Принцип работы герконового датчика — схема подключения герконового датчика, принцип его работы

Герконовый датчик – это прибор, созданный для улучшения технических свойств и срока службы контактов электроаппаратуры. Подключить его можно как своими руками, так и с помощью профессиональных технических служб. Подключение своими руками, в отсутствие соответствующей компетенции, может занять достаточно много времени или вовсе привести к неудачной попытке установки геркона. С помощью сервиса Юду вы в кратчайший срок можете найти и заказать услугу профессиональных служб по подключению герконового реле: достаточно оставить заявку на сайте или выбрать наиболее подходящее предложение из каталога исполнителей.

Что такое магнитный геркон

Магнитный геркон является основным компонентом системы контактного реле в различных электромагнитных схемах. Герконовый датчик содержит два контакта из ферромагнитного сплава, заключенных в стеклянную колбу. Если к контактам поднести магнитный элемент – они замыкаются, образуя непрерывную электромагнитную сеть.

Геркон часто применяется:

• Для установки датчиков, показывающих открывание дверей в системах охраны, для защиты объекта от нежелательного проникновения
• Для установки на окна, в качестве датчика, сообщающего об открытии конструкции
• Для установки на ворота и иную входную группу для защиты от нежелательного проникновения

Разновидности герконовых датчиков

Герконовые датчики по функциональности делятся на:

• Замыкающие
• Переключающие
• Размыкающие

По технологическим особенностям герконы делятся на два типа:

• Сухие
• Ртутные: внутри стеклянной конструкции находится капля ртути для уменьшения сопротивления и для недопущения нарушения контактов

Конструктивные особенности герконовых датчиков

По конструкции герконы делятся на:

• Разомкнутые
• Замкнутые
• Переключающие
• Разомкнутые ртутные

Наиболее распространенным видом герконовых датчиков является разомкнутый геркон. Каждый контакт в стеклянной емкости представляет собой плоскую проволоку. Поверхности контактов покрыты золотом, палладием, радием или серебром, что способствует уменьшению сопротивления и позволяет защитить контакты от коррозии. Пространство стеклянной колбы заполнено водородом, аргоном или азотом, либо просто представляет собой вакуумное пространство, что также способствует повышению антикоррозийных свойств.

Принцип работы герконового датчика

Принцип работы герконового датчика заключен во взаимодействии двух элементов: исполнительной и задающей. Задающая часть схемы работы геркона – это магнит, а исполнительная – сам геркон. Для замыкания контактной цепи геркона необходимо вокруг него создать магнитное поле. Как только магнитное поле исчезает, контакты герконового датчика перестают взаимодействовать.

Размыкающий геркон работает по несколько иной схеме: его магнитные элементы расположены таким образом, что при намагничивании контакты отталкиваются, осуществляя размыкание электрической цепи.

Схема работы переключающего геркона также имеет свои особенности: один из контактов системы сделан из немагнитного металла, а другие – из ферромагнитного. Таким образом,  при магнитном воздействии на геркон, происходит замыкание ферромагнитных контактов, а немагнитные контакты размыкаются.

Схема работы герконового датчика

Для обеспечения замыкания электромагнитной сети герконового датчика и осуществления его работы магнитная часть системы крепится на открываемой конструкции (окно, дверь или ворота), а сам геркон на дверной или оконной коробке. Если дверь закрыта, магнитное поле действует на контактную сеть геркона, замыкая электромагнитную цепь. Датчик охранной системы показывает, что входная группа закрыта. Стоит открыть дверь – магнит перестает действовать, размыкает цепь, заставляя тем самым срабатывать сигнал тревоги.

В документации на датчик есть вся необходимая информация для установки его своими руками.

В зависимости от конструкций, на которые устанавливается геркон, датчики делятся на несколько видов:

• Датчики скрытого монтажа для стальных конструкций
• Датчики скрытого монтажа для магнитопассивных конструкций
• Датчики наружного монтажа для стальных конструкций
• Датчики наружного монтажа для магнитопассивных конструкций

Тип устанавливаемого геркона определяется в соответствии с массивностью конструкции и материалом, из которого она изготовлена.

Рекомендации для защиты геркона от несанкционированного проникновения

Если вы осуществляете подключение герконового датчика своими руками, то при установке стоит обратить внимание на следующие моменты:

• Устанавливайте герконовые и магнитные датчики таким образом, чтобы они были направлены друг к другу и установлены на коротком расстоянии. Тогда поднесение постороннего магнита вызовет размыкание электромагнитной цепи, и сработает сигнал тревоги
• Установите очень тонкую металлическую пластину между герконовым датчиком и магнитом. Она послужит защитным магнитным экраном

Как заказать услугу профессиональных технических служб по подключению герконового датчика

Осуществить подключение геркона своими руками, обладая навыками и знаниями в этой области, не составит труда. Если же компетенции для подключения датчика своими руками не хватает, то лучше обратиться к услугам профессиональных служб, которые осуществят подключение недорого и достаточно быстро. Чтобы заказать такие услуги с помощью сервиса Юду, необходимо:

• Заполнить заявку на сайте или позвонить по указанным контактным телефонам
• Установить желаемую цену на услугу
• Выбрать наиболее подходящее вам предложение
• Ознакомиться с достоверными отзывами о работе исполнителей
• Связаться с выбранной службой и договориться о выезде

технические характеристики, принцип работы, применение

Любые механические контакты подвержены износу. Чтобы уменьшить влияние этого деструктивного фактора, в первой половине прошлого века было разработаны магнитоуправляемые коммутационные устройства, контактная группа которых помещалась в вакуумную колбу. В СССР такие элементы получили название «Геркон», по сокращению от «герметизированный контакт», в англоязычной технической документации принято название «reed switch».

Давайте рассмотрим принцип действия этих устройств, конструкцию, основные характеристики, достоинства и недостатки. В завершении статьи будет приведена пара полезных схем, где используются герконы.

Внешний вид и особенности конструкции

Данные устройства представляют собой контактную группу, изготовленную на основе ферримагнитного материала, которая помещается в стеклянную колбу. Из нее откачен воздух (созданы условия максимально приближенные к вакууму), как вариант возможно наполнение инертным газом. Внешний вид устройства и его обозначение на принципиальных схемах представлены ниже.

А) внешний вид геркона; В) обозначение на принципиальных схемах

С конструктивным исполнением, можно ознакомиться на рисунке 2.

Конструкция геркона

Обозначение:

• А – выводы устройства.
• В – стеклянная колба.
• С – контактная группа.
• D – инертный газ или вакуум.

Разновидности

Коммутационные устройства данного класса принято разделять в зависимости от устройства контактной группы на следующие виды:

1. Элементы с нормально-разомкнутыми контактами (внешний вид такого устройства показан на рис. 1).
2. Элементы с нормально-замкнутым контактом.
3. С переключающимся контактом.

Помимо функциональных признаков, перечисленных выше, имеются и технологические, разделяющие герметичные коммутирующие устройства на две группы: сухие и ртутные. Отличительная особенность последних заключается в том, что внутри колбы содержится капля ртути. Она служит для «смачивания» контактной группы, это позволяет существенно снизить переходное сопротивление и вибрацию (дребезг) контактов при коммутации, что положительно отражается на качестве контакта.

Принцип действия

Срабатывание устройства (замыкание, размыкание или переключение контактов) требуется воздействовать на элемент магнитным полем, напряженность которого будет достаточной для коммутации. В качестве источника такого поля может выступать обычный или электромагнит.

Под воздействием силовых линий происходит намагничивание контактов и по преодолению порога упругости они коммутируют цепь.

Принцип работы нормально-разомкнутого геркона

Соответственно, как только на контактную группу перестанет действовать магнитное поле, она вернется в исходное состояние. То есть, функционально контакты помимо своего прямого назначения играют роль магнитопровода и упругого элемента.

Устройства с нормально-замкнутыми контактами действуют несколько иначе. Их ферримагнитные упругие элементы, попадая под воздействие магнитного, поля приобретают одинаковый заряд, что заставляет их отталкиваться, разрывая контакт.

Принцип действия нормально-замкнутого геркона

Иногда в таких коммутаторах только один упругий элемент выполнен из ферримагнитного сплава, в результате приближения магнита он притягивается к нему, отключая цепь.

Подобный принцип задействован в герконах с переключающей группой контактов, в котором два из них изготавливаются из магнитного материала. Под воздействием магнита они притягиваются друг к другу, а немагнитный контакт остается в исходном положении. В результате происходит перекоммутация цепи.

Срабатывание переключающего геркона

Основные параметры

Свойства герметичных коммутаторов определяются механическими и электрическими параметрами. К первым относятся:

• N_max – число, указывающее максимально допустимое количество срабатываний без изменения основных характеристик.
• V_cp – величина отображающая интенсивность поля необходимую для реакции устройства. В технической терминологии данную характеристику называют магнитодвижущей силой.
• V_отп – величина соответствующая силе размыкания.
• t_cp — время, необходимое на срабатывание контактной группы.
• t_отп – интервал времени, необходимый на отпускание.
•  Последние два параметра наиболее значимые из механических характеристик, поскольку описывают скорость коммутации.
• Теперь перечислим основные электрические характеристики:
• R_K – сопротивление между контактами в замкнутом состоянии.
• R_ИЗ – сопротивление разомкнутых контактов.
• U_ПР – напряжения пробоя, данная характеристика зависит как от предыдущего параметра, так и расстояния между группой контактов. Помимо этого на электрическую прочность влияет наполнение колбы.
• P_max – коммутируемая мощность.
• C_K – емкость, образуемая разомкнутыми контактами.

Как осуществляется управление?

Управлять герметичным коммутатором можно двумя способами:

• используя постоянный магнит;
• воздействуя катушкой, подключенной к постоянному источнику тока.

В первом варианте управление может осуществляться путем линейного или углового перемещения постоянного магнита. Также встречается способ, при котором поле перекрывается при помощи специальной шторки.

В качестве примера использования способа управления при помощи магнита можно привести датчики уровня, а также положения, охранную сигнализацию и т.д.

Второй вариант позволяет создать реле на основе геркона. В отличие от традиционной конструкции, такое устройство будет более надежным и долговечным, поскольку практически не содержит в себе подвижных механических элементов. Что касается небольшого количества контактных групп, то этот недостаток легко устраняется путем увеличения количества задействованных герконов.

Упрощенное изображение конструкции герконового реле

Примером применения данного способа управления может служить токовое реле на основе геркона. Оно представляет собой катушку, намотанную проводом толстого сечения, внутри которой размещается герметичный коммутатор. Данное приспособление может служить в качестве защитной системы от перегрузки в цепях постоянного тока. Чувствительность прибора легко регулировать путем линейного перемещения коммутатора внутри катушки.

Плюсы и минусы

Любая конструкция помимо преимуществ не лишена недостатков. Зная сильные и слабые стороны устройства можно найти оптимальную сферу для его применения. Давайте рассмотрим, в чем заключается преимущества герметичных коммутаторов, к таковым свойствам можно отнести:

• Высокую надежность коммутации. Она практически на два порядка превышает этот показатель у открытых контактных групп. Это достигается за счет высокого сопротивления между разомкнутыми контактами (R_ИЗ), оно может исчисляться десятками МОм. Немаловажную роль играет и показатель электрической прочности (U_ПР), напряжение пробоя у некоторых моделей превышает 10 кВ.
• Быстродействие также является неоспоримым преимуществом. Частота коммутации многих моделей приближается к 1 кГц. Что касается параметров, описывающих скорость коммутации, то они находятся в следующих диапазонах: t_cp — от 0,4 до 1,8 мс, t_отп – от 0,25 до 0,9 мс, что намного превышает подобные характеристики открытых контактных групп.
• Долговечность, число срабатываний исчисляется миллиардами, ни одна открытая контактная группа даже близко не может приблизиться к этому рубежу.
• Данный тип коммутаторов нетребователен к согласованию с нагрузкой.
• Управление может производиться без использования электроэнергии.

Характерные недостатки:

• Низкие показатели коммутируемой мощности.
• Небольшое число контактов.
• Дребезг при срабатывании (конструкции «мокрого» типа избавлены от этого недостатка).
• Большие размеры для современной радиотехнической базы.
• Недостаточная прочность стеклянной колбы.
• Чувствительность к воздействию внешних магнитных полей.

Несмотря на явное преобладание положительных качеств, данные устройства постепенно вытесняются полупроводниковыми аналогами, такими как датчики Холла. Отсутствие дребезга, небольшие размеры и более высокая прочность сыграли решающую роль.

Примеры практического применения в быту

Как и было обещано в начале статьи, приводим пару полезных схем, в которых используются герконы. Начнем с универсального управления освещением в прихожей. Принцип работы заключается в следующем: при открытии входной двери автоматически включается свет, и спустя несколько минут выключается. При достаточном уровне освещения, свет в прихожей не включается.

Схема управления освещением прихожей

Обозначения:

• Резисторы: R1 – 68 кОм, R2 – 33 кОм, R3 – 470 кОм, R4 – 10 кОм, R5 – 27 кОм.
• Конденсаторы: С1 – 0,1 мкФ, С2 – 100 мкФ х 25 В, С3 – 470 мкФ х 25 В.
• Стабилитрон и диоды: VD1 – КС212Ж, VD2 и VD3 – КД522 (1N4148), VD4 – КД209 (1N4004).
• Транзисторы: VT1 и VT2 – ÌRF840.
• SG1 – любой обычный герконовый датчик, например, 59145-030.
• FR1 – фоторезистор, подойдет любого типа с сопротивлением на свету не ниже 8 кОм, в темноте – 120-180 кОм.
• Триггер D1 – К561ТМ2 (СD4013).

Настройка схемы сводится к подбору сопротивления R1, для выбора оптимального времени задержки отключения освещения.

Теперь рассмотрим схему простой домашней сигнализации, где в также используется типовой герконовый датчик для двери.

Простая домашняя сигнализация

Обозначения:

• Резисторы: R1, R2 и R3 – 100 кОм, R4 – 33 кОм, R5 – 100 кОм, R6 – 1 кОм.
• Конденсаторы: С1 – 100 мкФ х 16 В, С2 – 50 мкФ х 16 В, С3 0,068 мкФ.
• Диоды и светодиод: VD1 и VD2 – КД522 (1Т4148), HL1 — АЛ307Б.
• Транзисторы: VT1 – КТ829, VT2 – К361.
• Микросхема: К561ЛА7.
• S1 – герконовый датчик 59145-030.

В качестве сирены используется звуковой оповещатель АС-10.

Питание схемы осуществляется от аккумулятора 12 В, емкостью 4 А*ч.

Концевые выключатели. Виды и устройство. Работа и применение

Для ограничения движения разных агрегатов и механизмов применяются концевые выключатели. Электрики их еще могут называть концевиками, либо конечниками. К этим устройствам предъявляются требования по их надежности, долговечности и безопасности при работе.

