Калі вы наведаеце сучасную фабрыку і паназіраеце за дзіўнай электронікай, якая працуе ў зборачнай ячэйцы, вы ўбачыце мноства датчыкаў на дысплеі. Большасць з гэтых датчыкаў маюць асобныя драты для плюсавага напружання, зазямлення і сігналу. Падача харчавання дазваляе датчыку выконваць сваю працу, няхай гэта будзе назіранне за прысутнасцю ферамагнітных металаў паблізу або пасыланне светлавога прамяня ў якасці часткі сістэмы бяспекі аб'екта. Сціплым механічным перамыкачам, якія запускаюць гэтыя датчыкі, напрыклад геркону, для выканання сваёй працы патрэбны толькі два правады. Гэтыя перамыкачы актывуюцца з дапамогай магнітных палёў.
Што такое геркон?
Геркон быў створаны ў 1936 годзе. Гэта было дзецішча WB Ellwood з Bell Telephone Laboratories, і ён атрымаў патэнт у 1941 годзе. Выключальнік выглядае як маленькая шкляная капсула з электрычнымі правадамі, якія тырчаць з кожнага канца.
Як працуе геркон?
Механізм пераключэння складаецца з дзвюх ферамагнітных лопасцей, раздзяленых усяго ў некалькі мікрон. Калі магніт набліжаецца да гэтых лёзаў, два ляза цягнуцца адна да адной. Пасля дакранання лопасці замыкаюць нармальна адкрытыя (NO) кантакты, дазваляючы цячы электрычнасці. Некаторыя герконы таксама ўтрымліваюць неферамагнітны кантакт, які ўтварае нармальна замкнёны (NC) выхад. Магніт, які набліжаецца, раз'яднае кантакт і адцягнецца ад перамыкаючага кантакту.
Кантакты вырабляюцца з розных металаў, уключаючы вальфрам і родый. У некаторых разнавіднасцях нават выкарыстоўваецца ртуць, якую для правільнага пераключэння трэба трымаць у належнай арыентацыі. Шкляная абалонка, напоўненая інэртным газам (звычайна азотам), ушчыльняе кантакты пры ўнутраным ціску ў адну атмасферу. Ушчыльненне ізалюе кантакты, што прадухіляе карозію і любыя іскры, якія могуць узнікнуць у выніку руху кантактаў.
Прыкладанні геркона ў рэальным свеце
Вы знойдзеце датчыкі ў паўсядзённых прадметах, такіх як аўтамабілі і пральныя машыны, але адно з самых вядомых месцаў, дзе працуюць гэтыя выключальнікі/датчыкі, - гэта ахоўная сігналізацыя. Фактычна сігналізацыя з'яўляецца амаль ідэальным прымяненнем гэтай тэхналогіі. У рухомым акне ці дзвярах знаходзіцца магніт, а датчык знаходзіцца на падставе, перадаючы сігнал, пакуль магніт не будзе выдалены. Пры адчыненым акне - або калі хто-небудзь перарэжа дрот - прагучыць сігнал трывогі.
У той час як ахоўная сігналізацыя з'яўляецца выдатным прымяненнем для герконаў, гэтыя прылады могуць быць яшчэ меншымі. Мініяцюрны пераключальнік змяшчаецца ўнутры медыцынскіх прылад, вядомых як PillCams. Пасля таго, як пацыент праглыне малюсенькі зонд, лекар можа актываваць яго з дапамогай магніта па-за целам. Гэтая затрымка эканоміць энергію, пакуль зонд не будзе размешчаны правільна, што азначае, што ўбудаваныя акумулятары могуць быць яшчэ меншымі, што з'яўляецца важнай асаблівасцю ў тым, што прызначана для перамяшчэння праз стрававальны тракт чалавека. Акрамя невялікага памеру, гэта дадатак таксама паказвае, наколькі адчувальнымі яны могуць быць, бо гэтыя датчыкі могуць улоўліваць магнітнае поле праз чалавечае цела.
Герконы не патрабуюць пастаяннага магніта для іх прывядзення ў дзеянне; іх можа ўключыць электрамагнітнае рэле. Паколькі Bell Labs першапачаткова распрацавала гэтыя камутатары, нядзіўна, што тэлефонная прамысловасць выкарыстоўвала герконавыя рэле для функцый кіравання і памяці, пакуль усё не стала лічбавым у 1990-х гадах. Гэты тып рэле больш не з'яўляецца асновай нашай сістэмы сувязі, але яны па-ранейшаму распаўсюджаны ў многіх іншых прыкладаннях сёння.
Перавагі герконавых рэле
Датчык з эфектам Хола - гэта цвёрдацельная прылада, якая можа выяўляць магнітныя палі, і гэта адна з альтэрнатыў геркону. Эфекты Хола, безумоўна, падыходзяць для некаторых прыкладанняў, але герконы адрозніваюцца лепшай электрычнай ізаляцыяй, чым іх цвёрдацельныя аналогі, і яны сутыкаюцца з меншым электрычным супраціўленнем з-за замкнёных кантактаў. Акрамя таго, герконы могуць працаваць з рознымі напружаннямі, нагрузкамі і частотамі, паколькі функцыянуе проста як падлучаны або адключаны провад. У якасці альтэрнатывы вам спатрэбіцца дапаможная схема, каб датчыкі Хола маглі выконваць сваю працу.
Герконы адрозніваюцца неверагодна высокай надзейнасцю для механічнага выключальніка, і яны здольныя працаваць на працягу мільярдаў цыклаў, перш чым выйсці з ладу. Акрамя таго, з-за сваёй герметычнай канструкцыі яны могуць працаваць у выбуханебяспечных асяроддзях, дзе іскра можа прывесці да катастрафічных вынікаў. Геркон можа быць старой тэхналогіяй, але далёка не састарэлай. Вы можаце ўжываць пакеты, якія змяшчаюць герконы, да друкаваных поплаткаў (PCB) з дапамогай аўтаматызаванага механізму падбору і размяшчэння.
Ваша наступная зборка можа запатрабаваць мноства інтэгральных схем і кампанентаў, усе яны дэбютавалі за апошнія некалькі гадоў, але не забывайце пра сціплы геркон. Ён выконвае сваю асноўную працу па пераключэнні бліскуча проста. Пасля больш чым 80 гадоў выкарыстання і распрацовак вы можаце разлічваць на правераную і сапраўдную канструкцыю геркона для стабільнай працы.
Час публікацыі: 22 красавіка 2024 г