Interruptor de lengüeta: 11 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Interruptor de lengüeta - INTRODUCCIÓN

El interruptor de lengüeta fue inventado en 1936 por Walter B. Ellwood en Bell Telephone Labs. El interruptor de lengüeta consiste en un par de contactos metálicos flexibles ferromagnéticos (algo tan fácil de magnetizar como el hierro) típicamente de aleación de níquel-hierro (ya que son fáciles de magnetizar y no permanecen magnetizados por mucho tiempo) separados por solo unas pocas micras, recubiertos con un metal resistente como el rodio o el rutenio (Rh, Ru, Ir o W) (para darles una vida útil prolongada mientras se encienden y apagan) en un sobre de vidrio herméticamente cerrado (hermético) (para mantenerlos libres de polvo y suciedad gratis). El tubo de vidrio contiene un gas inerte (un gas inerte es un gas que no sufre reacciones químicas bajo un conjunto de condiciones dadas) típicamente nitrógeno o en el caso de alto voltaje es simplemente un vacío.

Paso 1:

En la producción, se inserta una caña de metal en cada extremo de un tubo de vidrio y el extremo del tubo se calienta para que se selle alrededor de una parte de la caña en la caña. El vidrio absorbente de infrarrojos de color verde se utiliza con frecuencia, por lo que una fuente de calor infrarrojo puede concentrar el calor en la pequeña zona de sellado del tubo de vidrio. El vidrio utilizado es de alta resistencia eléctrica y no contiene componentes volátiles como óxido de plomo y fluoruros que puedan contaminar los contactos durante la operación de sellado. Los cables del interruptor deben manipularse con cuidado para evitar romper el sobre de vidrio.

Cuando un imán se acerca a los contactos, se genera un campo de fuerza electromecánica y las rígidas hojas de níquel hierro se polarizan magnéticamente y se atraen entre sí, completando el circuito. Cuando se quita el imán, el interruptor vuelve a su estado abierto.

Dado que los contactos del interruptor de lengüeta están sellados lejos de la atmósfera, están protegidos contra la corrosión atmosférica. El sellado hermético de un interruptor de lengüeta los hace adecuados para su uso en atmósferas explosivas donde las pequeñas chispas de los interruptores convencionales constituirían un peligro. Un interruptor de lengüeta tiene una resistencia muy baja cuando está cerrado, generalmente tan bajo como 50 miliohmios, por lo tanto, se puede decir que un interruptor de lengüeta requiere energía cero para operarlo.

Paso 2: componentes

Para este tutorial necesitamos:

- Interruptor de láminas

- Resistencia de 220Ω

- Resistencia de 100Ω

- DIRIGIÓ

- Multímetro

- batería

- Tablero de pruebas

- Arduino Nano

- Imanes y

- Pocos cables de conexión

Paso 3: demostración

Usando un multímetro, le mostraré cómo funciona un interruptor de lengüeta. Cuando acerco un imán al interruptor, el multímetro muestra una continuidad a medida que el contacto se toca entre sí para completar el circuito. Cuando se quita el imán, el interruptor vuelve a su estado normalmente abierto.

Paso 4: Tipos de interruptores de lengüeta

Hay 3 tipos básicos de interruptores de lengüeta:

1. Unipolar, un tiro, normalmente abierto [SPST-NO] (normalmente apagado)

2. Polo único, tiro único, normalmente cerrado [SPST-NC] (normalmente encendido)

3. Unipolar, doble tiro [SPDT] (una pierna está normalmente cerrada y la otra normalmente abierta se puede usar alternativamente entre dos circuitos)

Aunque la mayoría de los interruptores de lengüeta tienen dos contactos ferromagnéticos, algunos tienen un contacto que es ferromagnético y otro no magnético, mientras que algunos, como el interruptor de lengüeta original de Elwood, tienen tres. También varían en formas y tamaños.

Paso 5: Conexión sin Arduino

Primero probemos el Reed Switch sin un Arduino. Conecte un LED en serie con el interruptor de lengüeta a una batería. Cuando un imán se acerca a los contactos, el LED se enciende cuando las hojas de níquel-hierro dentro del interruptor se atraen entre sí, completando el circuito. Y, cuando se quita el imán, el interruptor vuelve a su estado abierto y el LED se apaga.