Виды, устройство и применение

Имеется много разных видов концевиков, разделяющихся по принципу действия и особенностям. В каждый вид могут входить дополнительные виды. Это зависит от места применения устройства. рассмотрим подробнее особенности каждого вида.

Механические

Такой тип концевиков популярен на производстве, а также в бытовом применении. Выключатели бывают в виде кнопки, ролика, поплавкового, либо рычажного типа. Наглядным примером применения конечников является домовой лифт. В его конструкции имеется много конечных выключателей: в виде датчика наименьшей и наибольшей высоты перемещения лифта, подача сигнала на открывание дверей, датчик обрыва каната и многие другие.

В квартире многие домашние мастера устанавливают концевые выключатели в виде микровыключателей на двери, чтобы при ее открытии включалось освещение в комнате.

Выключатель кнопочный или с колесом

Включает в себя корпус, содержащий электрические контакты, которые могут быть как размыкающими, так и замыкающими. За корпусом установлена кнопка или ролик. Это зависит от способа функционирования.

Нередко на корпусах концевиков изображают схему подключения с номерами контактов. Рассмотрим принцип действия концевого выключателя на примере устройства, оснащенного роликом.

Движущийся механизм сталкивается с колесиком, которое толкает стержень вниз. В итоге контакты размыкаются, тем самым обесточивают электрическую сеть, которая была к ним подключена. Можно сказать, что конечник не дает дальше двигаться механизму, либо подключает какое-либо устройство или сигнализацию.

При монтаже концевика необходимо соблюдать особую точность. В противном случае механизм может не дойти до ролика, либо наоборот, зайдет на ролик слишком сильно, что приведет к поломке механизма конечного выключателя.

Надо сказать, что одинарные концевики уже практически не встречаются. В основном они выполнены в виде блока контактов в одном корпусе. В нашем рассматриваемом случае видно, что имеются нормально замкнутые и нормально разомкнутые контакты, работающие парами. Такой вариант исполнения удобен, и является универсальным, так как подключаться можно к любой паре контактов, в зависимости от схемы работы. Не нужно искать специальную конструкцию.

Иногда необходим именно выключатель с двумя парами контактов, когда нужно выключить механизм и включить, например, обратный ход.

Микровыключатели

Такие миниатюрные концевые выключатели являются своеобразным подвидом конечников, которые применяются в электронике, бытовых устройствах. Они имеют маленькие размеры. По сути дела, это такие же концевые выключатели, однако они имеют свои отличительные особенности. При малых габаритах, ход рабочей части очень незначительный. Поэтому требуется точная настройка при его монтаже. При невозможности настройки микровыключателя с малым ходом, используют  выключатели с промежуточным звеном (роликом). Это дает возможность увеличить ход стержня и выполнить необходимую настройку концевого выключателя.

Бесконтактные концевые выключатели

Этот вид концевиков стал популярным в промышленном производстве. На основе емкостных выключателей производятся различные датчики уровня в дозаторах (для проверки уровня жидкостей, сыпучих материалов и т.д.). При наполнении жидкостью какой-либо емкости, концевой выключатель, расположенный в емкости, в определенное время остановит ее наполнение.

В торговой сети представлен широкий выбор концевиков бесконтактного вида, поэтому сделать выбор устройства можно для любых видов конструкций. Перед приобретением целесообразно получить консультацию специалиста, чтобы не ошибиться в выборе определенной модели выключателя.

Герконы

Это вид конечных выключателей, которые реагируют на магнитное поле. Устройство геркона состоит из нескольких пар контактов, выполненных из ферромагнитного материала.

Действие контактов внутри геркона происходит при приближении к нему магнита. Достоинством такой конструкции является отсутствие механического контакта. Это в значительной степени повышает его срок службы. Во время монтажа таких концевиков особое внимание необходимо обратить на наличие магнита, так как на другой материал это устройство реагировать не будет.

Область применения герконов очень разнообразна. Геркон выступает в качестве микровыключателя, который легко установить в любое место. Его подключают в различные сигнализации, на двери. При закрытой двери магнитное поле действует на геркон, и цепь остается замкнутой. При открытии двери магнит перемещается от геркона, контакт размыкается и подключает сигнализацию, либо другое устройство.

Индуктивные выключатели

Такие концевые выключатели также не являются отдельным устройством, а выступают в виде блока нескольких пар контактов в одном корпусе. Они монтируются разными способами: клеем, болтами, гайками. Их размеры колеблются в широких пределах. На такие концевые выключатели необходимо подавать напряжение. Они используются в виде ограничителей движения разных агрегатов и механизмов.

Индуктивный вид концевиков используется в системах безопасности, так как такие выключатели реагируют как на вес металла, так и на его движение. Индуктивные выключатели применяются в штоках в качестве ограничителя хода, в механизмах защитных кожухов безопасности. Их отличительным достоинством является неприхотливость к загрязнениям, поэтому их используют в технологических процессах промышленного производства.

Индуктивные модели по своей конструкции могут заменить механические виды концевиков. Они удобны в использовании, так как для их срабатывания нет необходимости непосредственного прикосновения. В его конструкции имеется катушка индуктивности, которая реагирует на металл. Поэтому не требуется установка магнита.

Оптические сенсоры

Бесконтактные концевые выключатели снабжаются оптическими сенсорными датчиками. Поэтому такие устройства широко применяются в областях, где нужна особая точность. Оптические выключатели применяются для регулировки хода движущихся частей, в автоматических системах открывания ворот. Они срабатывают в конце хода движения створок ворот, либо при появлении посторонних предметов перед движущейся створкой.

Оптические концевики работают по нескольким принципам, разделяются на типы. Отражающие датчики излучают и принимают свет, отраженный от предмета, расположенный в зоне датчика. При улавливании энергии света, на выходе появляется определенный логический уровень. Дистанция от объекта до датчика зависит от габаритов предмета, качества поверхности, цвета и т.д.

Приемник и излучатель находятся в одном корпусе.

Отражающие возвращатели цвета принимают и излучают цвет, отраженный от особого отражателя. Если луч пересекается объектом, то выдается сигнал управления. Дальность действия такого концевого выключателя зависит от окружающей среды, ее пропускания света.

Сквозные датчики имеют отдельно приемник и источник света, находящиеся напротив друг друга. Предмет, который попал в зону луча света, прерывает свет, тем самым изменяет логический уровень выхода.

Стеновые оптические датчики состоят из инфракрасного диода и кремниевого фотоэлемента, которые находятся на пересекающихся оптических осях в темном корпусе, изготовленном из термостойкой пластмассы.

Детектор реагирует на излучение от инфракрасного диода во время прохождения объекта в его поле действия.

Емкостные выключатели

Такой вид выключателей применяется в качестве концевых выключателей. Емкостные датчики выявляют проводящие ток и непроводящие материалы, которые находятся в жидком, порошкообразном или твердом состоянии. Датчик срабатывает при расположении материала друг возле друга на настроенном расстоянии.

Емкостные выключатели включают в себя основные части:

• Генератор, который создает электрическое поле для воздействия на объект.
• Демодулятор, который преобразует амплитуду ВЧ колебаний в изменение напряжения.
• Триггер – обеспечивает определенную величину сигнала, значения гистерезиса, и переключения.
• Усилитель – повышает сигнал входа до определенного значения.
• Светодиодный индикатор – выдает состояние положения выключателя, дает возможность контролировать работу и настройку.
• Компаунд – обеспечивает определенную защиту от посторонних частиц и влаги.
• Корпус – служит для установки выключателя, предохраняет все внутренние элементы от механических повреждений, изготавливается из латуни, либо пластмассы. В комплекте с корпусом прикладываются метизные детали

Принцип действия емкостных концевиков заключается в следующем. Активная поверхность выключателя состоит из 2-х металлических электродов. Их можно считать пластинами конденсатора. Электроды находятся в цепи обратной связи ВЧ генератора, который настроен так, что когда объекта нет возле активной поверхности, он не работает. При появлении возле активной поверхности объекта, возникает электрическое поле, тем самым, изменяя емкость обратной связи. При этом генератор вырабатывает колебания. Их амплитуда становится больше, когда объект приближается к поверхности.

Емкостные концевые выключатели реагируют на токопроводящие объекты и на диэлектрики. Список разнообразных объектов, на которые реагирует емкостный выключатель, определяется сферой его применения.

Похожие темы:

Heater, Guard, Pro | Volcano, Wing

Нижеизложенное является условиями соглашения между ООО «СибКлим» (далее «Компания») и покупателем («Покупатель») о приобретении товаров, через Интернет Сайт Компании («Сайт»). Если Вы не соглашаетесь с этими условиями, Вы не сможете приобрести наши товары и услуги, поэтому просмотрите пожалуйста внимательно эти условия до совершения покупок:

1. Введение.
Покупатель соглашается с условиями, оговоренными в этом Соглашении сторон («Соглашение»), со всем, что касается товаров, услуг и информации предоставляемых через Сайт. Это Соглашение представляет собой договор между Компанией и Покупателем, и заменяет любые предшествующие или иные соглашения, договора и гарантии, и оговаривает все, что касается товаров, услуг и информации предоставленных посредством Сайта. Покупатель соглашается просмотреть и признать это Соглашение до покупки товаров или услуг на Сайте.

2. Информация для Платежа.
Покупатель понимает и гарантирует, что поданная им платежная информация истинная, правильная и полная.

3. Авторское Право.
Содержание Сайта защищено авторскими правами, включая прилагаемые торговые марки и прочее, (включая, но, не ограничиваясь интеллектуальной собственностью). Организация, сбор, компиляция, цифровое преобразование и другие действия, связанные с использованием материалов, а так же копирование, перераспределение, использование или публикация Покупателем полного содержания или любой части Сайта, запрещено.

4. Редактирование, удаление и модификация.
Компания резервирует за собой эксклюзивное право на редактирование, удаление или установку на Сайте любой информации, а так же удаление или установку любых товаров и услуг для продажи. Компания может модифицировать это Соглашение, или цены на товары и услуги, с уведомлением об этом Покупателя, если это оговорено в Соглашении о предоставлении Услуг, и может прекратить функционирование или модифицировать любые или все разделы Сайта по своему собственному усмотрению и без предварительного уведомления. Модификация этого Соглашения будет считаться действительной после публикации его на Сайте, и относиться к сделкам, заключенным после даты публикации.

5. Право отказа.
Компания резервирует за собой право по своему собственному усмотрению, прекратить продажу товаров и предоставление услуг, а также регулировать доступ к покупке любых товаров или услуг.

6. Ограничение передачи прав другому лицу.
Право Покупателя использовать Услугу, является его личным правом и не подлежит передаче другому лицу или организации и регулируется пределами и условиями установленным Компанией.

7. Использование Информации.
Компания резервирует право, и Покупатель уполномочивает Компанию, на использование по назначению всей информации относительно использования Покупателем Сайта и всей информации предоставленной Покупателем, согласно действующим законам.

8. Прочее.
Данное Соглашение должно рассматриваться в том виде, как оно опубликовано, и должно применяться и толковаться в соответствии с законами Российской Федерации. Любые действия Покупателя, касающийся его претензий должны производиться в течение шести месяцев (6) после любого приобретения осуществленного на Сайте или покупатель навсегда отказываться от своих претензий.

Беспроводный герконовый датчик StarLine T94

Беспроводные датчики устанавливаются в комплексе с автомобильной сигнализацией StarLine T94 для расширения зон охраны и в тех случаях, когда нет возможности установить механический концевик. Источником питания датчика является батарея CR2450, 3V (в комплекте не идет). При ее разряде на основном брелоке отображается неисправная зона. Всего в память сигнализации можно записать 8 беспроводных герконовых датчиков.

Запись кодов беспроводных герконовых датчиков:

1. При выключенном зажигании нажмите сервисную кнопку VALET 7 раз.
2. Включите зажигание. Последуют 7 звуковых сигналов сирены и 7 вспышек светодиодного индикатора, подтверждающих вход в режим записи датчиков.
3. Нажмите и удерживайте кнопку на корпусе первого датчика до погасания светодиодного индикатора. В подтверждение успешной записи датчика последует 1 звуковой сигнал сирены. Если в течение 10 секунд сигнализация не примет радиосигнал датчика, то она автоматически выйдет из режима записи, последуют 5 вспышек габаритов.
4. Повторите пункт 3 для всех записываемых датчиков. Запись каждого нового датчика подтверждается соответствующим количеством звуковых сигналов.
5. Выключите зажигание. Последуют 5 вспышек габаритов, подтверждающих выход из режима записи.

Категории: Датчики и модули

Беспроводный герконовый датчик StarLine T94 отзывы

Оставьте отзыв об этом товаре первым!

Виды концевых выключателей и принцип их работы

В автоматике ворот неотъемлемым элементов являются концевые выключатели. Они представляют собой устройство, предназначенное для подачи сигналов в момент перемещения движущегося элемента (то есть створок ворот) в крайнее допустимое положение. Основная функция концевых выключателей в автоматических воротах – осуществление контроля за передвижением устройств и всех механизмов.

Конструктивные особенности и принцип работы концевых выключателей

Главное в устройстве – надежный и прочный корпус, так как ему предстоит выдерживать огромные механические нагрузки. Конструкция концевого выключателя состоит из корпуса с крышкой, головки и контактных элементов. Корпус изготавливается, как правило, из высокопрочного сплава – алюминия с кремнием. Для автоматических ворот с небольшим весом створок, используемых в быту, а не в промышленных условиях, подойдет небольшое устройство с пластиковым корпусом.

Существует два основных типа концевых выключателей для автоматических ворот: электромагнитные или механические.

Механические концевые выключатели

Устройства механического типа представляет собой распространенный тип оборудования как в быту, так и в производственной сфере. В корпусе находятся контакты, а схема их расположения нанесена снаружи. Чаще всего используются парные контакты – открытый с закрытым, гораздо реже встречается одинарный выключатель.

Два предусмотренных в конструкции контакта позволяют выбрать схему для переключения режима работы устройства. Принцип действия основан на том, что концевой выключатель должен сработать в тот момент, когда створка ворот наезжает на колесико и перемещает его вниз вместе со стержневым элементом. Стержень, в свою очередь, предназначен для разъединения сомкнутых контактов, в результате чего устройство обесточивается, и движение ворот прекращается. Кроме того, стержень может привести в действие нижние контактные элементы, что позволит автоматически включить освещение или сигнализационную систему.

Механические устройства нуждаются в регулярной проверке, чтобы не возникало сбоев в работе автоматики и настройках оборудования.

