Герконы на размыкание: Геркон КЭМ-3 с контактами на замыкание и размыкание

Принцип работы герконового датчика — схема подключения герконового датчика, принцип его работы

Содержание

1. Принцип работы герконового датчика и особенности его установки
2. Как работает YouDo?

30.11.2021 Читать 5 минут

Магнитный геркон является основным компонентом системы контактного реле в различных электромагнитных схемах. А герконовый датчик — это прибор, созданный для улучшения технических свойств и срока службы контактов электроаппаратуры. Подключить его можно как своими руками, так и с помощью профессиональных технических служб.

Герконовый датчик содержит два контакта из ферромагнитного сплава, заключенных в стеклянную колбу. Если к контактам поднести магнитный элемент, они замыкаются, образуя непрерывную электромагнитную сеть.

Геркон часто применяется для установки датчиков, сообщающих об открытии конструкции, на двери, ворота, окна —для защиты объекта от нежелательного проникновения.

Герконовые датчики отличаются по:

1. Функциональности (замыкающие, переключающие, размыкающие).
2. Технологическим особенностям (сухие, ртутные).
3. Конструкции (разомкнутые, замкнутые, переключающие, разомкнутые ртутные).

Другие исполнители на Юду

• Семен

  Рейтинг: 5

• Александр

  Рейтинг: 5

• Антон

  Рейтинг: 5

• Магомед

  Рейтинг: 5

• Владислав

  Рейтинг: 5

Найти мастера

Принцип работы герконового датчика и особенности его установки

Наиболее распространенным видом герконовых датчиков является разомкнутый геркон. Каждый контакт в стеклянной емкости представляет собой плоскую проволоку. Поверхности контактов покрыты золотом, палладием, радием или серебром, что способствует уменьшению сопротивления и позволяет защитить контакты от коррозии. Пространство стеклянной колбы заполнено водородом, аргоном или азотом, либо просто представляет собой вакуумное пространство, что также способствует повышению антикоррозийных свойств.

>

Принцип работы герконового датчика заключен во взаимодействии двух элементов: исполнительной и задающей. Задающая часть схемы работы геркона — это магнит, а исполнительная — сам геркон. Для замыкания контактной цепи геркона необходимо вокруг него создать магнитное поле. Как только магнитное поле исчезает, контакты герконового датчика перестают взаимодействовать.

Размыкающий геркон работает по несколько иной схеме: его магнитные элементы расположены таким образом, что при намагничивании контакты отталкиваются, осуществляя размыкание электрической цепи.

Схема работы переключающего геркона также имеет свои особенности: один из контактов системы сделан из немагнитного металла, а другие — из ферромагнитного. Таким образом, при магнитном воздействии на геркон происходит замыкание ферромагнитных контактов, а немагнитные контакты размыкаются.

Есть свои хитрости для защиты геркона от несанкционированного проникновения.

Если вы осуществляете подключение герконового датчика своими руками, то при установке стоит обратить внимание на следующие моменты:

• Устанавливайте герконовые и магнитные датчики таким образом, чтобы они были направлены друг к другу и установлены на коротком расстоянии.
• Установите очень тонкую металлическую пластину между герконовым датчиком и магнитом. Она послужит защитным магнитным экраном.

Для обеспечения замыкания электромагнитной сети герконового датчика и осуществления его работы магнитная часть системы крепится на открываемой конструкции (окно, дверь или ворота), а сам геркон на дверной или оконной коробке. Если дверь закрыта, магнитное поле действует на контактную сеть геркона, замыкая электромагнитную цепь. Датчик охранной системы показывает, что входная группа закрыта. Стоит открыть дверь — магнит перестает действовать, размыкает цепь, заставляя тем самым срабатывать сигнал тревоги.

В документации на датчик есть вся необходимая информация для установки его своими руками. В зависимости от конструкций, на которые устанавливается геркон, датчики используются для скрытого и наружного монтажа, для стальных или магнитопассивных конструкций.

Тип устанавливаемого геркона определяется в соответствии с массивностью конструкции и материалом, из которого она изготовлена.

Как работает YouDo?

Опишите

свою задачу и условия. Это бесплатно и займёт 3–4 минуты

Получите отклики

с ценами от исполнителей. Обычно они приходят в течение 30 минут

Выберите

подходящего исполнителя и обсудите сроки выполнения

Осуществить подключение геркона своими руками, обладая навыками и знаниями в этой области, не составит труда. Если же компетенции для подключения датчика своими руками не хватает, то лучше обратиться к услугам профессионала, который подключит герконовый датчик недорого и быстро.