Paso 6: Conexión del interruptor Reed a Arduino

Ahora, conectemos el Reed Switch a un Arduino. Conecta el LED al pin 12 del Arduino. Luego, conecte el interruptor de lengüeta al pin número 13 y conecte a tierra el otro extremo. También necesitamos una resistencia pull-up de 100 ohmios conectada al mismo pin para permitir un flujo controlado de corriente al pin de entrada digital. Si lo desea, también puede usar la resistencia pull-up interna del Arduino para esta configuración.

El código es muy simple. Establezca el pin número 13 como Reed_PIN y el pin número 12 como LED_PIN. En la sección de configuración, establezca el modo pin del Reed_PIN como entrada y LED_PIN como salida. Y finalmente en la sección de bucle, encienda el LED cuando el Reed_PIN baje.

Al igual que antes, cuando se acerca un imán a los contactos, el LED se enciende y, cuando se quita el imán, el interruptor vuelve a su estado abierto y el LED se apaga.

Paso 7: relé de lengüeta

Otro uso generalizado de Reed Switch es en la fabricación de relés Reed.

En un relé de lengüeta, el campo magnético es generado por una corriente eléctrica que fluye a través de una bobina operativa que se coloca sobre "uno o más" interruptores de lengüeta. La corriente que fluye en la bobina opera el interruptor de lengüeta. Estas bobinas a menudo tienen muchos miles de vueltas de alambre muy fino. Cuando se aplica la tensión de funcionamiento a la bobina, se genera un campo magnético que a su vez cierra el interruptor de la misma forma que lo hace el imán permanente.

Paso 8:

En comparación con los relés basados en armadura, los relés Reed pueden cambiar mucho más rápido, ya que las partes móviles son pequeñas y livianas (aunque el rebote del interruptor todavía está presente). Requieren muy menos potencia operativa y tienen una menor capacitancia de contacto. Su capacidad de manejo de corriente es limitada pero, con materiales de contacto apropiados, son adecuados para aplicaciones de conmutación "en seco". Son mecánicamente simples, ofrecen alta velocidad de operación, buen desempeño con corrientes muy pequeñas, altamente confiables y tienen una larga vida.

Se utilizaron millones de relés de lengüeta en centrales telefónicas en los años 1970 y 1980.

Paso 9: áreas de aplicación

Casi donde quiera que vaya, encontrará un interruptor de lengüeta cerca que está haciendo su trabajo silenciosamente. Los interruptores de lengüeta son tan omnipresentes que probablemente nunca esté a más de unos pocos pies de uno en un momento dado. Algunas de sus áreas de aplicación se encuentran en:

1. Sistemas de alarma antirrobo para puertas y ventanas.

2. Los interruptores de lengüeta ponen su computadora portátil en suspensión / hibernación cuando la tapa está cerrada

3. Sensores / indicador de nivel de fluido en un tanque: se utiliza un imán flotante para activar los interruptores colocados en varios niveles.

4. Sensores de velocidad en ruedas de bicicleta / motores eléctricos de CC

5. En los brazos giratorios de los lavavajillas para detectar cuándo se atascan

6. Evitan que la lavadora funcione cuando la tapa está abierta.

7. En los cortes térmicos en duchas eléctricas, para detener el calentamiento del agua a niveles peligrosos.

8. Saben si el automóvil tiene suficiente líquido de frenos y si su cinturón de seguridad está abrochado o no.

9. Los anemómetros con copas giratorias tienen interruptores de lengüeta en el interior que miden la velocidad del viento.

10. También se utilizan en aplicaciones que hacen uso de su extremadamente baja fuga de corriente.

11. Teclados viejos, en vehículos, sistemas industriales, electrodomésticos, telecomunicaciones, aparatos médicos, teléfonos Clamshell y más ……

En el lado de los relés se utilizan para secuencias de corte automático.

Paso 10: Vida

El movimiento mecánico de las cañas está por debajo del límite de fatiga de los materiales, por lo que las cañas no se rompen por fatiga. El desgaste y la vida útil dependen casi por completo del efecto de la carga eléctrica en los contactos junto con el material del interruptor de lengüeta. El desgaste de la superficie de contacto ocurre solo cuando los contactos del interruptor se abren o cierran. Debido a esto, los fabricantes clasifican la vida en número de operaciones en lugar de horas o años. En general, los voltajes más altos y las corrientes más altas provocan un desgaste más rápido y una vida útil más corta.

La envoltura de vidrio extendió su vida útil y puede dañarse si el interruptor de lengüeta se somete a tensión mecánica. Son baratos, duraderos y en aplicaciones de baja corriente, dependiendo de la carga eléctrica, pueden durar alrededor de mil millones de actuaciones.

Paso 11: Gracias

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