепроницаемой) стеклянной оболочке (для защиты от пыли и грязи бесплатно). Стеклянная трубка содержит инертный газ (инертный газ - это газ, который не вступает в химические реакции при определенных условиях), обычно это азот, а в случае высокого напряжения это просто вакуум.

Шаг 1:

При производстве металлический язычок вставляется в каждый конец стеклянной трубки, и конец трубки нагревается так, что он герметизирует часть стержня на язычке. Часто используется стекло зеленого цвета, поглощающее инфракрасное излучение, поэтому инфракрасный источник тепла может концентрировать тепло в небольшой зоне уплотнения стеклянной трубки. Используемое стекло имеет высокое электрическое сопротивление и не содержит летучих компонентов, таких как оксид свинца и фториды, которые могут загрязнять контакты во время операции герметизации. С выводами переключателя следует обращаться осторожно, чтобы не разбить стеклянную оболочку.

Когда магнит приближается к контактам, создается электромеханическое силовое поле, и лезвия из жесткого никелевого железа становятся магнитно поляризованными и притягиваются друг к другу, замыкая цепь. Когда магнит удаляется, переключатель возвращается в разомкнутое состояние.

Поскольку контакты геркона изолированы от атмосферы, они защищены от атмосферной коррозии. Герметичное уплотнение герконового переключателя делает его пригодным для использования во взрывоопасных средах, где крошечные искры от обычных переключателей могут представлять опасность. Геркон имеет очень низкое сопротивление в замкнутом состоянии, обычно всего 50 миллиом, поэтому можно сказать, что геркон требует нулевой мощности для его работы.

Шаг 2: Компоненты

Для этого урока нам понадобятся:

- Геркон

- Резистор 220 Ом

- Резистор 100 Ом

- ВЕЛ

- Мультиметр

- аккумулятор

- Макетная плата

- Ардуино Нано

- Магниты и

- Несколько соединительных кабелей

Шаг 3: демонстрация

Используя мультиметр, я покажу вам, как работает геркон. Когда я подношу магнит к переключателю, мультиметр показывает непрерывность, поскольку контакты касаются друг друга, замыкая цепь. Когда магнит удаляется, переключатель возвращается в нормально разомкнутое состояние.

Шаг 4: Типы герконов

Существует 3 основных типа герконов:

1. Однополюсный, одноходовой, нормально открытый [SPST-NO] (обычно выключен)

2. Однополюсный, однопроходный, нормально закрытый [SPST-NC] (нормально включен)

3. Однополюсный, двойной бросок [SPDT] (одна ветвь нормально замкнута, а одна нормально разомкнутая может использоваться попеременно между двумя цепями)

Хотя у большинства герконов есть два ферромагнитных контакта, у некоторых есть один ферромагнитный контакт, а другой немагнитный, в то время как у некоторых, таких как оригинальный герконовый переключатель Элвуда, их три. Также они различаются по форме и размеру.

Шаг 5: Подключение без Arduino

Давайте сначала протестируем геркон без Arduino. Подключите светодиод последовательно с герконом к батарее. Когда магнит приближается к контактам, светодиод загорается, когда никелевые лезвия внутри переключателя притягиваются друг к другу, замыкая цепь. Когда магнит удаляется, переключатель возвращается в разомкнутое состояние, и светодиод гаснет.

Шаг 6: Подключение язычкового переключателя к Arduino

Теперь давайте подключим геркон к Arduino. Подключите светодиод к контакту 12 Arduino. Затем подключите геркон к контакту 13 и заземлите другой конец. Нам также понадобится подтягивающий резистор 100 Ом, подключенный к тому же выводу, чтобы обеспечить контролируемый поток тока на вывод цифрового входа. Если вы хотите, вы также можете использовать внутренний подтягивающий резистор Arduino для этой настройки.

Код очень простой. Установите номер контакта 13 как Reed_PIN и номер контакта 12 как LED_PIN. В разделе настройки установите режим вывода Reed_PIN в качестве входа и LED_PIN в качестве выхода. И, наконец, в секции петли включите светодиод, когда Reed_PIN станет низким.

Как и раньше, при приближении магнита к контактам загорается светодиод, а при удалении магнита переключатель возвращается в разомкнутое состояние, а светодиод гаснет.