Порядок действий

Закрепите магнитную часть системы на открываемой конструкции.

Установите геркон на дверной или оконной коробке.

Между герконовым датчиком и магнитом закрепите тонкую металлическую пластину.

или создать задание на Юду

Задание Марии «Прокладка кабеля»

1 500 ₽

Все сделано быстро и по делу. Рекомендую Романа как отличного специалиста.

Исполнитель задания:

Роман
5,0 1156 отзывов

Создать такое же задание

Оставьте свою реакцию, если было полезно

1

1

Скачайте приложение и пользуйтесь YouDo где угодно

Наведите камеру телефона на QR-код, чтобы скачать приложение

Вы здесь:

org/BreadcrumbList»>
• Главная
• Мастера по ремонту
• Статьи
• Электрика
  • Ремонт квартир
  • Обои
  • Штукатурка
  • Сантехнические работы
  • Дизайн интерьеров

Геркон: принцип действия, характеристики, герконовые датчики и их применение

Измерения электрических параметров герконов должны проводиться в нормальных климатических условиях, в режимах и условиях, указанных в технических условиях на герконы конкретных типов. Во время измерений влияние паразитных внешних магнитных и электрических полей должно быть исключено или уменьшено, а также не должно быть вибраций герконов, вызывающих изменение параметров.

При измерении электрических параметров геркон должен управляться измерительной катушкой без ферромагнитных материалов. Требования к измерительной катушке и положению геркона в катушке должны соответствовать техническим характеристикам типа геркона.

Содержание

Что такое рид и как он используется в повседневной жизни?

Герконовый переключатель – это термин, обозначающий контакт с магнитным приводом в герметичном корпусе. Такой радиоэлемент выглядит как вытянутая лампочка. Внутри колбы создается вакуум. Контакты геркона должны перекрываться по длине, но располагаться близко друг к другу. Таких контактов может быть несколько. Они направлены в разные точки, чтобы замкнуть цепь.

Когда магнит приближается к контактам, контакты геркона срабатывают и входят в контакт друг с другом. Когда магнитное поле перестает действовать, цепь размыкается. Герконовые переключатели могут использоваться во многих различных типах датчиков, переключателей и других устройств. В данной статье приводится подробное описание механизма герконового переключателя и его применения.

Герконовые реле – это устройства, состоящие из геркона и управляющей катушки. Они также могут быть герконами, гезаконами и герконовыми выключателями. Первые предназначены для силовых цепей, вторые обладают эффектом памяти, а третьи предназначены для высоковольтных приложений.

Свойства герконов

• Магнитная управляемость;
• Герметичное уплотнение;
• Компактность;
• Дискретный режим работы.

В настоящее время герконовые датчики заменяются датчиками Холла, которые представляют собой твердотельные полупроводниковые устройства. Вот несколько фотографий герконов в обычном использовании.

Теперь все это нужно как-то исправить. Поэтому я нарезал стержень от клеевого пистолета небольшими кусочками:

Герконовый выключатель (замкнутый контакт), нормально разомкнутый.

Я купил эти датчики по совету одного из предыдущих отзывов.
Здесь нет ничего особенного, так как принцип их работы прост, но один из моих друзей заинтересовался этим и решил написать этот небольшой обзор.

Принцип работы

Тростник (тростникзапечатанный связаться сэто стеклянная колба с двумя гибкими ферромагнитными контактными пластинами внутри, которые, будучи погруженными в магнитное поле, соединяются вместе, образуя контакт, через который течет ток.
Конус обычно заполнен инертным газом или содержит вакуум. Пример того, как это работает, схематично показан в анимации ниже, где обычный магнит находится в поднятом состоянии.

То, почему пластины закрываются и открываются, объясняется наличием магнитного поля. Как упоминалось выше, сами пластины являются ферромагнитными, т.е. они активно притягивают магнит и в то же время сами активно притягиваются магнитом. Обычное железо обладает аналогичными свойствами. Магнит имеет два полюса, северный и южный, и магнитные линии всегда идут от северного полюса к южному. Когда магнит находится рядом с герконом, магнитные линии также будут проходить через эти гибкие пластины. В данном примере северный полюс магнита находится слева, а южный – справа. Поэтому край верхней пластины становится южнополярным, а край нижней пластины – северополярным – в результате происходит короткое замыкание пластин. Когда магнит удаляется, пластины раскрываются благодаря своей эластичности. Если магнит неправильно расположен по отношению к этим пластинам, магнитные линии будут проходить через них неравномерно, и контакты не будут замыкаться.