Концевые выключатели электромагнитного типа

Устройство основано на бесконтактном принципе действия. В момент приближения магнитного элемента к контактам они замыкаются или размыкаются. Концевой выключатель такого типа достаточно надежен и отличается компактностью, благодаря чему получил широкое распространение в использовании в автоматике ворот. Герметизированный магнитоуправляемый контакт (геркон) используется в паре с магнитом, они находятся в пластиковом корпусе и зафиксированы на двух частях: магнит – на подвижной, геркон – на неподвижной. Датчик с магнитом в режиме закрытых створок ворот находятся в связи, и контакты замкнуты. В момент открывания двери происходит разрыв связи и размыкание контактов.

Устройство работает с небольшой силой тока, подключаясь к электрической цепи.

Концевые выключатели индуктивного типа

Такие устройства очень популярны в автоматических воротах. Как только рядом с установленным датчиком появляется металлический объект, происходит резкое повышение индуктивного сопротивления в дроссельной обмотке. Это приводит к снижению тока в реле, в результате чего оно отключается. Контакты в силовой цепи также размыкаются. В отличие от электромагнитных устройств, здесь датчик реагирует исключительно на металл. В таких устройствах также можно подключить осветительные приборы, так как сила тока достаточна для их работы.

Современная автоматика и компьютерные разработки позволили внедрить в процесс управления автоматическими воротами удобную схему. Так, управлять можно непосредственно с помощью выносных пультов или же подсоединить радиоуправляемые модули. Нажатие одной из трех кнопок – «открытие», «закрытие» или «стоп» приводит к тому или иному положение ворот, а на специальной панели управления отображается индикация положений, в которых находятся концевые выключатели. В тот момент, когда створка ворот перемещена до крайнего положения, то есть когда контакты замкнулись, загорается светодиод.

Для корректной работы концевых выключателей важно выполнить правильный монтаж. Устройства крепятся с помощью нескольких болтов к зубчатой рейке. Необходимо следить за максимальной точностью во время установки. При слишком отдаленном расположении концевика есть вероятность, что механизм до ролика не достанет (в механических системах), а при слишком близком расположении его просто раздавит.

При установке магнитных выключателей важно правильно определить полярность и расположить магниты. Настройку выполняют примерно на расстоянии одного метра. Если привод конструкции ворот останавливается при приближении к концевику, то расположение магнитов верное. В противном случае их меняют местами.

Как работают герконы (переключатели с магнитным управлением)

Как работают герконы (переключатели с магнитным управлением) Рекламное объявление

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 22 августа 2020 г.

Если у вас есть портативный компьютер или мобильный телефон, который открывается как раскладушка, вы, наверное, заметили, что она чувствует, когда вы открывать и закрывать его и соответственно включать или выключать. Но как это знать? Какой-то переключатель подключен к петле так он может обнаружить движение открытия и закрытия? Если это то, что ты думаю, ты прав как минимум наполовину! Подумайте об этом повнимательнее и вы увидите, что стандартный переключатель будет довольно сложно подключить в этом способ — и, вероятно, весьма ненадежный: все эти открытия и закрытия быстро изнашивает его.Таким образом, вместо этого многие ноутбуки и телефоны используют недорогие и очень надежное устройство, называемое герконом, которое включается и выключается при воздействии магнита. рядом. Охранная сигнализация и модели железных дорог тоже часто используют их. Давайте подробнее рассмотрим как они работают!

Фото: Типичный геркон (Comus RI-23). Вы можете просто увидеть два перекрывающихся металлических контакта (язычка) внутри стеклянной оболочки. Контакты пружинят вместе и соприкасаются, когда переключатель включен; они расходятся и прерывают цепь, когда переключатель находится в положении «выключено».«

Какую проблему решают герконы?

Фото: выключатель, работающий от нажатия, замыкает цепь, когда вы его вставляете; а пружина заставляет его снова выскочить, когда вы убираете палец. Геркон переключает ток таким же образом, но «толкающее давление» обеспечивает магнит, а не ваш палец.

Выключатель похож на подъемный мост в электрическом схема. Когда переключатель замкнут, «мост» не работает, и электрический ток может обтекать контур; при размыкании переключателя происходит «мост». вверх и ток не течет.Таким образом, цель переключателя — активировать или деактивировать цепь в любое время по нашему выбору.

Большинство электрических переключателей, с которыми мы сталкиваемся, мы контролируем сами. Если вы хотите света в комнате, вы щелкаете выключателем на стене. Хотите смотреть телевизор? Включите выключатель. Хотеть слушать свой iPod? Толкать колесо спереди, и это активирует переключатель, который включает мощность. Но иногда нам нужны электрические и электронные цепи, которые нужно активировать другими способами.

Предположим, вы хотите подключить банковский сейф, чтобы он срабатывает сигнал тревоги всякий раз, когда открывается дверь.Как это будет работать на практике? Вам понадобится электричество контакты на обеих частях дверной коробки, поэтому, когда дверь открыта, цепь будет разорвана, вызывая тревогу. Но подумайте, как сложно это должно было сделать надежное электрическое соединение на дверной коробке. Что, если вы закрасите его? Что, если он испачкался? И разве это не было бы так очевидно вору, что они смогут легко вывести его из строя? Есть много способы, которыми электрический контакт может быть отключен и бесполезный. Здесь могут помочь герконы.

Рекламные ссылки

Что такое геркон?

Обычный выключатель имеет два электрических контакта, которые соединяют вместе, когда вы нажимаете кнопку, и пружина врозь, когда вы ее отпускаете. Кулисные переключатели на настенных светильниках (как на фото вверху) сдвиньте два контакта вместе, когда переключатель находится в одном положении и разведите их, когда переключатель щелкает в другую сторону.

В типичном герконовом переключателе два контакта (которые выглядят как металлические герконы) сделаны из ферромагнитного материал (что означает что-то такое же легкое намагничивание, как железо), покрытый прочным металлом, таким как родий или рутений (чтобы обеспечить им долгую жизнь при включении и выключении), и запечатанный внутри тонкой стеклянной оболочки, заполненной инертным газом (обычно азотом), чтобы уберечь их от пыли и грязи.Иногда стекло имеет внешний кожух из пластика для еще большей защиты. Как правило, контакты изготавливаются из сплава никель-железо, который легко намагничивается (технически мы говорим, что он имеет высокую магнитную проницаемость), но не остается таким долго (мы говорим, что он имеет низкую магнитную удерживающую способность). Им требуется некоторое время, чтобы отреагировать на изменения магнитного поля (мы говорим, что у них довольно небольшой гистерезис) — другими словами, они движутся довольно медленно и плавно. Обычно оба контакта перемещаются (а не один), и они образуют плоскую параллельную область контакта друг с другом (а не просто касаются одной точки), потому что это помогает продлить срок службы и надежность переключателя.

Хотя большинство герконов имеет два ферромагнитных контакта, некоторые имеют один ферромагнитный контакт, а другой немагнитный, а у некоторых (например, оригинальный герконовый переключатель Элвуда, показанный в нижней части этой статьи) их три.

Фото: Другой вид моего язычкового переключателя, смотрящего на движущиеся контакты в их запечатанном стеклянном конверте. Обратите внимание, что контакт справа находится чуть выше контакта слева. Вы также можете видеть здесь, что контакты намного шире, чем они выглядят на виде сбоку, показанном на верхнем фото.

Как работает геркон?

Герконы

бывают двух основных типов: нормально разомкнутые (нормально выключенные) и нормально замкнутые (нормально включены). Ключом к пониманию того, как они работают, является осознание того, что они работают не только как электрический мост, но и как магнитный мост : через них течет магнетизм, а также электричество.

Нормально открытый

Когда вы подносите магнит к герконовому переключателю, весь переключатель фактически становится частью «магнитной цепи», включающей магнит (пунктирная линия на иллюстрации показывает часть магнитного поля).Два контакта геркона становятся противоположными магнитными полюсами, поэтому они притягиваются и защелкиваются. Неважно, какой конец магнита приближается первым: контакты все равно поляризуются противоположным образом и притягиваются друг к другу. Такой геркон обычно разомкнут (НЕТ) (нормально выключен), если только рядом с ним не установлен магнит, когда он включается, позволяя току течь через него.

Уберите магнит, и контакты — сделанные из довольно жесткого и упругого металла — снова раздвинутся и вернутся в исходное положение.

Нормально закрытый

Вы также можете получить герконовые переключатели, которые работают противоположным образом: два контакта обычно защелкиваются вместе, а когда вы подносите магнит к переключателю, пружины расходятся. Такие герконы называются нормально замкнутыми (NC) (нормально включенными), поэтому большую часть времени через них проходит электричество. Самый простой способ сделать это — взять нормально открытый переключатель и постоянно прикрепить магнит к его стеклянному корпусу, перевернув его из открытого в закрытое состояние (как во втором кадре анимации нормально открытого состояния вверху).Вся эта единица (нормально разомкнутый геркон с прикрепленным магнитом) становится нашим нормально замкнутым герконом. Если вы поднесете к нему второй магнит с магнитным полем противоположной полярности, чем у первого магнита, это новое поле нейтрализует поле первого магнита, так что мы, по сути, получим именно то, что было в первом кадре. нормально разомкнутой анимации: геркон с двумя раздвинутыми контактами.

На этих двух работах я сильно преувеличил движение контактов.Настоящие герконы имеют контакты, расстояние между которыми составляет всего несколько микрон (миллионных долей метра), что примерно в десять раз тоньше человеческого волоса, поэтому движение не видно невооруженным глазом. Не ожидайте увидеть движение лезвий, когда вы поднесете магнит близко!

Иллюстрации: Ключ к пониманию герконов — это осознание того, что они являются частью магнитной цепи, а также электрической цепи: магнитное поле стержневого магнита проходит через герконовый переключатель. Это то что делает его близким — и это то, что позволяет электричеству течь через него.Изображение магнитного поля взято с Wikimedia Commons.

Еще одна важная вещь, на которую мне нужно обратить внимание, это то, что герконы не просто включаются, когда магнит приближается, и выключаются, когда он удаляется (в случае нормально разомкнутого / выключенного переключателя): они обычно включаются и выключается несколько раз по мере движения магнита, создавая несколько зон включения и выключения. Они также будут реагировать по-разному в зависимости от ориентации магнита (параллельна ли он переключателю или перпендикулярно), его формы (потому что, как мы все учились в школе, магниты разной формы создают вокруг себя разные модели магнитного поля) , и как он движется.Это действительно важно, когда дело доходит до практического применения: вам нужно убедиться, что вы используете правильный магнит и что он движется именно так, чтобы привести в действие ваш геркон. Например, если вы используете геркон в качестве счетчика, он должен срабатывать только один раз при каждом движении магнита (а не три или четыре раза, что приведет к ложным показаниям). Если вы используете геркон для сигнализации, вы не хотите, чтобы злоумышленник включил сигнализацию на одну секунду, а затем снова выключил ее через секунду, потому что вы поместили магнит не в то место!

Как использовать герконы на практике?

Фото: Некоторые мобильные телефоны с откидной крышкой, такие как этот, включаются и выключаются с помощью герконовых переключателей.В одной части корпуса находится магнит, а в другой — геркон. Телефон выключается, когда геркон находится рядом с магнитом (когда корпус закрыт), и включается, когда геркон и магнит разделяются (когда корпус снова открывается).

Теперь вы, наверное, видите, как включается и выключается телефон-раскладушка. когда вы открываете или закрываете его. Имеет нормально замкнутый геркон в нижняя часть его корпуса (там, где находится клавиатура) и магнит в верхняя часть (где экран).Когда телефон открыт, трость переключатель и магнит относительно далеко друг от друга. Контакты на герконовый переключатель сдвинут вместе, и мощность течет через Телефон. Однако, если вы закроете корпус, вы повернете магнит близко к геркон, и это раздвигает контакты внутри переключателя. Схема внутри телефон распознает это и аккуратно отключает питание.

Читатели электронных книг, такие как Kindles и Sony Readers, используйте похожий трюк. Поместив их в защитную кожаную куртку, вы обнаружите они выключаются автоматически, когда вы закрываете крышку — и снова включаются когда вы его открываете.Никакого волшебства тут, конечно, нет: просто геркон в угол устройства электронной книги и магнит в соответствующей части крышки (проверьте сами, подержав рядом скрепку).

Фото: Упрощенная концепция охранной сигнализации: вы просто устанавливаете геркон (подключенный к цепи сигнализации) к одной части двери и магнит к другой части. Разделение двух вещей щелкает переключателем и вызывает тревогу.

Вы можете увидеть, как та же идея будет работать в дверях сейфа нашего банка: вы бы просто поместите геркон на дверной коробке и магнит на дверь.Открытие двери разделит магнит и трость переключатель, в результате чего контакты переключателя пружинят вместе и срабатывают будильник. Вы можете построить герконовые переключатели внутри маленьких частей пластик, так что их там даже не видно — идеально подходит для всех видов безопасности Приложения.

Фото: коровы LEGO®, управляемые герконом. Фото любезно предоставлено Биллом Уордом, опубликовано на Flickr под лицензией Creative Commons.

Герконы можно использовать и по-другому.LEGO® энтузиаст Билл Уорд, который руководит великолепным Brickpile блог (и страницу с фотографиями на Flickr), построил эти гениальные роботизированные коровы для его модели железная дорога. Когда поезд проезжает мимо, они поворачивают головы, чтобы посмотреть, как он проезжает. Целый вещь работает геркон. Головой каждой коровы управляет небольшой электродвигатель, подключенный к цепи, в которой есть нормально разомкнутый геркон. Геркон расположен рядом с железнодорожный путь и небольшой магнит прикреплен к стороне поезда.Когда поезд проезжает мимо язычкового переключателя, магнит заставляет контакты замыкаются и активирует цепь, которая включает головы. Насколько это аккуратно? Некоторые люди просто такие гениальные!

Есть сотни других, менее очевидных применений герконов. Некоторые датчики уровня жидкости в стиральные машины и посудомоечные машины используют плавающие магниты, которые подпрыгивают мимо язычковых переключателей, чтобы выключить клапаны, когда внутри достаточно воды. Герконовые переключатели иногда также устанавливаются на вращающихся рычагах в посудомоечных машинах, чтобы определять, когда они застревают, и в термальных выключателях в электрических душах (чтобы остановить нагрев воды до опасного уровня).Анемометры с вращающимися чашками имеют внутри герконовые переключатели, которые измеряют скорость ветра. Когда чашки вращаются, они заставляют геркон вращаться мимо магнита, генерируя импульсы тока. Чем сильнее ветер, тем быстрее вращаются чашки и тем чаще герконовый переключатель включается и выключается. Электронная схема подсчитывает количество импульсов в секунду и использует это для определения скорости ветра.

