Interrupteur à lames : 11 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Interrupteur à lames - INTRODUCTION

L'interrupteur Reed a été inventé en 1936 par Walter B. Ellwood dans les Bell Telephone Labs. Reed Switch se compose d'une paire de contacts métalliques flexibles ferromagnétiques (quelque chose d'aussi facile à magnétiser que le fer) généralement en alliage nickel-fer (car ils sont faciles à magnétiser et ne restent pas magnétisés longtemps) séparés de quelques microns seulement, recouverts de un métal résistant tel que le Rhodium ou le Ruthénium (Rh, Ru, Ir ou W) (pour leur donner une longue durée de vie lorsqu'ils s'allument et s'éteignent) dans une enveloppe en verre hermétiquement scellée (pour les garder de la poussière et de la saleté libre). Le tube de verre contient un gaz inerte (Un gaz inerte est un gaz qui ne subit pas de réactions chimiques dans un ensemble de conditions données) typiquement de l'azote ou dans le cas de la haute tension c'est juste un simple vide.

Étape 1:

En production, une anche métallique est insérée dans chaque extrémité d'un tube de verre et l'extrémité du tube est chauffée de sorte qu'elle scelle autour d'une partie de tige sur l'anche. Le verre absorbant les infrarouges de couleur verte est fréquemment utilisé, de sorte qu'une source de chaleur infrarouge peut concentrer la chaleur dans la petite zone d'étanchéité du tube de verre. Le verre utilisé est d'une haute résistance électrique et ne contient pas de composants volatils tels que l'oxyde de plomb et les fluorures qui peuvent contaminer les contacts lors de l'opération de scellement. Les fils de l'interrupteur doivent être manipulés avec précaution pour éviter de briser l'enveloppe de verre.

Lorsqu'un aimant est amené à proximité des contacts, un champ de force électromécanique est généré et les lames de fer nickel rigides deviennent magnétiquement polarisées et s'attirent les unes aux autres, complétant le circuit. Lorsque l'aimant est retiré, l'interrupteur revient à son état ouvert.

Étant donné que les contacts du commutateur Reed sont scellés à l'écart de l'atmosphère, ils sont protégés contre la corrosion atmosphérique. L'étanchéité hermétique d'un interrupteur à lames les rend adaptés à une utilisation dans des atmosphères explosives où de minuscules étincelles provenant d'interrupteurs conventionnels constitueraient un danger. Un commutateur Reed a une résistance très faible lorsqu'il est fermé, généralement aussi bas que 50 milliohms, on peut donc dire qu'un commutateur Reed ne nécessite aucune alimentation pour le faire fonctionner.

Étape 2: Composants

Pour ce tutoriel, nous avons besoin de:

- Interrupteur à lames

- Résistance 220Ω

- Résistance 100Ω

- LED

- Multimètre

- Batterie

- Planche à pain

-Arduino Nano

- Aimants et

- Peu de câbles de connexion

Étape 3: Démo

À l'aide d'un multimètre, je vais vous montrer comment fonctionne un commutateur Reed. Lorsque j'approche un aimant de l'interrupteur, le multimètre montre une continuité lorsque les contacts se touchent pour terminer le circuit. Lorsque l'aimant est retiré, l'interrupteur revient à son état normalement ouvert.

Étape 4: Types de commutateurs Reed

Il existe 3 types de base de commutateurs Reed:

1. unipolaire, unidirectionnel, normalement ouvert [SPST-NO] (normalement éteint)

2. unipolaire, unidirectionnel, normalement fermé [SPST-NC] (normalement allumé)

3. Unipolaire, double jet [SPDT] (une jambe est normalement fermée et une normalement ouverte peut être utilisée alternativement entre deux circuits)

Bien que la plupart des interrupteurs à lames aient deux contacts ferromagnétiques, certains ont un contact ferromagnétique et un autre non magnétique, tandis que certains comme l'interrupteur à lames Elwood d'origine en ont trois. Ils varient également en formes et en tailles.

Étape 5: connexion sans Arduino

Testons d'abord le Reed Switch sans Arduino. Connectez une LED en série avec le commutateur Reed à une batterie. Lorsqu'un aimant est amené à proximité des contacts, la LED s'allume lorsque les lames en fer nickel à l'intérieur de l'interrupteur s'attirent, complétant le circuit. Et, lorsque l'aimant est retiré, l'interrupteur revient à son état ouvert et la LED s'éteint.

Étape 6: Connexion du commutateur Reed à Arduino

Maintenant, connectons le Reed Switch à un Arduino. Connectez la LED à la broche 12 de l'Arduino. Ensuite, connectez le commutateur Reed à la broche numéro 13 et mettez l'autre extrémité à la terre. Nous avons également besoin d'une résistance pull-up de 100 ohms connectée à la même broche pour permettre un flux contrôlé de courant vers la broche d'entrée numérique. Si vous le souhaitez, vous pouvez également utiliser la résistance de rappel interne de l'Arduino pour cette configuration.

