رید سوئیچ Reed Switch چیست و چطور کار میکند؟
کلیدهای Reed سوئیچهای الکتریکی فعالشونده با میدان مغناطیسی هستند (نه فعالشونده با جادو، هرچند گاهی اینطور به نظر میرسد). زمانی که بدنه سوئیچ در معرض یک میدان مغناطیسی قرار میگیرد (مانند یک آهنربا یا حتی یک جریان الکتریکی قوی) دو قطعه فلزی فرومغناطیس داخل آن به هم نزدیک میشوند، اتصال بسته میشود و جریان عبور میکند. در غیاب میدان مغناطیسی، سوئیچ باز میشود و مدار نیز قطع میشود.کاربردهای خلاقانه زیادی برای کلیدهای Reed وجود دارد. آنها برای هر پروژهای که نیاز به کنترل بدون تماس داشته باشد، ایدهآل هستند.
برای مثال یک کلید درب مغناطیسی در واقع همان Reed Switch به همراه یک آهنرباست؛ با جدا نگه داشتن دو بخش سوئیچ، درب میتواند آزادانه باز و بسته شود (و وظیفه معمول خود را حفظ کند). بادسنج موجود در سنسور هواشناسی ما نیز از چندین Reed Switch استفاده میکند که با وزش باد به ترتیب باز و بسته میشوند؛ با شمارش زمان بین بسته شدن سوئیچها میتوان سرعت باد را تعیین کرد.
مقالات مرتبط:
این آموزش یک مقدمه کوتاه درباره Reed Switch هاست و نحوه اتصال و استفاده از آنها را نشان میدهد. علاوه بر خود سوئیچ، مواد زیر توصیه میشوند:
- Magnet: شما به چیزی برای فعال کردن Reed Switch نیاز دارید و این آهنربای کوچک مناسب است.
- Arduino Uno: ما از یک پین دیجیتال روی آردوینو برای خواندن وضعیت سوئیچ استفاده میکنیم. هر پلتفرم توسعه سازگار با آردوینو ــ مثل RedBoard یا Pro یا Pro Mini ــ میتواند جایگزین شود.
- Breadboard و Jumper Wires: با خم کردن صحیح پایهها، Reed Switch قابل استفاده روی بردبورد است. از بردبورد بهعنوان واسطهای بین Reed Switch و جامپرها استفاده میکنیم تا سوئیچ را به آردوینو متصل کنیم.
Reed Switch ها قطعاتی سرگرمکننده و آسان برای مبتدیها هستند، اما هنوز هم چند مفهوم پایه الکترونیک وجود دارد که باید با آنها آشنا باشید. اگر هر یک از عناوین زیر برایتان نا آشناست، بهتر است ابتدا نگاهی به آنها بیندازید.
معرفی رید سوئیچ
Reed Switch ها در انواع مختلفی از نظر شکل و اندازه تولید میشوند. از نوع through-hole تا surface-mount، مدلهای عایق شده، پیشفرمدهیشده و موارد دیگر ــ عوامل زیادی برای انتخاب وجود دارد.
سوییچهای شیشهای معمولی نسبتا شکننده هستند. اگر پروژه شما شامل آهنرباهای بزرگ است که بهطور مکرر به بدنه سوئیچ برخورد میکنند، بهتر است از نوع overmolded استفاده کنید.
همچنین ممکن است لازم باشد توان جریان و ولتاژ قابل تحمل Reed Switch را در نظر بگیرید ــ معمولا برای تحمل توان بالا طراحی نشدهاند. سوییچ شیشهای که در این آموزش استفاده میکنیم برای حداکثر جریان 1.2A و توان 10W رتبهبندی شده است. مدلهایی که توان بالاتری تحمل کنند کمیاب و گران هستند.
پیشفرض متصل یا پیشفرض غیرمتصل
تمام این سوئیچها در یک ویژگی مشترکاند: داشتن یک رابط دوترمیناله. اما اینکه این ترمینالها بهصورت معمول باز (NO) هستند یا بسته (NC)، موضوع دیگری است. سوییچی که در این مثال استفاده میکنیم از نوع normally-open است. یعنی بهصورت معمول، زمانی که سوئیچ تحت تأثیر میدان مغناطیسی قرار ندارد، مدار باز است و جریان عبور نمیکند. وقتی آهنربا به اندازه کافی نزدیک شود و سوئیچ فعال گردد، تماسها بسته میشوند و جریان عبور میکند.
فعالسازی سنسور مغناطیسی
همانطور که آهنربا دارای دو قطب است، جفت تماسهای فرومغناطیسی داخل Reed Switch نیز دارای قطببندی هستند. موقعیت، فاصله و جهت آهنربا نقش مهمی در نحوه فعال شدن سوئیچ دارند.
این نمودارهای نمونه از Hamlin App Note AN104 به خوبی نشان میدهند که چگونه موقعیت آهنربا بر فعالسازی سوئیچ اثر میگذارد.
نمودار سمت چپ محدوده فعالسازی مورد انتظار را هنگامی نشان میدهد که آهنربا موازی با Reed Switch قرار گرفته باشد. همانطور که انتظار میرود، این محدوده یک میدان تقریبا سهمیشکل ایجاد میکند. نمودار سمت راست نشان میدهد زمانی که آهنربا عمود بر سوئیچ باشد چه رخ میدهد. در این حالت معمولا یک ناحیه مرده در مرکز سوئیچ وجود دارد. اگر آهنربا دقیقا وسط بدنه قرار بگیرد، ممکن است سوئیچ حتی زمانی که آهنربا به آن چسبیده نیز فعال نشود.
قطببندی و موقعیت آهنربا نقش کلیدی در نحوه فعال شدن Reed Switch دارند. اگر احساس میکنید سوئیچ به اندازه کافی حساس نیست، آهنربا را کمی به یک طرف یا طرف دیگر حرکت دهید. قبل از اینکه هر یک از قطعات را ثابت نصب کنید، حتما آنها را تست و بهترین موقعیت را پیدا کنید.