Изображение: Типичный расходомер с герконовым переключателем работает примерно так. Есть труба, по которой течет жидкость (1), внутри которой установлено лопастное колесо (2).Когда жидкость течет, лопасть вращается и заставляет вращаться магнит (3). Вращающийся магнит размыкает геркон (4). Затем, когда он вращается и представляет свой противоположный полюс (5), магнит снова замыкает переключатель (6). Герконовый переключатель, попеременно открывающийся и замыкающийся, посылает в цепь импульсы электрического тока. Подсчитав скорость поступления импульсов, схема может измерить расход. Если ток полностью прекращается или течет все время, вы знаете, что жидкость перестала двигаться, что может указывать на застревание или закупорку.

Кто изобрел герконы?

Как и многие другие великие изобретения, герконы родились в Bell Laboratories, изобретенные там в середине 1930-х годов Уолтером Б. Элвудом , . Его первоначальная заявка на патент на электромагнитный переключатель была подана 27 июня 1940 года и официально предоставлена ​​2 декабря 1941 года. Прочитав патент Элвуда, очень легко распознать геркон, который все еще широко используется сегодня: «Когда внешняя магнитная сила К этому блоку применяются два магнитных элемента, которые образуют часть магнитной цепи…. перемещаются вместе … поскольку внешняя магнитная сила действует, уменьшая воздушный зазор между двумя упомянутыми магнитными элементами «.

Изображение: оригинальная конструкция язычкового переключателя Уолтера Элвуда из патента США: 2264746: Электромагнитный переключатель. Это немного отличается от приведенного выше, переключение между двумя разными цепями, при этом одна из них всегда включена. У нас есть два немагнитных контакта слева (1,2) и магнитный контакт (3,4) справа, который переключается между ними при приближении магнита.Контакты разделены изолирующей прокладкой (5). Оригинальное изображение любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США. (Обратите внимание, что я немного раскрасил и упростил оригинал, чтобы облегчить восприятие.)

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

Практические проекты

Вы найдете немало примеров использования язычковых переключателей на неизменно превосходном веб-сайте Instructables и в популярных книгах Evil Genius; Вот несколько примеров для начала:

Книги

• Датчик Arduino и Raspberry Pi Проекты Роберта Чина для злого гения.McGraw Hill, 2017. Некоторые из проектов в этой книге включают подключение язычковых переключателей к Arduinos и Pis (есть полные инструкции для звуковой сигнализации дверного переключателя).
• СДЕЛАТЬ: Электроника Чарльза Платта. Maker Media, 2015. Отличная практическая книга, которая даст толчок вашему хобби электроники. В главе 3 есть простое введение в герконы.
• Проекты Raspberry Pi Эндрю Робинсона и Майка Кука. John Wiley & Sons, 2014. «Глава 13: Домашняя автоматизация» описывает дверной датчик с герконовым переключателем, подключенный к Raspberry Pi.
• Практическая электроника для изобретателей Пола Монка. McGraw-Hill, 2016. Переварив MAKE: Electronics , вы захотите перейти к чему-то более глубокому; это хорошее место, чтобы пойти дальше.
• Электроника: первый курс Оуэна Бишопа. Newnes, 2011. Простой для понимания (хотя и довольно сухой) учебник, объясняющий все основные компоненты, включая герконы.

Патенты

Попробуйте эти для более глубоких технических подробностей:

• Патент США 2264746: Электромагнитный переключатель Уолтера Элвуда, 2 декабря 1941 г.Оригинальный патент на герконовый переключатель Элвуда (как на фото выше).
• Патент США 3 283 274: кнопочный переключатель Анджело де Фалько, 1 ноября 1966 г. Более сложный дизайн.
• Патент США 4038620: Магнитный геркон, автор Б. Эдвард Шлезингер-младший и Чарли Дуэйн Маринер, 26 июля 1977 г. Переключатель с одним магнитным язычком и одним немагнитным.
• Патент США 3 348 175: Нормально замкнутый геркон, Энтони Дж. Уилкис, 17 октября 1967 г. Описывает различные способы создания нормально замкнутого переключателя.

Видео

Благодарности

Я очень благодарен Морису Баэнену из Comus Technology B.V. за предложения по улучшению этой статьи.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2020) Герконовые переключатели. Получено с https://www.explainthatstuff.com/howreedswitcheswork.html.[Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

Как работают герконы (переключатели с магнитным управлением)

Как работают герконы (переключатели с магнитным управлением) Рекламное объявление

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 22 августа 2020 г.

Если у вас есть портативный компьютер или мобильный телефон, который открывается как раскладушка, вы, наверное, заметили, что она чувствует, когда вы открывать и закрывать его и соответственно включать или выключать.Но как это знать? Какой-то переключатель подключен к петле так он может обнаружить движение открытия и закрытия? Если это то, что ты думаю, ты прав как минимум наполовину! Подумайте об этом повнимательнее и вы увидите, что стандартный переключатель будет довольно сложно подключить в этом способ — и, вероятно, весьма ненадежный: все эти открытия и закрытия быстро изнашивает его. Таким образом, вместо этого многие ноутбуки и телефоны используют недорогие и очень надежное устройство, называемое герконом, которое включается и выключается при воздействии магнита. рядом.Охранная сигнализация и модели железных дорог тоже часто используют их. Давайте подробнее рассмотрим как они работают!

Фото: Типичный геркон (Comus RI-23). Вы можете просто увидеть два перекрывающихся металлических контакта (язычка) внутри стеклянной оболочки. Контакты пружинят вместе и соприкасаются, когда переключатель включен; они расходятся и прерывают цепь, когда переключатель находится в положении «выключено».

Какую проблему решают герконы?

Фото: выключатель, работающий от нажатия, замыкает цепь, когда вы его вставляете; а пружина заставляет его снова выскочить, когда вы убираете палец.Геркон переключает ток таким же образом, но «толкающее давление» обеспечивает магнит, а не ваш палец.

Выключатель похож на подъемный мост в электрическом схема. Когда переключатель замкнут, «мост» не работает, и электрический ток может обтекать контур; при размыкании переключателя происходит «мост». вверх и ток не течет. Таким образом, цель переключателя — активировать или деактивировать цепь в любое время по нашему выбору.

Большинство электрических переключателей, с которыми мы сталкиваемся, мы контролируем сами.Если вы хотите света в комнате, вы щелкаете выключателем на стене. Хотите смотреть телевизор? Включите выключатель. Хотеть слушать свой iPod? Толкать колесо спереди, и это активирует переключатель, который включает мощность. Но иногда нам нужны электрические и электронные цепи, которые нужно активировать другими способами.

Предположим, вы хотите подключить банковский сейф, чтобы он срабатывает сигнал тревоги всякий раз, когда открывается дверь. Как это будет работать на практике? Вам понадобится электричество контакты на обеих частях дверной коробки, поэтому, когда дверь открыта, цепь будет разорвана, вызывая тревогу.Но подумайте, как сложно это должно было сделать надежное электрическое соединение на дверной коробке. Что, если вы закрасите его? Что, если он испачкался? И разве это не было бы так очевидно вору, что они смогут легко вывести его из строя? Есть много способы, которыми электрический контакт может быть отключен и бесполезный. Здесь могут помочь герконы.

Рекламные ссылки

Что такое геркон?

Обычный выключатель имеет два электрических контакта, которые соединяют вместе, когда вы нажимаете кнопку, и пружина врозь, когда вы ее отпускаете.Кулисные переключатели на настенных светильниках (как на фото вверху) сдвиньте два контакта вместе, когда переключатель находится в одном положении и разведите их, когда переключатель щелкает в другую сторону.

В типичном герконовом переключателе два контакта (которые выглядят как металлические герконы) сделаны из ферромагнитного материал (что означает что-то такое же легкое намагничивание, как железо), покрытый прочным металлом, таким как родий или рутений (чтобы обеспечить им долгую жизнь при включении и выключении), и запечатанный внутри тонкой стеклянной оболочки, заполненной инертным газом (обычно азотом), чтобы уберечь их от пыли и грязи.Иногда стекло имеет внешний кожух из пластика для еще большей защиты. Как правило, контакты изготавливаются из сплава никель-железо, который легко намагничивается (технически мы говорим, что он имеет высокую магнитную проницаемость), но не остается таким долго (мы говорим, что он имеет низкую магнитную удерживающую способность). Им требуется некоторое время, чтобы отреагировать на изменения магнитного поля (мы говорим, что у них довольно небольшой гистерезис) — другими словами, они движутся довольно медленно и плавно. Обычно оба контакта перемещаются (а не один), и они образуют плоскую параллельную область контакта друг с другом (а не просто касаются одной точки), потому что это помогает продлить срок службы и надежность переключателя.

Хотя большинство герконов имеет два ферромагнитных контакта, некоторые имеют один ферромагнитный контакт, а другой немагнитный, а у некоторых (например, оригинальный герконовый переключатель Элвуда, показанный в нижней части этой статьи) их три.

Фото: Другой вид моего язычкового переключателя, смотрящего на движущиеся контакты в их запечатанном стеклянном конверте. Обратите внимание, что контакт справа находится чуть выше контакта слева. Вы также можете видеть здесь, что контакты намного шире, чем они выглядят на виде сбоку, показанном на верхнем фото.

Как работает геркон?

Герконы

бывают двух основных типов: нормально разомкнутые (нормально выключенные) и нормально замкнутые (нормально включены). Ключом к пониманию того, как они работают, является осознание того, что они работают не только как электрический мост, но и как магнитный мост : через них течет магнетизм, а также электричество.

Нормально открытый

Когда вы подносите магнит к герконовому переключателю, весь переключатель фактически становится частью «магнитной цепи», включающей магнит (пунктирная линия на иллюстрации показывает часть магнитного поля).Два контакта геркона становятся противоположными магнитными полюсами, поэтому они притягиваются и защелкиваются. Неважно, какой конец магнита приближается первым: контакты все равно поляризуются противоположным образом и притягиваются друг к другу. Такой геркон обычно разомкнут (НЕТ) (нормально выключен), если только рядом с ним не установлен магнит, когда он включается, позволяя току течь через него.

Уберите магнит, и контакты — сделанные из довольно жесткого и упругого металла — снова раздвинутся и вернутся в исходное положение.

Нормально закрытый

Вы также можете получить герконовые переключатели, которые работают противоположным образом: два контакта обычно защелкиваются вместе, а когда вы подносите магнит к переключателю, пружины расходятся. Такие герконы называются нормально замкнутыми (NC) (нормально включенными), поэтому большую часть времени через них проходит электричество. Самый простой способ сделать это — взять нормально открытый переключатель и постоянно прикрепить магнит к его стеклянному корпусу, перевернув его из открытого в закрытое состояние (как во втором кадре анимации нормально открытого состояния вверху).Вся эта единица (нормально разомкнутый геркон с прикрепленным магнитом) становится нашим нормально замкнутым герконом. Если вы поднесете к нему второй магнит с магнитным полем противоположной полярности, чем у первого магнита, это новое поле нейтрализует поле первого магнита, так что мы, по сути, получим именно то, что было в первом кадре. нормально разомкнутой анимации: геркон с двумя раздвинутыми контактами.

На этих двух работах я сильно преувеличил движение контактов.Настоящие герконы имеют контакты, расстояние между которыми составляет всего несколько микрон (миллионных долей метра), что примерно в десять раз тоньше человеческого волоса, поэтому движение не видно невооруженным глазом. Не ожидайте увидеть движение лезвий, когда вы поднесете магнит близко!

Иллюстрации: Ключ к пониманию герконов — это осознание того, что они являются частью магнитной цепи, а также электрической цепи: магнитное поле стержневого магнита проходит через герконовый переключатель. Это то что делает его близким — и это то, что позволяет электричеству течь через него.Изображение магнитного поля взято с Wikimedia Commons.

Еще одна важная вещь, на которую мне нужно обратить внимание, это то, что герконы не просто включаются, когда магнит приближается, и выключаются, когда он удаляется (в случае нормально разомкнутого / выключенного переключателя): они обычно включаются и выключается несколько раз по мере движения магнита, создавая несколько зон включения и выключения. Они также будут реагировать по-разному в зависимости от ориентации магнита (параллельна ли он переключателю или перпендикулярно), его формы (потому что, как мы все учились в школе, магниты разной формы создают вокруг себя разные модели магнитного поля) , и как он движется.Это действительно важно, когда дело доходит до практического применения: вам нужно убедиться, что вы используете правильный магнит и что он движется именно так, чтобы привести в действие ваш геркон. Например, если вы используете геркон в качестве счетчика, он должен срабатывать только один раз при каждом движении магнита (а не три или четыре раза, что приведет к ложным показаниям). Если вы используете геркон для сигнализации, вы не хотите, чтобы злоумышленник включил сигнализацию на одну секунду, а затем снова выключил ее через секунду, потому что вы поместили магнит не в то место!

Как использовать герконы на практике?

Фото: Некоторые мобильные телефоны с откидной крышкой, такие как этот, включаются и выключаются с помощью герконовых переключателей.В одной части корпуса находится магнит, а в другой — геркон. Телефон выключается, когда геркон находится рядом с магнитом (когда корпус закрыт), и включается, когда геркон и магнит разделяются (когда корпус снова открывается).

Теперь вы, наверное, видите, как включается и выключается телефон-раскладушка. когда вы открываете или закрываете его. Имеет нормально замкнутый геркон в нижняя часть его корпуса (там, где находится клавиатура) и магнит в верхняя часть (где экран).Когда телефон открыт, трость переключатель и магнит относительно далеко друг от друга. Контакты на герконовый переключатель сдвинут вместе, и мощность течет через Телефон. Однако, если вы закроете корпус, вы повернете магнит близко к геркон, и это раздвигает контакты внутри переключателя. Схема внутри телефон распознает это и аккуратно отключает питание.

Читатели электронных книг, такие как Kindles и Sony Readers, используйте похожий трюк. Поместив их в защитную кожаную куртку, вы обнаружите они выключаются автоматически, когда вы закрываете крышку — и снова включаются когда вы его открываете.Никакого волшебства тут, конечно, нет: просто геркон в угол устройства электронной книги и магнит в соответствующей части крышки (проверьте сами, подержав рядом скрепку).

Фото: Упрощенная концепция охранной сигнализации: вы просто устанавливаете геркон (подключенный к цепи сигнализации) к одной части двери и магнит к другой части. Разделение двух вещей щелкает переключателем и вызывает тревогу.

Вы можете увидеть, как та же идея будет работать в дверях сейфа нашего банка: вы бы просто поместите геркон на дверной коробке и магнит на дверь.Открытие двери разделит магнит и трость переключатель, в результате чего контакты переключателя пружинят вместе и срабатывают будильник. Вы можете построить герконовые переключатели внутри маленьких частей пластик, так что их там даже не видно — идеально подходит для всех видов безопасности Приложения.

Фото: коровы LEGO®, управляемые герконом. Фото любезно предоставлено Биллом Уордом, опубликовано на Flickr под лицензией Creative Commons.