На рынке представлены три основных типа герконов:
1) Нормально открытые (наблюдаемые), которые нормально открыты, но при погружении в магнитное поле цепь замыкается.
2) Нормально замкнутые, принцип действия обратный: в нормальном состоянии контакты замкнуты, но при погружении в магнитное поле контакты размыкаются.
3) Герконовые переключатели, – в отличие от первых двух, уже имеют внутри 3 штырька и 3 пластины соответственно. В состоянии покоя одна пара контактов закорочена, после погружения в магнитное поле – уже другая.

Герконы также выпускаются в виде герконов с высоким током или ртутных герконов, в которых контактные площадки смачиваются каплей ртути для гашения вибрации контактов. Основное применение герконов – в системах безопасности и автоматизации, самый простой пример – автоматическое включение действия при открытии двери или окна, например, подача сигнала тревоги. Герконовые реле используются в качестве базы для герконов – в высоковольтных установках они используются для защиты от сверхтока, в этом случае геркон помещается в катушку.

Внешний вид. Размеры
Я взял нормально открытые (открытые) в количестве 10 штук.
Стеклянная капсула со слегка зеленоватым оттенком.

Размеры соответствуют 2х14 мм.

Я собрал простую схему на печатной плате со светодиодом, в гнездо которого поместил геркон, чтобы проверить его работу, поднеся его к плоскому неодимовому магниту, а поскольку магнитные поля имеют разные полюса, контакты в герконе замыкаются только при направлении магнита лицевой стороной вниз и поперек.

В других положениях магнита контакты геркона не будут замкнуты:

Пример с магнитами от двигателя: при повороте на одну сторону контакты замыкаются, на другую сторону реакции нет. Поэтому стоит принять этот момент во внимание.

Как меняется состояние пластин – под увеличением с помощью цифрового микроскопа

Кроме того, было бы неплохо показать простой визуальный тест работы этого датчика с помощью какого-либо действия, когда открывается/закрывается дверь в комнату или включается настольная лампа с помощью релейного модуля.

Во-первых, необходимо подключить сам геркон.

Нанесите кусок термоусадки, который вы обжимаете горячим воздухом.

Один штифт должен быть согнут. Но в этот момент я столкнулся с первым блином – после сгибания штыря почти до основания лампочки стекло разбилось, и геркон стал бесполезен:

Чтобы избежать этого, необходимо было удалить проводник на 1-2 мм от основания колбы, согнуть его пинцетом и только потом разогнуть:

Второй провод немного короче, вместе с термоусадкой.

Припаяйте провод к обоим контактам провода

Теперь вам нужно как-то все это исправить. Так, небольшими кусочками я нарезал палочку из клеевого пистолета:

Я нанес еще немного термоусадки на верхнюю часть геркона и поместил несколько обрезков горячего клея на основание:

Я дунул на него горячим воздухом.

Уберите излишки клея.

Это просто вопрос нескольких вещей. Прикрепите магнит к двери, а геркон – к стене напротив магнита. Даже обычная клейкая лента была достаточно хороша для демонстрационного теста, потому что с нее легко все снять.

Магнит и геркон расположены друг напротив друга.

Электронная и программная часть проста: плата Pro Mini настроена на внешнее прерывание, где контакт прерывания подключен к плате питания через тот же геркон, и пока дверь закрыта и рядом с герконом находится магнит, цепь замыкается, контроллер переходит в спящий режим и реле, управляющее лампой, отключается. Как только дверь открывается и магнит отводится в сторону, геркон размыкается, генерируется внешнее прерывание, которое вызывает импульс на реле и включение светильника.

Существует множество бытовых применений, особенно с простыми и недорогими контроллерами Attiny13 или, если конструкция очень проста, с транзисторами. Благодаря своим небольшим размерам герконы могут быть ловко спрятаны от посторонних глаз. Я буду использовать его в новой версии системы GSM-сигнализации с низким энергопотреблением, но мне придется подождать еще несколько компонентов, чтобы полностью собрать ее. К минусам я бы отнесла хрупкость капсулы и ее восприимчивость к другим магнитным полям. С другой стороны, утверждается, что он имеет длительный цикл открытия и закрытия благодаря герметичному уплотнению внутри капсулы. Что ж, посмотрим.

В системах безопасности герконы используются в качестве реле. Датчик безопасности состоит из магнита и геркона. Простейшее герконовое реле состоит из обмотки и геркона.