Шаг 7: герконовое реле

Другое широко распространенное применение герконового переключателя - изготовление герконовых реле.

В герконовом реле магнитное поле создается электрическим током, протекающим через рабочую катушку, установленную на «одном или нескольких» герконовых переключателях. Ток, протекающий в катушке, приводит в действие геркон. Эти катушки часто имеют много тысяч витков очень тонкой проволоки. Когда на катушку подается рабочее напряжение, создается магнитное поле, которое, в свою очередь, замыкает переключатель так же, как и постоянный магнит.

Шаг 8:

По сравнению с реле на основе якоря, герконовые реле могут переключаться намного быстрее, так как движущиеся части маленькие и легкие (хотя дребезг переключателя все еще присутствует). Они требуют очень меньшей рабочей мощности и имеют меньшую контактную емкость. Их пропускная способность по току ограничена, но с соответствующими материалами контактов они подходят для «сухих» коммутационных приложений. Они просты с механической точки зрения, обладают высокой скоростью работы, хорошими характеристиками при очень малых токах, очень надежны и имеют длительный срок службы.

Миллионы герконовых реле использовались в телефонных станциях в 1970-х и 1980-х годах.

Шаг 9: Области применения

Практически везде, куда бы вы ни пошли, поблизости вы найдете герконовый переключатель, который тихо выполняет свою работу. Герконовые переключатели настолько распространены, что вы, вероятно, никогда не находитесь дальше нескольких футов от них в любой момент времени. Некоторые из их областей применения:

1. Охранная сигнализация для дверей и окон.

2. Герконовые переключатели переводят ваш ноутбук в режим сна / гибернации, когда крышка закрыта.

3. Датчики / индикатор уровня жидкости в резервуаре - плавающий магнит используется для активации переключателей, расположенных на разных уровнях.

4. Датчики скорости на велосипедных колесах / электродвигателях постоянного тока.

5. В вращающихся рукавах посудомоечных машин, чтобы определить, когда они застревают.

6. Они не позволяют стиральной машине работать при открытой крышке.

7. В термовыключателях в электрических душах, чтобы остановить нагрев воды до опасного уровня.

8. Они знают, достаточно ли в машине тормозной жидкости и пристегнут ли ремень безопасности.

9. Анемометры с вращающимися чашками имеют внутри герконовые переключатели, которые измеряют скорость ветра.

10. Они также используются в приложениях, в которых используется чрезвычайно низкая утечка тока.

11. Старые клавиатуры в транспортных средствах, промышленных системах, бытовой технике, телекоммуникациях, медицинском оборудовании, телефонах-раскладушках и т. Д. ……

На стороне реле они используются для автоматических последовательностей резания.

Шаг 10: жизнь

Механическое движение язычков ниже предела выносливости материалов, поэтому язычки не ломаются из-за усталости. Износ и срок службы почти полностью зависят от воздействия электрической нагрузки на контакты и материала геркона. Износ контактной поверхности происходит только при размыкании или замыкании контактов переключателя. По этой причине производители оценивают срок службы по количеству операций, а не по часам или годам. Как правило, более высокие напряжения и токи приводят к более быстрому износу и сокращению срока службы.

Стеклянная оболочка продлевает срок их службы и может быть повреждена, если геркон подвергнется механической нагрузке. Они дешевы, долговечны и в слаботочных приложениях, в зависимости от электрической нагрузки, могут прослужить около миллиарда срабатываний.

Шаг 11: Спасибо

Еще раз спасибо за проверку моего сообщения. Надеюсь, это вам поможет.

Если вы хотите поддержать меня, подпишитесь на мой канал на YouTube:

Видео:

Поддержите мою работу:

BTC: 35ciN1Z49Y1bReX2U7Etd9hGPWzzzk8TzF

LTC: MQFkVkWimYngMwp5SMuSbMP4ADStjysstm

ETH: 0x939aa4e13ecb4b46663c8017986abc0d204cde60

СОБАКА: DDe7Fws24zf7acZevoT8uERnmisiHwR5st

TRX: TQJRvEfKc7NibQsuA9nuJhh9irV1CyRmnW

Летучая мышь: 0x939aa4e13ecb4b46663c8017986abc0d204cde60

МПБ: qrfevmdvmwufpdvh0vpx072z35et2eyefv3fa9fc3z