Герконы можно использовать и по-другому.LEGO® энтузиаст Билл Уорд, который руководит великолепным Brickpile блог (и страницу с фотографиями на Flickr), построил эти гениальные роботизированные коровы для его модели железная дорога. Когда поезд проезжает мимо, они поворачивают головы, чтобы посмотреть, как он проезжает. Целый вещь работает геркон. Головой каждой коровы управляет небольшой электродвигатель, подключенный к цепи, в которой есть нормально разомкнутый геркон. Геркон расположен рядом с железнодорожный путь и небольшой магнит прикреплен к стороне поезда.Когда поезд проезжает мимо язычкового переключателя, магнит заставляет контакты замыкаются и активирует цепь, которая включает головы. Насколько это аккуратно? Некоторые люди просто такие гениальные!

Есть сотни других, менее очевидных применений герконов. Некоторые датчики уровня жидкости в стиральные машины и посудомоечные машины используют плавающие магниты, которые подпрыгивают мимо язычковых переключателей, чтобы выключить клапаны, когда внутри достаточно воды. Герконовые переключатели иногда также устанавливаются на вращающихся рычагах в посудомоечных машинах, чтобы определять, когда они застревают, и в термальных выключателях в электрических душах (чтобы остановить нагрев воды до опасного уровня).Анемометры с вращающимися чашками имеют внутри герконовые переключатели, которые измеряют скорость ветра. Когда чашки вращаются, они заставляют геркон вращаться мимо магнита, генерируя импульсы тока. Чем сильнее ветер, тем быстрее вращаются чашки и тем чаще герконовый переключатель включается и выключается. Электронная схема подсчитывает количество импульсов в секунду и использует это для определения скорости ветра.

Изображение: Типичный расходомер с герконовым переключателем работает примерно так. Есть труба, по которой течет жидкость (1), внутри которой установлено лопастное колесо (2).Когда жидкость течет, лопасть вращается и заставляет вращаться магнит (3). Вращающийся магнит размыкает геркон (4). Затем, когда он вращается и представляет свой противоположный полюс (5), магнит снова замыкает переключатель (6). Герконовый переключатель, попеременно открывающийся и замыкающийся, посылает в цепь импульсы электрического тока. Подсчитав скорость поступления импульсов, схема может измерить расход. Если ток полностью прекращается или течет все время, вы знаете, что жидкость перестала двигаться, что может указывать на застревание или закупорку.

Кто изобрел герконы?

Как и многие другие великие изобретения, герконы родились в Bell Laboratories, изобретенные там в середине 1930-х годов Уолтером Б. Элвудом , . Его первоначальная заявка на патент на электромагнитный переключатель была подана 27 июня 1940 года и официально предоставлена ​​2 декабря 1941 года. Прочитав патент Элвуда, очень легко распознать геркон, который все еще широко используется сегодня: «Когда внешняя магнитная сила К этому блоку применяются два магнитных элемента, которые образуют часть магнитной цепи…. перемещаются вместе … поскольку внешняя магнитная сила действует, уменьшая воздушный зазор между двумя упомянутыми магнитными элементами «.

Изображение: оригинальная конструкция язычкового переключателя Уолтера Элвуда из патента США: 2264746: Электромагнитный переключатель. Это немного отличается от приведенного выше, переключение между двумя разными цепями, при этом одна из них всегда включена. У нас есть два немагнитных контакта слева (1,2) и магнитный контакт (3,4) справа, который переключается между ними при приближении магнита.Контакты разделены изолирующей прокладкой (5). Оригинальное изображение любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США. (Обратите внимание, что я немного раскрасил и упростил оригинал, чтобы облегчить восприятие.)

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

Практические проекты

Вы найдете немало примеров использования язычковых переключателей на неизменно превосходном веб-сайте Instructables и в популярных книгах Evil Genius; Вот несколько примеров для начала:

Книги

• Датчик Arduino и Raspberry Pi Проекты Роберта Чина для злого гения.McGraw Hill, 2017. Некоторые из проектов в этой книге включают подключение язычковых переключателей к Arduinos и Pis (есть полные инструкции для звуковой сигнализации дверного переключателя).
• СДЕЛАТЬ: Электроника Чарльза Платта. Maker Media, 2015. Отличная практическая книга, которая даст толчок вашему хобби электроники. В главе 3 есть простое введение в герконы.
• Проекты Raspberry Pi Эндрю Робинсона и Майка Кука. John Wiley & Sons, 2014. «Глава 13: Домашняя автоматизация» описывает дверной датчик с герконовым переключателем, подключенный к Raspberry Pi.
• Практическая электроника для изобретателей Пола Монка. McGraw-Hill, 2016. Переварив MAKE: Electronics , вы захотите перейти к чему-то более глубокому; это хорошее место, чтобы пойти дальше.
• Электроника: первый курс Оуэна Бишопа. Newnes, 2011. Простой для понимания (хотя и довольно сухой) учебник, объясняющий все основные компоненты, включая герконы.

Патенты

Попробуйте эти для более глубоких технических подробностей:

• Патент США 2264746: Электромагнитный переключатель Уолтера Элвуда, 2 декабря 1941 г.Оригинальный патент на герконовый переключатель Элвуда (как на фото выше).
• Патент США 3 283 274: кнопочный переключатель Анджело де Фалько, 1 ноября 1966 г. Более сложный дизайн.
• Патент США 4038620: Магнитный геркон, автор Б. Эдвард Шлезингер-младший и Чарли Дуэйн Маринер, 26 июля 1977 г. Переключатель с одним магнитным язычком и одним немагнитным.
• Патент США 3 348 175: Нормально замкнутый геркон, Энтони Дж. Уилкис, 17 октября 1967 г. Описывает различные способы создания нормально замкнутого переключателя.

Видео

Благодарности

Я очень благодарен Морису Баэнену из Comus Technology B.V. за предложения по улучшению этой статьи.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2020) Герконовые переключатели. Получено с https://www.explainthatstuff.com/howreedswitcheswork.html.[Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

Как работают герконы (переключатели с магнитным управлением)

Как работают герконы (переключатели с магнитным управлением) Рекламное объявление

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 22 августа 2020 г.

Если у вас есть портативный компьютер или мобильный телефон, который открывается как раскладушка, вы, наверное, заметили, что она чувствует, когда вы открывать и закрывать его и соответственно включать или выключать.Но как это знать? Какой-то переключатель подключен к петле так он может обнаружить движение открытия и закрытия? Если это то, что ты думаю, ты прав как минимум наполовину! Подумайте об этом повнимательнее и вы увидите, что стандартный переключатель будет довольно сложно подключить в этом способ — и, вероятно, весьма ненадежный: все эти открытия и закрытия быстро изнашивает его. Таким образом, вместо этого многие ноутбуки и телефоны используют недорогие и очень надежное устройство, называемое герконом, которое включается и выключается при воздействии магнита. рядом.Охранная сигнализация и модели железных дорог тоже часто используют их. Давайте подробнее рассмотрим как они работают!

Фото: Типичный геркон (Comus RI-23). Вы можете просто увидеть два перекрывающихся металлических контакта (язычка) внутри стеклянной оболочки. Контакты пружинят вместе и соприкасаются, когда переключатель включен; они расходятся и прерывают цепь, когда переключатель находится в положении «выключено».

Какую проблему решают герконы?

Фото: выключатель, работающий от нажатия, замыкает цепь, когда вы его вставляете; а пружина заставляет его снова выскочить, когда вы убираете палец.Геркон переключает ток таким же образом, но «толкающее давление» обеспечивает магнит, а не ваш палец.

Выключатель похож на подъемный мост в электрическом схема. Когда переключатель замкнут, «мост» не работает, и электрический ток может обтекать контур; при размыкании переключателя происходит «мост». вверх и ток не течет. Таким образом, цель переключателя — активировать или деактивировать цепь в любое время по нашему выбору.

Большинство электрических переключателей, с которыми мы сталкиваемся, мы контролируем сами.Если вы хотите света в комнате, вы щелкаете выключателем на стене. Хотите смотреть телевизор? Включите выключатель. Хотеть слушать свой iPod? Толкать колесо спереди, и это активирует переключатель, который включает мощность. Но иногда нам нужны электрические и электронные цепи, которые нужно активировать другими способами.

Предположим, вы хотите подключить банковский сейф, чтобы он срабатывает сигнал тревоги всякий раз, когда открывается дверь. Как это будет работать на практике? Вам понадобится электричество контакты на обеих частях дверной коробки, поэтому, когда дверь открыта, цепь будет разорвана, вызывая тревогу.Но подумайте, как сложно это должно было сделать надежное электрическое соединение на дверной коробке. Что, если вы закрасите его? Что, если он испачкался? И разве это не было бы так очевидно вору, что они смогут легко вывести его из строя? Есть много способы, которыми электрический контакт может быть отключен и бесполезный. Здесь могут помочь герконы.

Рекламные ссылки

Что такое геркон?

Обычный выключатель имеет два электрических контакта, которые соединяют вместе, когда вы нажимаете кнопку, и пружина врозь, когда вы ее отпускаете.Кулисные переключатели на настенных светильниках (как на фото вверху) сдвиньте два контакта вместе, когда переключатель находится в одном положении и разведите их, когда переключатель щелкает в другую сторону.

В типичном герконовом переключателе два контакта (которые выглядят как металлические герконы) сделаны из ферромагнитного материал (что означает что-то такое же легкое намагничивание, как железо), покрытый прочным металлом, таким как родий или рутений (чтобы обеспечить им долгую жизнь при включении и выключении), и запечатанный внутри тонкой стеклянной оболочки, заполненной инертным газом (обычно азотом), чтобы уберечь их от пыли и грязи.Иногда стекло имеет внешний кожух из пластика для еще большей защиты. Как правило, контакты изготавливаются из сплава никель-железо, который легко намагничивается (технически мы говорим, что он имеет высокую магнитную проницаемость), но не остается таким долго (мы говорим, что он имеет низкую магнитную удерживающую способность). Им требуется некоторое время, чтобы отреагировать на изменения магнитного поля (мы говорим, что у них довольно небольшой гистерезис) — другими словами, они движутся довольно медленно и плавно. Обычно оба контакта перемещаются (а не один), и они образуют плоскую параллельную область контакта друг с другом (а не просто касаются одной точки), потому что это помогает продлить срок службы и надежность переключателя.

Хотя большинство герконов имеет два ферромагнитных контакта, некоторые имеют один ферромагнитный контакт, а другой немагнитный, а у некоторых (например, оригинальный герконовый переключатель Элвуда, показанный в нижней части этой статьи) их три.

Фото: Другой вид моего язычкового переключателя, смотрящего на движущиеся контакты в их запечатанном стеклянном конверте. Обратите внимание, что контакт справа находится чуть выше контакта слева. Вы также можете видеть здесь, что контакты намного шире, чем они выглядят на виде сбоку, показанном на верхнем фото.

Как работает геркон?

Герконы

бывают двух основных типов: нормально разомкнутые (нормально выключенные) и нормально замкнутые (нормально включены). Ключом к пониманию того, как они работают, является осознание того, что они работают не только как электрический мост, но и как магнитный мост : через них течет магнетизм, а также электричество.

Нормально открытый

Когда вы подносите магнит к герконовому переключателю, весь переключатель фактически становится частью «магнитной цепи», включающей магнит (пунктирная линия на иллюстрации показывает часть магнитного поля).Два контакта геркона становятся противоположными магнитными полюсами, поэтому они притягиваются и защелкиваются. Неважно, какой конец магнита приближается первым: контакты все равно поляризуются противоположным образом и притягиваются друг к другу. Такой геркон обычно разомкнут (НЕТ) (нормально выключен), если только рядом с ним не установлен магнит, когда он включается, позволяя току течь через него.

Уберите магнит, и контакты — сделанные из довольно жесткого и упругого металла — снова раздвинутся и вернутся в исходное положение.

Нормально закрытый

Вы также можете получить герконовые переключатели, которые работают противоположным образом: два контакта обычно защелкиваются вместе, а когда вы подносите магнит к переключателю, пружины расходятся. Такие герконы называются нормально замкнутыми (NC) (нормально включенными), поэтому большую часть времени через них проходит электричество. Самый простой способ сделать это — взять нормально открытый переключатель и постоянно прикрепить магнит к его стеклянному корпусу, перевернув его из открытого в закрытое состояние (как во втором кадре анимации нормально открытого состояния вверху).Вся эта единица (нормально разомкнутый геркон с прикрепленным магнитом) становится нашим нормально замкнутым герконом. Если вы поднесете к нему второй магнит с магнитным полем противоположной полярности, чем у первого магнита, это новое поле нейтрализует поле первого магнита, так что мы, по сути, получим именно то, что было в первом кадре. нормально разомкнутой анимации: геркон с двумя раздвинутыми контактами.

На этих двух работах я сильно преувеличил движение контактов.Настоящие герконы имеют контакты, расстояние между которыми составляет всего несколько микрон (миллионных долей метра), что примерно в десять раз тоньше человеческого волоса, поэтому движение не видно невооруженным глазом. Не ожидайте увидеть движение лезвий, когда вы поднесете магнит близко!

Иллюстрации: Ключ к пониманию герконов — это осознание того, что они являются частью магнитной цепи, а также электрической цепи: магнитное поле стержневого магнита проходит через герконовый переключатель. Это то что делает его близким — и это то, что позволяет электричеству течь через него.Изображение магнитного поля взято с Wikimedia Commons.

Еще одна важная вещь, на которую мне нужно обратить внимание, это то, что герконы не просто включаются, когда магнит приближается, и выключаются, когда он удаляется (в случае нормально разомкнутого / выключенного переключателя): они обычно включаются и выключается несколько раз по мере движения магнита, создавая несколько зон включения и выключения. Они также будут реагировать по-разному в зависимости от ориентации магнита (параллельна ли он переключателю или перпендикулярно), его формы (потому что, как мы все учились в школе, магниты разной формы создают вокруг себя разные модели магнитного поля) , и как он движется.Это действительно важно, когда дело доходит до практического применения: вам нужно убедиться, что вы используете правильный магнит и что он движется именно так, чтобы привести в действие ваш геркон. Например, если вы используете геркон в качестве счетчика, он должен срабатывать только один раз при каждом движении магнита (а не три или четыре раза, что приведет к ложным показаниям). Если вы используете геркон для сигнализации, вы не хотите, чтобы злоумышленник включил сигнализацию на одну секунду, а затем снова выключил ее через секунду, потому что вы поместили магнит не в то место!

Как использовать герконы на практике?

Фото: Некоторые мобильные телефоны с откидной крышкой, такие как этот, включаются и выключаются с помощью герконовых переключателей.В одной части корпуса находится магнит, а в другой — геркон. Телефон выключается, когда геркон находится рядом с магнитом (когда корпус закрыт), и включается, когда геркон и магнит разделяются (когда корпус снова открывается).