Герконовые выключатели. Типы и конструкция. Свойства и эксплуатация. Приложения

Коммутационные устройства или контакты используются в радиотехнике и электронных устройствах. В электромагнитном реле контакты являются ненадежными конструкциями и имеют металлические детали трения. Они изнашиваются, и эффективность реле снижается. Герконовые переключатели представляют собой герметичные контакты с магнитной активацией. Герконовые переключатели были изобретены для обеспечения высокой производительности и увеличения срока службы. Первые герконы были изобретены в 1930-х годах, а герконовый выключатель был изобретен в 1922 году.

В настоящее время герконовые контакты не находят широкого применения; их постепенно заменяют датчики Холла. Однако есть места, где герконовый выключатель не имеет конкурентов: он прост в использовании, имеет бесконтактный контакт и гальванически изолирован. Магнитоуправляемый контакт до сих пор используется в электронике. Герконовые выключатели устанавливаются там, где требуется долговечность коммутации, надежность в эксплуатации. Они входят в состав различных датчиков, реле, переключателей положения.

Как и все контактные группы, герметичные контакты делятся на типы в соответствии с их функцией:

• Закрытие.
• Переключение.
• Разрыв контакта.

Герконовые выключатели делятся на группы по конструкции и технологии изготовления:

• Сухой.
• Сухие герконовые контакты.

Сухие магнитные контакты работают как обычные контакты. В ртутных образцах внутри стеклянного корпуса находятся контакты с каплей ртути. Капля ртути необходима для смачивания контактов во время работы для улучшения контакта, снижения переходного сопротивления и устранения дребезга контактов.

Дребезг – это вибрация группы контактов, когда она приводится в действие для замыкания или размыкания. Однократное срабатывание вызывает ложное переключение сигнала передачи и увеличивает время отклика. Если в усилителе звука во время включения сигнала произойдет размыкание, звук будет искажен, и это повлияет на работу усилителя. При использовании герконов в цифровых схемах подавляйте колебания с помощью триггерных фильтров RS или RC-цепочек. Герконовые контакты используются в микроконтроллерных схемах, где дребезг геркона устраняется программно, что снижает скорость работы схемы.

Дизайн

Конструкция контакта с магнитным приводом выполнена из стеклянного цилиндра. Цилиндр содержит контакты, которые сделаны из магнитных сердечников, приваренных к наконечникам ламп. Внешние части магнитопроводов подключены к источнику питания. Это можно увидеть на диаграмме.

1. Колба изготовлена из стекла.
2. Коммутационный контакт.
3. Стационарный контакт.

Наиболее распространенными являются герметичные размыкающие контакты. Они имеют контакты из прямоугольной проволоки с ферромагнитными свойствами. Сердечники также могут быть изготовлены из пермаллоевой проволоки. Это зависит от размера и емкости герконового датчика. Контакты также покрываются родием, золотом и т.д.

В колбу закачивается инертный газ или создается вакуум. Это предотвращает образование коррозии и ржавчины в датчике геркона. При изготовлении герконов необходимо учитывать, что между сердечниками имеется зазор.

Обращение с тростником

Простой герконовый переключатель имеет два сердечника с контактами, обладающими повышенной магнитной проницаемостью. Они помещены в герметичный стеклянный цилиндр, содержащий инертный газ или смесь газов. В цилиндре создается давление 50 кПа. Инертная атмосфера предотвращает окисление контактов.

Цилиндр герконового реле размещается внутри управляющей обмотки, которая подключена к постоянному току. Когда реле находится под напряжением, создается магнитное поле, которое проходит через сердечники контактов, через зазор и замыкается в управляющей катушке. Магнитный поток создает тяговое усилие, которое соединяет контакты друг с другом.

Чтобы сопротивление контактов было как можно ниже, их поверхности покрываются серебром, радием, палладием и т.д. При отключении питания усилие в катушке геркона исчезает, и пружины размыкают контакты. В герконовых реле нет поверхностей трения на компонентах, контакты выполняют несколько функций, совершая работу магнитопровода, проводника и пружины.

Чтобы уменьшить размер катушки магнита, плотность тока увеличивается. Для намотки катушки используется эмалированная проволока. Детали геркона штампуются, соединения выполняются пайкой или сваркой. Магнитные экраны используются в герконах для уменьшения области состояния активации.

Пружины в герконовых реле устанавливаются без дополнительного напряжения и срабатывают мгновенно, без потери времени на запуск. