현대식 공장을 방문하여 조립실에서 작동하는 놀라운 전자 장치를 관찰하면 다양한 센서가 전시되어 있는 것을 볼 수 있습니다. 이러한 센서의 대부분은 양의 전압 공급, 접지 및 신호를 위한 별도의 와이어를 가지고 있습니다. 전원을 공급하면 센서가 근처에 있는 강자성 금속의 존재를 관찰하거나 시설 보안 시스템의 일부로 광선을 보내는 등의 작업을 수행할 수 있습니다. 리드 스위치와 같이 이러한 센서를 작동시키는 간단한 기계식 스위치는 작업을 수행하는 데 와이어 두 개만 있으면 됩니다. 이 스위치는 자기장을 사용하여 활성화됩니다.
리드 스위치란 무엇입니까?
리드 스위치는 1936년에 탄생했습니다. 이 스위치는 Bell Telephone Laboratories의 WB Ellwood가 고안했으며 1941년에 특허를 받았습니다. 스위치는 양쪽 끝에 전기 리드가 튀어나와 있는 작은 유리 캡슐처럼 보입니다.
리드 스위치는 어떻게 작동합니까?
스위칭 메커니즘은 불과 몇 마이크론 간격으로 분리된 두 개의 강자성 블레이드로 구성됩니다. 자석이 이 블레이드에 접근하면 두 블레이드가 서로를 향해 당겨집니다. 접촉되면 블레이드는 상시 개방(NO) 접점을 닫아 전기가 흐를 수 있게 합니다. 일부 리드 스위치에는 NC(상시 폐쇄) 출력을 형성하는 비강자성 접점도 포함되어 있습니다. 자석이 접근하면 접점이 분리되고 스위칭 접점에서 멀어집니다.
접점은 텅스텐과 로듐을 포함한 다양한 금속으로 구성됩니다. 일부 품종은 수은을 사용하기도 하는데, 올바른 방향으로 전환하려면 수은을 올바른 방향으로 유지해야 합니다. 불활성 가스(일반적으로 질소)로 채워진 유리 봉투는 1기압 하의 내부 압력에서 접점을 밀봉합니다. 밀봉은 접점을 격리하여 접점 이동으로 인해 발생할 수 있는 부식과 스파크를 방지합니다.
실제 세계의 리드 스위치 애플리케이션
자동차나 세탁기와 같은 일상용품에서 센서를 찾을 수 있지만 이러한 스위치/센서가 작동하는 가장 눈에 띄는 장소 중 하나는 도난 경보기입니다. 실제로 경보는 이 기술을 거의 완벽하게 적용할 수 있습니다. 이동식 창문이나 문에는 자석이 들어 있으며, 센서는 베이스에 위치하여 자석이 제거될 때까지 신호를 전달합니다. 창문이 열려 있거나 누군가 전선을 자르면 경보가 울립니다.
도난 경보기는 리드 스위치의 탁월한 용도이지만 이러한 장치는 훨씬 더 작을 수도 있습니다. 소형 스위치는 PillCams로 알려진 섭취된 의료 기기 내부에 장착됩니다. 환자가 작은 탐침을 삼키면 의사는 신체 외부의 자석을 사용하여 탐침을 활성화할 수 있습니다. 이 지연은 프로브가 올바르게 배치될 때까지 전력을 보존합니다. 즉, 내장 배터리가 훨씬 더 작아질 수 있다는 것을 의미합니다. 이는 인간의 소화관을 통과하도록 설계된 제품의 중요한 기능입니다. 작은 크기 외에도 이 애플리케이션은 센서가 인간의 육체를 통해 자기장을 포착할 수 있기 때문에 얼마나 민감한지 보여줍니다.
리드 스위치는 작동을 위해 영구 자석이 필요하지 않습니다. 전자석 릴레이가 스위치를 켤 수 있습니다. Bell Labs가 처음에 이러한 스위치를 개발한 이후 1990년대에 모든 것이 디지털화될 때까지 전화 업계에서 제어 및 메모리 기능을 위해 리드 릴레이를 활용한 것은 놀라운 일이 아닙니다. 이러한 유형의 릴레이는 더 이상 통신 시스템의 백본을 형성하지 않지만 오늘날에도 여전히 많은 다른 응용 분야에서 일반적으로 사용됩니다.
리드 릴레이의 장점
홀 효과 센서는 자기장을 감지할 수 있는 고체 장치로 리드 스위치를 대체할 수 있는 센서 중 하나입니다. 홀 효과는 확실히 일부 응용 분야에 적합하지만 리드 스위치는 무접점 대응 제품에 비해 전기 절연이 뛰어나고 폐쇄 접점으로 인해 전기 저항이 적습니다. 또한 리드 스위치는 단순히 연결되거나 분리된 전선처럼 기능하므로 다양한 전압, 부하 및 주파수에서 작동할 수 있습니다. 또는 홀 센서가 해당 작업을 수행할 수 있도록 지원 회로가 필요합니다.
리드 스위치는 기계식 스위치에 비해 놀라울 정도로 높은 신뢰성을 갖추고 있으며 고장이 나기 전에 수십억 사이클 동안 작동할 수 있습니다. 또한, 밀봉된 구조로 인해 스파크가 잠재적으로 재앙적인 결과를 초래할 수 있는 폭발성 환경에서도 작동할 수 있습니다. 리드 스위치는 오래된 기술일 수 있지만 결코 쓸모가 없습니다. 자동화된 픽 앤 플레이스 기계를 사용하여 리드 스위치가 포함된 패키지를 인쇄 회로 기판(PCB)에 적용할 수 있습니다.
다음 빌드에는 다양한 집적 회로 및 구성 요소가 필요할 수 있습니다. 이 모든 것은 지난 몇 년 동안 출시되었지만 소박한 리드 스위치도 잊지 마세요. 매우 간단한 방법으로 기본 스위칭 작업을 완료합니다. 80년 이상 사용 및 개발을 거친 리드 스위치의 검증된 진정한 디자인을 통해 일관되게 작동할 수 있습니다.
게시 시간: 2024년 4월 22일