Теперь вы, наверное, видите, как включается и выключается телефон-раскладушка. когда вы открываете или закрываете его. Имеет нормально замкнутый геркон в нижняя часть его корпуса (там, где находится клавиатура) и магнит в верхняя часть (где экран).Когда телефон открыт, трость переключатель и магнит относительно далеко друг от друга. Контакты на герконовый переключатель сдвинут вместе, и мощность течет через Телефон. Однако, если вы закроете корпус, вы повернете магнит близко к геркон, и это раздвигает контакты внутри переключателя. Схема внутри телефон распознает это и аккуратно отключает питание.

Читатели электронных книг, такие как Kindles и Sony Readers, используйте похожий трюк. Поместив их в защитную кожаную куртку, вы обнаружите они выключаются автоматически, когда вы закрываете крышку — и снова включаются когда вы его открываете.Никакого волшебства тут, конечно, нет: просто геркон в угол устройства электронной книги и магнит в соответствующей части крышки (проверьте сами, подержав рядом скрепку).

Фото: Упрощенная концепция охранной сигнализации: вы просто устанавливаете геркон (подключенный к цепи сигнализации) к одной части двери и магнит к другой части. Разделение двух вещей щелкает переключателем и вызывает тревогу.

Вы можете увидеть, как та же идея будет работать в дверях сейфа нашего банка: вы бы просто поместите геркон на дверной коробке и магнит на дверь.Открытие двери разделит магнит и трость переключатель, в результате чего контакты переключателя пружинят вместе и срабатывают будильник. Вы можете построить герконовые переключатели внутри маленьких частей пластик, так что их там даже не видно — идеально подходит для всех видов безопасности Приложения.

Фото: коровы LEGO®, управляемые герконом. Фото любезно предоставлено Биллом Уордом, опубликовано на Flickr под лицензией Creative Commons.

Герконы можно использовать и по-другому.LEGO® энтузиаст Билл Уорд, который руководит великолепным Brickpile блог (и страницу с фотографиями на Flickr), построил эти гениальные роботизированные коровы для его модели железная дорога. Когда поезд проезжает мимо, они поворачивают головы, чтобы посмотреть, как он проезжает. Целый вещь работает геркон. Головой каждой коровы управляет небольшой электродвигатель, подключенный к цепи, в которой есть нормально разомкнутый геркон. Геркон расположен рядом с железнодорожный путь и небольшой магнит прикреплен к стороне поезда.Когда поезд проезжает мимо язычкового переключателя, магнит заставляет контакты замыкаются и активирует цепь, которая включает головы. Насколько это аккуратно? Некоторые люди просто такие гениальные!

Есть сотни других, менее очевидных применений герконов. Некоторые датчики уровня жидкости в стиральные машины и посудомоечные машины используют плавающие магниты, которые подпрыгивают мимо язычковых переключателей, чтобы выключить клапаны, когда внутри достаточно воды. Герконовые переключатели иногда также устанавливаются на вращающихся рычагах в посудомоечных машинах, чтобы определять, когда они застревают, и в термальных выключателях в электрических душах (чтобы остановить нагрев воды до опасного уровня).Анемометры с вращающимися чашками имеют внутри герконовые переключатели, которые измеряют скорость ветра. Когда чашки вращаются, они заставляют геркон вращаться мимо магнита, генерируя импульсы тока. Чем сильнее ветер, тем быстрее вращаются чашки и тем чаще герконовый переключатель включается и выключается. Электронная схема подсчитывает количество импульсов в секунду и использует это для определения скорости ветра.

Изображение: Типичный расходомер с герконовым переключателем работает примерно так. Есть труба, по которой течет жидкость (1), внутри которой установлено лопастное колесо (2).Когда жидкость течет, лопасть вращается и заставляет вращаться магнит (3). Вращающийся магнит размыкает геркон (4). Затем, когда он вращается и представляет свой противоположный полюс (5), магнит снова замыкает переключатель (6). Герконовый переключатель, попеременно открывающийся и замыкающийся, посылает в цепь импульсы электрического тока. Подсчитав скорость поступления импульсов, схема может измерить расход. Если ток полностью прекращается или течет все время, вы знаете, что жидкость перестала двигаться, что может указывать на застревание или закупорку.

Кто изобрел герконы?

Как и многие другие великие изобретения, герконы родились в Bell Laboratories, изобретенные там в середине 1930-х годов Уолтером Б. Элвудом , . Его первоначальная заявка на патент на электромагнитный переключатель была подана 27 июня 1940 года и официально предоставлена ​​2 декабря 1941 года. Прочитав патент Элвуда, очень легко распознать геркон, который все еще широко используется сегодня: «Когда внешняя магнитная сила К этому блоку применяются два магнитных элемента, которые образуют часть магнитной цепи…. перемещаются вместе … поскольку внешняя магнитная сила действует, уменьшая воздушный зазор между двумя упомянутыми магнитными элементами «.

Изображение: оригинальная конструкция язычкового переключателя Уолтера Элвуда из патента США: 2264746: Электромагнитный переключатель. Это немного отличается от приведенного выше, переключение между двумя разными цепями, при этом одна из них всегда включена. У нас есть два немагнитных контакта слева (1,2) и магнитный контакт (3,4) справа, который переключается между ними при приближении магнита.Контакты разделены изолирующей прокладкой (5). Оригинальное изображение любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США. (Обратите внимание, что я немного раскрасил и упростил оригинал, чтобы облегчить восприятие.)

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

Практические проекты

Вы найдете немало примеров использования язычковых переключателей на неизменно превосходном веб-сайте Instructables и в популярных книгах Evil Genius; Вот несколько примеров для начала:

Книги

• Датчик Arduino и Raspberry Pi Проекты Роберта Чина для злого гения.McGraw Hill, 2017. Некоторые из проектов в этой книге включают подключение язычковых переключателей к Arduinos и Pis (есть полные инструкции для звуковой сигнализации дверного переключателя).
• СДЕЛАТЬ: Электроника Чарльза Платта. Maker Media, 2015. Отличная практическая книга, которая даст толчок вашему хобби электроники. В главе 3 есть простое введение в герконы.
• Проекты Raspberry Pi Эндрю Робинсона и Майка Кука. John Wiley & Sons, 2014. «Глава 13: Домашняя автоматизация» описывает дверной датчик с герконовым переключателем, подключенный к Raspberry Pi.
• Практическая электроника для изобретателей Пола Монка. McGraw-Hill, 2016. Переварив MAKE: Electronics , вы захотите перейти к чему-то более глубокому; это хорошее место, чтобы пойти дальше.
• Электроника: первый курс Оуэна Бишопа. Newnes, 2011. Простой для понимания (хотя и довольно сухой) учебник, объясняющий все основные компоненты, включая герконы.

Патенты

Попробуйте эти для более глубоких технических подробностей:

• Патент США 2264746: Электромагнитный переключатель Уолтера Элвуда, 2 декабря 1941 г.Оригинальный патент на герконовый переключатель Элвуда (как на фото выше).
• Патент США 3 283 274: кнопочный переключатель Анджело де Фалько, 1 ноября 1966 г. Более сложный дизайн.
• Патент США 4038620: Магнитный геркон, автор Б. Эдвард Шлезингер-младший и Чарли Дуэйн Маринер, 26 июля 1977 г. Переключатель с одним магнитным язычком и одним немагнитным.
• Патент США 3 348 175: Нормально замкнутый геркон, Энтони Дж. Уилкис, 17 октября 1967 г. Описывает различные способы создания нормально замкнутого переключателя.

Видео

Благодарности

Я очень благодарен Морису Баэнену из Comus Technology B.V. за предложения по улучшению этой статьи.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2020) Герконовые переключатели. Получено с https://www.explainthatstuff.com/howreedswitcheswork.html.[Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

Как работают герконы (переключатели с магнитным управлением)

Как работают герконы (переключатели с магнитным управлением) Рекламное объявление

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 22 августа 2020 г.

Если у вас есть портативный компьютер или мобильный телефон, который открывается как раскладушка, вы, наверное, заметили, что она чувствует, когда вы открывать и закрывать его и соответственно включать или выключать.Но как это знать? Какой-то переключатель подключен к петле так он может обнаружить движение открытия и закрытия? Если это то, что ты думаю, ты прав как минимум наполовину! Подумайте об этом повнимательнее и вы увидите, что стандартный переключатель будет довольно сложно подключить в этом способ — и, вероятно, весьма ненадежный: все эти открытия и закрытия быстро изнашивает его. Таким образом, вместо этого многие ноутбуки и телефоны используют недорогие и очень надежное устройство, называемое герконом, которое включается и выключается при воздействии магнита. рядом.Охранная сигнализация и модели железных дорог тоже часто используют их. Давайте подробнее рассмотрим как они работают!

Фото: Типичный геркон (Comus RI-23). Вы можете просто увидеть два перекрывающихся металлических контакта (язычка) внутри стеклянной оболочки. Контакты пружинят вместе и соприкасаются, когда переключатель включен; они расходятся и прерывают цепь, когда переключатель находится в положении «выключено».

Какую проблему решают герконы?

Фото: выключатель, работающий от нажатия, замыкает цепь, когда вы его вставляете; а пружина заставляет его снова выскочить, когда вы убираете палец.Геркон переключает ток таким же образом, но «толкающее давление» обеспечивает магнит, а не ваш палец.

Выключатель похож на подъемный мост в электрическом схема. Когда переключатель замкнут, «мост» не работает, и электрический ток может обтекать контур; при размыкании переключателя происходит «мост». вверх и ток не течет. Таким образом, цель переключателя — активировать или деактивировать цепь в любое время по нашему выбору.

Большинство электрических переключателей, с которыми мы сталкиваемся, мы контролируем сами.Если вы хотите света в комнате, вы щелкаете выключателем на стене. Хотите смотреть телевизор? Включите выключатель. Хотеть слушать свой iPod? Толкать колесо спереди, и это активирует переключатель, который включает мощность. Но иногда нам нужны электрические и электронные цепи, которые нужно активировать другими способами.

Предположим, вы хотите подключить банковский сейф, чтобы он срабатывает сигнал тревоги всякий раз, когда открывается дверь. Как это будет работать на практике? Вам понадобится электричество контакты на обеих частях дверной коробки, поэтому, когда дверь открыта, цепь будет разорвана, вызывая тревогу.Но подумайте, как сложно это должно было сделать надежное электрическое соединение на дверной коробке. Что, если вы закрасите его? Что, если он испачкался? И разве это не было бы так очевидно вору, что они смогут легко вывести его из строя? Есть много способы, которыми электрический контакт может быть отключен и бесполезный. Здесь могут помочь герконы.

Рекламные ссылки

Что такое геркон?

Обычный выключатель имеет два электрических контакта, которые соединяют вместе, когда вы нажимаете кнопку, и пружина врозь, когда вы ее отпускаете.Кулисные переключатели на настенных светильниках (как на фото вверху) сдвиньте два контакта вместе, когда переключатель находится в одном положении и разведите их, когда переключатель щелкает в другую сторону.

В типичном герконовом переключателе два контакта (которые выглядят как металлические герконы) сделаны из ферромагнитного материал (что означает что-то такое же легкое намагничивание, как железо), покрытый прочным металлом, таким как родий или рутений (чтобы обеспечить им долгую жизнь при включении и выключении), и запечатанный внутри тонкой стеклянной оболочки, заполненной инертным газом (обычно азотом), чтобы уберечь их от пыли и грязи.Иногда стекло имеет внешний кожух из пластика для еще большей защиты. Как правило, контакты изготавливаются из сплава никель-железо, который легко намагничивается (технически мы говорим, что он имеет высокую магнитную проницаемость), но не остается таким долго (мы говорим, что он имеет низкую магнитную удерживающую способность). Им требуется некоторое время, чтобы отреагировать на изменения магнитного поля (мы говорим, что у них довольно небольшой гистерезис) — другими словами, они движутся довольно медленно и плавно. Обычно оба контакта перемещаются (а не один), и они образуют плоскую параллельную область контакта друг с другом (а не просто касаются одной точки), потому что это помогает продлить срок службы и надежность переключателя.

Хотя большинство герконов имеет два ферромагнитных контакта, некоторые имеют один ферромагнитный контакт, а другой немагнитный, а у некоторых (например, оригинальный герконовый переключатель Элвуда, показанный в нижней части этой статьи) их три.

Фото: Другой вид моего язычкового переключателя, смотрящего на движущиеся контакты в их запечатанном стеклянном конверте. Обратите внимание, что контакт справа находится чуть выше контакта слева. Вы также можете видеть здесь, что контакты намного шире, чем они выглядят на виде сбоку, показанном на верхнем фото.

Как работает геркон?

Герконы

бывают двух основных типов: нормально разомкнутые (нормально выключенные) и нормально замкнутые (нормально включены). Ключом к пониманию того, как они работают, является осознание того, что они работают не только как электрический мост, но и как магнитный мост : через них течет магнетизм, а также электричество.

Нормально открытый

Когда вы подносите магнит к герконовому переключателю, весь переключатель фактически становится частью «магнитной цепи», включающей магнит (пунктирная линия на иллюстрации показывает часть магнитного поля).Два контакта геркона становятся противоположными магнитными полюсами, поэтому они притягиваются и защелкиваются. Неважно, какой конец магнита приближается первым: контакты все равно поляризуются противоположным образом и притягиваются друг к другу. Такой геркон обычно разомкнут (НЕТ) (нормально выключен), если только рядом с ним не установлен магнит, когда он включается, позволяя току течь через него.

Уберите магнит, и контакты — сделанные из довольно жесткого и упругого металла — снова раздвинутся и вернутся в исходное положение.

Нормально закрытый

Вы также можете получить герконовые переключатели, которые работают противоположным образом: два контакта обычно защелкиваются вместе, а когда вы подносите магнит к переключателю, пружины расходятся. Такие герконы называются нормально замкнутыми (NC) (нормально включенными), поэтому большую часть времени через них проходит электричество. Самый простой способ сделать это — взять нормально открытый переключатель и постоянно прикрепить магнит к его стеклянному корпусу, перевернув его из открытого в закрытое состояние (как во втором кадре анимации нормально открытого состояния вверху).Вся эта единица (нормально разомкнутый геркон с прикрепленным магнитом) становится нашим нормально замкнутым герконом. Если вы поднесете к нему второй магнит с магнитным полем противоположной полярности, чем у первого магнита, это новое поле нейтрализует поле первого магнита, так что мы, по сути, получим именно то, что было в первом кадре. нормально разомкнутой анимации: геркон с двумя раздвинутыми контактами.