Le code est très simple. Définissez le numéro de broche 13 comme Reed_PIN et le numéro de broche 12 comme LED_PIN. Dans la section de configuration, définissez le mode pin du Reed_PIN en entrée et du LED_PIN en sortie. Et enfin dans la section de boucle, allumez la LED lorsque le Reed_PIN devient faible.

Comme précédemment, lorsqu'un aimant est amené à proximité des contacts, la LED s'allume et, lorsque l'aimant est retiré, l'interrupteur revient à son état ouvert et la LED s'éteint.

Étape 7: Relais Reed

Une autre utilisation répandue du commutateur Reed est la fabrication de relais Reed.

Dans un relais Reed, le champ magnétique est généré par un courant électrique circulant à travers une bobine de fonctionnement qui est montée sur "un ou plusieurs" commutateurs Reed. Le courant circulant dans la bobine actionne le commutateur Reed. Ces bobines ont souvent plusieurs milliers de tours de fil très fin. Lorsque la tension de fonctionnement est appliquée à la bobine, un champ magnétique est généré qui à son tour a fermé l'interrupteur de la même manière que l'aimant permanent.

Étape 8:

Par rapport aux relais à base d'armature, les relais Reed peuvent commuter beaucoup plus rapidement, car les pièces mobiles sont petites et légères (bien que le rebond du commutateur soit toujours présent). Ils nécessitent une puissance de fonctionnement très réduite et ont une capacité de contact plus faible. Leur capacité de traitement de courant est limitée mais, avec des matériaux de contact appropriés, ils conviennent aux applications de commutation « sèches ». Ils sont mécaniquement simples, offrent une vitesse de fonctionnement élevée, de bonnes performances avec de très faibles courants, une fiabilité élevée et une longue durée de vie.

Des millions de relais Reed ont été utilisés dans les centraux téléphoniques dans les années 1970 et 1980.

Étape 9: Domaines d'application

À peu près partout où vous allez, vous trouverez un commutateur Reed à proximité qui fait tranquillement son travail. Les commutateurs à lames sont si répandus que vous n'êtes probablement jamais à plus de quelques mètres d'un à un moment donné. Certains de leurs domaines d'application sont dans:

1. Systèmes d'alarme antivol pour les portes et fenêtres.

2. Les commutateurs Reed mettent votre ordinateur portable en veille/hibernation lorsque le couvercle est fermé

3. Capteurs/indicateur de niveau de fluide dans un réservoir - un aimant flottant est utilisé pour activer les commutateurs placés à différents niveaux.

4. Capteurs de vitesse sur les roues de vélo/moteurs électriques à courant continu

5. Dans les bras tournants des lave-vaisselle pour détecter quand ils se coincent

6. Ils empêchent votre lave-linge de fonctionner lorsque le couvercle est ouvert

7. Dans les coupures thermiques dans les douches électriques, pour arrêter le chauffage de l'eau à des niveaux dangereux.

8. Ils savent si la voiture a suffisamment de liquide de frein et si votre ceinture de sécurité est bouclée ou non.

9. Les anémomètres à coupelles rotatives ont des interrupteurs à lames à l'intérieur qui mesurent la vitesse du vent.

10. Ils sont également utilisés dans des applications qui utilisent leur fuite de courant extrêmement faible.

11. Vieux claviers, dans les véhicules, les systèmes industriels, les appareils ménagers, les télécommunications, les appareils médicaux, les téléphones à clapet et plus encore……

Côté relais, ils sont utilisés pour les séquences de coupure automatique.

Étape 10: la vie

Le mouvement mécanique des anches est inférieur à la limite de fatigue des matériaux, de sorte que les anches ne se cassent pas en raison de la fatigue. L'usure et la durée de vie dépendent presque entièrement de l'effet de la charge électrique sur les contacts ainsi que du matériau du commutateur à lames. L'usure de la surface de contact se produit uniquement lorsque les contacts de l'interrupteur s'ouvrent ou se ferment. Pour cette raison, les fabricants évaluent la durée de vie en nombre d'opérations plutôt qu'en heures ou en années. En général, des tensions et des courants plus élevés entraînent une usure plus rapide et une durée de vie plus courte.

L'enveloppe de verre a prolongé leur durée de vie et peut être endommagée si le commutateur Reed est soumis à des contraintes mécaniques. Ils sont bon marché, ils sont durables et, dans les applications à faible courant, en fonction de la charge électrique, ils peuvent durer environ un milliard d'actionnements.

Étape 11: Merci

Merci encore d'avoir vérifié mon message. J'espère que ça t'aide.

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