На этих двух работах я сильно преувеличил движение контактов.Настоящие герконы имеют контакты, расстояние между которыми составляет всего несколько микрон (миллионных долей метра), что примерно в десять раз тоньше человеческого волоса, поэтому движение не видно невооруженным глазом. Не ожидайте увидеть движение лезвий, когда вы поднесете магнит близко!

Иллюстрации: Ключ к пониманию герконов — это осознание того, что они являются частью магнитной цепи, а также электрической цепи: магнитное поле стержневого магнита проходит через герконовый переключатель. Это то что делает его близким — и это то, что позволяет электричеству течь через него.Изображение магнитного поля взято с Wikimedia Commons.

Еще одна важная вещь, на которую мне нужно обратить внимание, это то, что герконы не просто включаются, когда магнит приближается, и выключаются, когда он удаляется (в случае нормально разомкнутого / выключенного переключателя): они обычно включаются и выключается несколько раз по мере движения магнита, создавая несколько зон включения и выключения. Они также будут реагировать по-разному в зависимости от ориентации магнита (параллельна ли он переключателю или перпендикулярно), его формы (потому что, как мы все учились в школе, магниты разной формы создают вокруг себя разные модели магнитного поля) , и как он движется.Это действительно важно, когда дело доходит до практического применения: вам нужно убедиться, что вы используете правильный магнит и что он движется именно так, чтобы привести в действие ваш геркон. Например, если вы используете геркон в качестве счетчика, он должен срабатывать только один раз при каждом движении магнита (а не три или четыре раза, что приведет к ложным показаниям). Если вы используете геркон для сигнализации, вы не хотите, чтобы злоумышленник включил сигнализацию на одну секунду, а затем снова выключил ее через секунду, потому что вы поместили магнит не в то место!

Как использовать герконы на практике?

Фото: Некоторые мобильные телефоны с откидной крышкой, такие как этот, включаются и выключаются с помощью герконовых переключателей.В одной части корпуса находится магнит, а в другой — геркон. Телефон выключается, когда геркон находится рядом с магнитом (когда корпус закрыт), и включается, когда геркон и магнит разделяются (когда корпус снова открывается).

Теперь вы, наверное, видите, как включается и выключается телефон-раскладушка. когда вы открываете или закрываете его. Имеет нормально замкнутый геркон в нижняя часть его корпуса (там, где находится клавиатура) и магнит в верхняя часть (где экран).Когда телефон открыт, трость переключатель и магнит относительно далеко друг от друга. Контакты на герконовый переключатель сдвинут вместе, и мощность течет через Телефон. Однако, если вы закроете корпус, вы повернете магнит близко к геркон, и это раздвигает контакты внутри переключателя. Схема внутри телефон распознает это и аккуратно отключает питание.

Читатели электронных книг, такие как Kindles и Sony Readers, используйте похожий трюк. Поместив их в защитную кожаную куртку, вы обнаружите они выключаются автоматически, когда вы закрываете крышку — и снова включаются когда вы его открываете.Никакого волшебства тут, конечно, нет: просто геркон в угол устройства электронной книги и магнит в соответствующей части крышки (проверьте сами, подержав рядом скрепку).

Фото: Упрощенная концепция охранной сигнализации: вы просто устанавливаете геркон (подключенный к цепи сигнализации) к одной части двери и магнит к другой части. Разделение двух вещей щелкает переключателем и вызывает тревогу.

Вы можете увидеть, как та же идея будет работать в дверях сейфа нашего банка: вы бы просто поместите геркон на дверной коробке и магнит на дверь.Открытие двери разделит магнит и трость переключатель, в результате чего контакты переключателя пружинят вместе и срабатывают будильник. Вы можете построить герконовые переключатели внутри маленьких частей пластик, так что их там даже не видно — идеально подходит для всех видов безопасности Приложения.

Фото: коровы LEGO®, управляемые герконом. Фото любезно предоставлено Биллом Уордом, опубликовано на Flickr под лицензией Creative Commons.

Герконы можно использовать и по-другому.LEGO® энтузиаст Билл Уорд, который руководит великолепным Brickpile блог (и страницу с фотографиями на Flickr), построил эти гениальные роботизированные коровы для его модели железная дорога. Когда поезд проезжает мимо, они поворачивают головы, чтобы посмотреть, как он проезжает. Целый вещь работает геркон. Головой каждой коровы управляет небольшой электродвигатель, подключенный к цепи, в которой есть нормально разомкнутый геркон. Геркон расположен рядом с железнодорожный путь и небольшой магнит прикреплен к стороне поезда.Когда поезд проезжает мимо язычкового переключателя, магнит заставляет контакты замыкаются и активирует цепь, которая включает головы. Насколько это аккуратно? Некоторые люди просто такие гениальные!

Есть сотни других, менее очевидных применений герконов. Некоторые датчики уровня жидкости в стиральные машины и посудомоечные машины используют плавающие магниты, которые подпрыгивают мимо язычковых переключателей, чтобы выключить клапаны, когда внутри достаточно воды. Герконовые переключатели иногда также устанавливаются на вращающихся рычагах в посудомоечных машинах, чтобы определять, когда они застревают, и в термальных выключателях в электрических душах (чтобы остановить нагрев воды до опасного уровня).Анемометры с вращающимися чашками имеют внутри герконовые переключатели, которые измеряют скорость ветра. Когда чашки вращаются, они заставляют геркон вращаться мимо магнита, генерируя импульсы тока. Чем сильнее ветер, тем быстрее вращаются чашки и тем чаще герконовый переключатель включается и выключается. Электронная схема подсчитывает количество импульсов в секунду и использует это для определения скорости ветра.

Изображение: Типичный расходомер с герконовым переключателем работает примерно так. Есть труба, по которой течет жидкость (1), внутри которой установлено лопастное колесо (2).Когда жидкость течет, лопасть вращается и заставляет вращаться магнит (3). Вращающийся магнит размыкает геркон (4). Затем, когда он вращается и представляет свой противоположный полюс (5), магнит снова замыкает переключатель (6). Герконовый переключатель, попеременно открывающийся и замыкающийся, посылает в цепь импульсы электрического тока. Подсчитав скорость поступления импульсов, схема может измерить расход. Если ток полностью прекращается или течет все время, вы знаете, что жидкость перестала двигаться, что может указывать на застревание или закупорку.

Кто изобрел герконы?

Как и многие другие великие изобретения, герконы родились в Bell Laboratories, изобретенные там в середине 1930-х годов Уолтером Б. Элвудом , . Его первоначальная заявка на патент на электромагнитный переключатель была подана 27 июня 1940 года и официально предоставлена ​​2 декабря 1941 года. Прочитав патент Элвуда, очень легко распознать геркон, который все еще широко используется сегодня: «Когда внешняя магнитная сила К этому блоку применяются два магнитных элемента, которые образуют часть магнитной цепи…. перемещаются вместе … поскольку внешняя магнитная сила действует, уменьшая воздушный зазор между двумя упомянутыми магнитными элементами «.

Изображение: оригинальная конструкция язычкового переключателя Уолтера Элвуда из патента США: 2264746: Электромагнитный переключатель. Это немного отличается от приведенного выше, переключение между двумя разными цепями, при этом одна из них всегда включена. У нас есть два немагнитных контакта слева (1,2) и магнитный контакт (3,4) справа, который переключается между ними при приближении магнита.Контакты разделены изолирующей прокладкой (5). Оригинальное изображение любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США. (Обратите внимание, что я немного раскрасил и упростил оригинал, чтобы облегчить восприятие.)

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

Практические проекты

Вы найдете немало примеров использования язычковых переключателей на неизменно превосходном веб-сайте Instructables и в популярных книгах Evil Genius; Вот несколько примеров для начала:

Книги

• Датчик Arduino и Raspberry Pi Проекты Роберта Чина для злого гения.McGraw Hill, 2017. Некоторые из проектов в этой книге включают подключение язычковых переключателей к Arduinos и Pis (есть полные инструкции для звуковой сигнализации дверного переключателя).
• СДЕЛАТЬ: Электроника Чарльза Платта. Maker Media, 2015. Отличная практическая книга, которая даст толчок вашему хобби электроники. В главе 3 есть простое введение в герконы.
• Проекты Raspberry Pi Эндрю Робинсона и Майка Кука. John Wiley & Sons, 2014. «Глава 13: Домашняя автоматизация» описывает дверной датчик с герконовым переключателем, подключенный к Raspberry Pi.
• Практическая электроника для изобретателей Пола Монка. McGraw-Hill, 2016. Переварив MAKE: Electronics , вы захотите перейти к чему-то более глубокому; это хорошее место, чтобы пойти дальше.
• Электроника: первый курс Оуэна Бишопа. Newnes, 2011. Простой для понимания (хотя и довольно сухой) учебник, объясняющий все основные компоненты, включая герконы.

Патенты

Попробуйте эти для более глубоких технических подробностей:

• Патент США 2264746: Электромагнитный переключатель Уолтера Элвуда, 2 декабря 1941 г.Оригинальный патент на герконовый переключатель Элвуда (как на фото выше).
• Патент США 3 283 274: кнопочный переключатель Анджело де Фалько, 1 ноября 1966 г. Более сложный дизайн.
• Патент США 4038620: Магнитный геркон, автор Б. Эдвард Шлезингер-младший и Чарли Дуэйн Маринер, 26 июля 1977 г. Переключатель с одним магнитным язычком и одним немагнитным.
• Патент США 3 348 175: Нормально замкнутый геркон, Энтони Дж. Уилкис, 17 октября 1967 г. Описывает различные способы создания нормально замкнутого переключателя.

Видео

Благодарности

Я очень благодарен Морису Баэнену из Comus Technology B.V. за предложения по улучшению этой статьи.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2020) Герконовые переключатели. Получено с https://www.explainthatstuff.com/howreedswitcheswork.html.[Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

Магнитные датчики и герконы

Магнитные датчики и герконы

Littelfuse предлагает широкий ассортимент датчиков с магнитным управлением, герконовых переключателей и герконовых реле. Все это хорошо зарекомендовавшие себя конструкции, изготовленные в соответствии с нашими высокими стандартами. Обладая богатой историей лидера отрасли в предоставлении решений для магнитных датчиков, наши специалисты стремятся предоставить лучшие продукты и решения для ваших конкретных потребностей.

Наша международная организация предоставляет:

• Широкий выбор стандартных продуктов для различных областей применения
• Нестандартные конструкции датчиков в соответствии с требованиями заказчика
• Вертикально интегрированное производство
• Поддержка внутреннего магнитного моделирования
• Быстрый выпуск нестандартных прототипов датчиков

Технический центр

Технический центр позволяет загружать самые свежие ресурсы по нашим магнитным датчикам и герконовым переключателям.Новая информация добавляется постоянно, поэтому не забывайте проверять ее почаще.

Герконовые переключатели

Базовый геркон состоит из двух ферромагнитных никель-железных проводов и стеклянной капсулы. Две проволоки превращаются в «язычки» за счет сплющивания одного конца. Концы язычка аккуратно выравниваются с небольшим перекрытием, а затем надежно герметизируются внутри стеклянной капсулы. Зона перекрытия или контакта язычков покрыта специальными металлами, такими как рутений.Никель-железные выводы покрыты оловом, поэтому их можно паять.

Два язычка действуют как проводники магнитного потока при воздействии внешнего магнитного поля от постоянного магнита или электромагнитной катушки. В контактном зазоре создаются полюса противоположной полярности, и контакты замыкаются, когда магнитная сила превышает силу пружины язычков. Контакты размыкаются, когда внешнее магнитное поле уменьшается, так что сила магнитного притяжения между язычками меньше, чем сила возвратной пружины язычков.

Базовый геркон — однополюсный однопозиционный — нормально разомкнутый переключатель, также известный как переключатель SPST-NO или переключатель формы A. Добавив дополнительный немагнитный контакт, который электрически замкнут без магнитного поля, можно сделать однополюсный переключатель двойного действия. Он также известен как переключатель переключения или переключатель SPDT. Это переключатель «размыкание перед замыканием» в том смысле, что закрытый контакт размыкается до того, как замыкается открытый контакт.

Электрические контакты геркона герметично закрыты.То есть газонепроницаемые уплотнения стекло-металл предотвращают воздействие окружающей среды на контакты. Герконовые переключатели Littelfuse герметизированы в атмосфере инертного азота внутри переключателя.

Герконовые переключатели являются основным компонентом герконовых датчиков, а также герконовых реле. Поскольку Littelfuse производит как стандартные, так и индивидуальные герконовые датчики и реле, наши приложения очень часто могут извлечь выгоду из нашего инженерного опыта, производственных возможностей и систем качества, чтобы обеспечить рентабельную и своевременную поставку деталей.Опции включают стандартные герконы для поверхностного монтажа, индивидуальную обрезку и формирование выводов, модификации существующих стандартных продуктов и полностью индивидуальные продукты.

Герконовые датчики

Герконовые датчики представляют собой герконовые переключатели, которые упакованы во внешний корпус для упрощения монтажа / подключения и дополнительной защиты от воздействия окружающей среды. Эти датчики обычно устанавливаются в механических системах. Герконовый переключатель можно легко установить на печатных платах.Однако для такого применения, как датчик безопасности двери, герконовому переключателю требуется защитная оболочка / корпус для перемещения и установки. Эти пакеты обеспечивают устойчивость к механическим воздействиям, защищая неизолированное стекло геркона.

Есть несколько соображений при включении геркона в капсулу датчика, например, повреждение геркона в результате механического удара и изменение чувствительности из-за механического напряжения. В зависимости от типа механического удара повреждение может выражаться в потере герметичного уплотнения, изменении чувствительности или бездействии из-за разрушения стеклянной капсулы.К счастью, Littelfuse имеет большой опыт в области язычковых датчиков и производит как индивидуальные, так и стандартные язычковые датчики высокого уровня качества и надежности.

Есть много вопросов, которые одинаковы как для герконовых датчиков, так и для герконов, например, электрическая коммутируемая нагрузка, методы активации и т. Д. Поскольку геркон является магнитным датчиком, ферромагнитные материалы, такие как сталь, находятся в непосредственной близости от датчика. может повлиять на его поведение. Двигатели, трансформаторы и другие сильноточные электрические устройства рядом с герконом также могут оказывать нежелательное влияние.Еще одно влияние, о котором следует помнить, — это температура. И магниты, и герконовые датчики становятся более магнитными при низких температурах и менее магнитными при высоких. Величина изменения температуры зависит от типа используемого магнита и геркона.

Доступно множество типов и вариантов язычковых датчиков. Капсулы сенсора могут быть из пластика или нержавеющей стали. Монтаж может производиться винтами или пайкой на печатной плате. Датчики могут быть помещены в отверстие и удерживаться на месте гайками (датчики с резьбовым цилиндром) или установочными винтами или удерживающими зажимами (датчики петард).Электрическая заделка может быть для печатной платы с помощью встроенного разъема, или провода могут быть завершены разъемами, клеммами, фастонами или просто лужеными выводами. Хотя Littelfuse предлагает широкий выбор стандартных деталей, они не подходят для всех областей применения. Вот почему Littelfuse тесно сотрудничает с клиентами, чтобы предоставить индивидуальные решения, включая дополнительные компоненты, такие как резисторы, симисторы или работы, связанные с печатными платами.

Герконовые реле

Герконовое реле состоит из герконового переключателя и медной катушки.Как и другие реле, это обеспечивает гальваническую развязку между входом катушки и управляемым контактом (контактами). Однако из-за небольшого размера и магнитной эффективности герконового переключателя мощность, необходимая для управления катушкой, ниже, чем у большинства других типов реле. Другие преимущества включают высокое сопротивление изоляции, низкое контактное сопротивление и длительный срок службы контактов. Герконовые реле используются во многих приложениях, включая автомобильное, испытательное оборудование, охранное, медицинское оборудование и оборудование для управления технологическими процессами.

По сравнению с другими релейными технологиями герконовые реле обладают преимуществами герметичных контактов, малой мощности катушки, быстрой работы и небольшого размера.Однако, как и в случае с любой технологией, необходимо учитывать различные аспекты. Поскольку герконовый переключатель является переключающим компонентом, используемым в герконовом реле, многие технические аспекты, связанные с герконовым переключателем, такие как электрическая нагрузка, время срабатывания, дребезг контактов, удары и вибрация, влияют на характеристики и работу герконового реле.

Реле

обычно монтируются на печатных платах. Клеммы герконового реле не должны изгибаться, например, для их самозажимания. Избегайте сгибания клемм, чтобы они соответствовали несовпадающим отверстиям.Неэкранированные реле, расположенные слишком близко друг к другу, могут влиять друг на друга. Экранированные реле являются опцией в этом случае и для сред с сильными магнитными полями от двигателей, магнитов и т. Д.

Датчики на эффекте Холла

Обнаруженный Эдвином Холлом в 1897 году, «эффект Холла» существует уже давно. Только после того, как в 60-х годах электронная промышленность приняла полупроводниковые материалы, это открытие перешло от интересного физического эффекта к тому, что нашло серьезное практическое применение.Сегодня технология эффекта Холла позволяет разрабатывать сложные датчики, используемые в широком спектре автомобильных, электронных и промышленных продуктов.

Устройство на эффекте Холла — это интегральная схема на основе полупроводника с пластинами Холла, которые реагируют на магнитные поля. Устройства на эффекте Холла выдают цифровые или аналоговые выходные сигналы, которые используются для бесконтактного и непрерывного поворотного или линейного позиционирования. В отличие от геркона, устройство на эффекте Холла содержит активную схему, поэтому оно постоянно потребляет небольшой ток.Устройства на эффекте Холла выпускаются в двух- или трехпроводном исполнении. Некоторые устройства можно программировать.

Температура, напряжение и мощность

Как и все твердотельные полупроводниковые приборы, датчики на эффекте Холла имеют максимальную рабочую температуру перехода. Рабочая температура перехода определяется мощностью (напряжение, умноженное на ток), которую рассеивает датчик, тепловым сопротивлением корпуса, любыми эффектами теплоотвода, возникающими в результате конфигурации монтажа, любого движения воздуха и температуры окружающей среды (воздуха).Из-за внутреннего рассеивания мощности и самонагрева может потребоваться снижение максимальной рабочей температуры при более высоких напряжениях питания, чтобы ограничить температуру перехода до приемлемого значения.

Меры предосторожности при электростатическом разряде

Полупроводниковые приборы чувствительны к электростатическим разрядам (ESD). Всегда соблюдайте осторожность и соблюдайте процедуры защиты от электростатического разряда при работе с датчиками Холла. Некоторые датчики на эффекте Холла Littelfuse имеют внутреннюю защиту от электростатического разряда.

Магнитные приводы

Littelfuse предлагает широкий ассортимент магнитных приводов, которые имеют форму, аналогичную сопряженным датчикам. Мы также предлагаем ограниченное семейство магнитов без покрытия из материалов различных марок, включая феррит (керамику), AlNiCo и материалы с неодимом, железом и бором (NdFeB).

Способов срабатывания герконов от RRE!

Во всех случаях срабатывания герконового переключателя магнит и герконовый переключатель должны находиться на определенном расстоянии друг от друга.Это расстояние будет варьироваться в зависимости от магнитной чувствительности геркона, силы и размера магнита. Когда магнит находится достаточно близко, нормально разомкнутые контакты замыкаются или срабатывают. Когда магнит убирается, контакты размыкаются или размыкаются. Относительное расстояние для срабатывания всегда меньше, чем расстояние для срабатывания. Существуют различные способы приведения в действие геркона с помощью магнита, и некоторые примеры движения магнита показаны ниже.

Перпендикулярное движение

Когда магнит перемещается перпендикулярно геркону, он обеспечивает только одно замыкание с максимальным ходом магнита.

Геркон с магнитом, движущимся перпендикулярно

Когда магнит движется параллельно геркону, а именно к центру контакта, он обеспечивает только одно замыкание с максимальным ходом магнита.

Геркон с магнитом, перемещающимся перпендикулярно контактному центру

Параллельное движение

Когда магнит движется параллельно герконовому переключателю, он обеспечивает до трех замыканий с максимальным ходом магнита и одно замыкание с минимальным ходом магнита. Следует иметь в виду, что приближаться к герконовому переключателю с одним полюсом магнита не рекомендуется.

Геркон с параллельным перемещением магнита (перпендикулярно) Геркон с параллельным перемещением кольцевого магнита

Поворотное движение

Когда магнит движется под углом к ​​геркону, он обеспечивает одно замыкание переключателя. Может потребоваться большой угловой ход магнита.

Магнит движется к геркону

Вращательное движение

Вращение магнита или геркона перпендикулярно их осям меняет магнитную полярность на противоположную, что приводит к двум замыканиям на оборот. Когда эти оси параллельны, переключатель замыкается.Когда оси перпендикулярны, переключатель размыкается. Хотя полюса меняются местами, они по-прежнему индуцируют противоположные полюса, которые замыкают геркон. Это связано с тем, что геркон — это всеполярное устройство.

Магнит вращается рядом с герконом

Срабатывание со смещением

Эффект смещения создается постоянным размещением неподвижного магнита рядом с герконом, чтобы удерживать его в нормально замкнутом состоянии. Приближение другого магнита с обратной полярностью отменяет магнитные силовые линии, и герконовый переключатель размыкается.Следует проявлять осторожность, чтобы не подносить управляющий магнит слишком близко к смещенному геркону, так как он может снова замкнуться (повторное замыкание). Герконовые переключатели типа A, предназначенные для этого типа приложений, должны выбираться из группы АТ выпуска, а не из группы АТ срабатывания.

Смещенный геркон срабатывает с помощью другого магнита

Срабатывание с экранированием

В этом типе срабатывания магнит и герконовый переключатель постоянно фиксируются в таком положении, что контакты герконового переключателя замкнуты.Кусок ферромагнитного материала проходит между магнитом и герконом, чтобы вызвать выпадение. Магнитное поле, удерживающее язычок замкнутым, шунтируется внешним ферромагнитным материалом, устраняя притяжение между язычками. Когда щит снимается, геркон снова замыкается.

Магнитное поле, нарушаемое шунтом (экраном)

A Руководство по проектированию герконов

Автор: Морин ВанДайк | 9 апреля 2019 г.

Если вы когда-либо использовали ноутбук или раскладушку, вы, возможно, задавались вопросом, как экран переходит в спящий режим после того, как вы закрываете устройство.Или, может быть, вам интересно, почему экран планшета включается каждый раз, когда вы открываете его защитную крышку. В основе этих функций лежит оригинальное устройство, называемое герконом.

Что такое геркон? Герконы размыкают и замыкают электрические цепи под воздействием магнитного давления. Например, у ноутбуков обычно есть магниты вверху экрана и внизу клавиатуры; когда ноутбук открыт, магниты находятся далеко друг от друга, но когда он закрывается, магниты соединяются, прерывая электрическую цепь, питающую ноутбук, и заставляя его переходить в спящий режим.

Герконы

находят широкое применение: от кардиостимуляторов до автомобильных выхлопных датчиков и игрушечных световых мечей. Ниже мы описали технологию, используемую при создании герконов, а также некоторые из наиболее распространенных областей их применения.

---

Как работают герконы?

Щелкните, чтобы просмотреть в полном размере.

В механических устройствах электрические токи протекают только через замкнутые цепи. Когда что-то разрывает цепь, электрический ток прекращается.

Геркон содержит два электрических контакта, которые при соединении замыкают цепь.Эти контакты сделаны из ферромагнитного материала, обычно железа, который легко намагничивается. Производители покрывают переключатели износостойким металлом для долговечности, а затем заключают их в тонкую стеклянную трубку или оболочку, заполненную азотом или другими инертными газами, такими как гелий, ксенон или аргон, чтобы защитить их от ржавчины и загрязнений. В зависимости от конструкции переключателя эти контакты либо соединяются, либо разъединяются под действием внешних магнитных полей.

Герконы

бывают двух основных типов: нормально разомкнутые и нормально замкнутые.

Нормально разомкнутые герконовые переключатели

В конструкции герконового переключателя Normally Open переключатель по умолчанию находится в разомкнутом положении, размыкая цепь. Когда внешний магнит приближается, он поляризует два контакта, позволяя им притягиваться друг к другу и защелкиваться. Это замыкает цепь, активируя электрический поток. Когда внешний магнит удаляется, жесткие контакты возвращаются в исходное положение, тем самым разрывая цепь и останавливая электрический ток.

Нормально замкнутые герконовые переключатели

Нормально замкнутые герконы работают по тому же принципу, за исключением того, что в переключателе используется встроенный магнит, чтобы удерживать два его контакта в поляризованном состоянии. Это означает, что положение переключателя по умолчанию — держать цепь замкнутой, позволяя электрическому току течь непрерывно. Когда приближается внешний магнит с обратной полярностью, он нейтрализует магнитное поле встроенного магнита. Это приводит к тому, что два контакта теряют полярность, и они отрываются друг от друга в исходное положение без намагничивания (где они были бы в нормально разомкнутой конструкции).Это разрывает цепь, останавливая электрический ток.

Чем конструкция герконов отличает их от других типов магнитных переключателей? Герконовые переключатели отличаются от их твердотельных аналогов несколькими отличительными факторами.

Переключатели на эффекте Холла сочетают в себе элемент, чувствительный к Холлу, со схемой для контроля и реагирования на величину магнитного поля. Это означает, что для эффективной работы переключатели на эффекте Холла должны иметь постоянный источник питания.

Когда к герконовому переключателю или переключателю на эффекте Холла добавляются дополнительные схемы, такие как триодные устройства переменного тока (или для краткости симисторы) или транзисторы, им также требуется постоянный электрический ток для эффективной работы. Все эти переключатели отличаются от простых герконов, которые вместо этого представляют собой пассивный компонент, для работы которого не требуется постоянный источник питания.

Герконы

доступны в различных размерах, в зависимости от номинальных характеристик их контактов. Номинальные характеристики контактов могут варьироваться от 3 ВА до 100 ВА, чтобы приспособиться к разнообразному диапазону коммутируемых нагрузок.

---

Преимущества использования герконов

Герконовые переключатели потребляют гораздо меньше энергии, чем другие альтернативные электронные переключатели. Их простая конструкция также значительно упрощает проверку их вне цепи.

Герконы

обладают рядом дополнительных преимуществ, таких как:

Надежность и долговечность

Простая конструкция герконовых переключателей

означает, что они выходят из строя реже, чем другие схемы, а их защитные кожухи гарантируют, что они могут работать в различных средах.Эти факторы означают, что герконы могут эффективно работать десятилетиями. Из-за этого они часто используются в цифровых устройствах включения / выключения, таких как датчики закрытия дверей. Геркон может иметь срок службы в миллионы циклов переключения.

Точность магнитной чувствительности

Точки переключения магнитной чувствительности герконов

обеспечивают более высокий уровень точности по сравнению с твердотельными датчиками. Это делает герконовые переключатели оптимальным выбором для приложений, которые работают в очень изменчивой среде.

Простая настройка

Твердотельные переключатели обычно выпускаются в универсальных форматах. Напротив, благодаря присущей им простоте конструкции, вы можете легко настроить герконы в соответствии со спецификациями каждого конечного продукта.

---

Герконовый переключатель Руководство по проектированию

Герконовые переключатели и установочный фитинг

При реализации герконов инженеры должны учитывать требования к конструкции конечного продукта. Ниже приведены некоторые из наиболее важных факторов, влияющих на конструкцию герконового переключателя.

Требования к электрооборудованию

Инженеры должны определить максимальный коммутируемый ток, напряжение и мощность, которые могут выдержать контакты герконового переключателя. Контактная дуга или электрический разряд, который пересекает зазор между разделенными контактами, может повредить компоненты переключения и вызвать перенос металла, сокращая срок службы переключателя.

Контакты должны быть изготовлены из материала, способного выдерживать требуемые электрические токовые нагрузки. Кроме того, для коммутируемого напряжения более 250 В обычно требуется геркон с внутренним вакуумом или сжатым газом.

Инженеры

также должны учитывать, будет ли герконовый переключатель работать при нагрузках переменного или постоянного тока, какова будет минимальная коммутируемая мощность и будет ли герконовый переключатель выдерживать свой ожидаемый срок службы при предполагаемых электрических нагрузках.

Факторы окружающей среды

Герконы

могут работать с различными настройками. Однако важно определить вероятную среду для использования конечного продукта и соответственно выбрать правильные переключатели для конструкции.

Герконы наиболее чувствительны к ударам и вибрации вдоль оси, по которой перемещаются переключающие компоненты.Если ожидается, что при вводе переключателя в действие регулярно будет происходить чрезмерный механический удар, следует позаботиться о выборе геркона подходящего размера, который лучше всего выдержит ожидаемый удар. В крайних случаях может быть лучше рассмотреть возможность использования переключателя на эффекте Холла, поскольку он не использует никаких механических контактов в его твердотельной конструкции.

Инженеры должны тщательно рассмотреть возможность контакта или влияния внешних магнитных полей или черных металлов. Например, могут ли расположенные рядом катушки, двигатели или батареи нарушить магнитное поле переключателя? Если это так, это может привести к непредсказуемому поведению, и следует принять меры для удаления любого из этих паразитных магнитных полей из области, где используется переключатель.

---

Отличия MagneLink

Геркон

— это элегантное, универсальное и экономичное решение для многих дизайнерских дилемм.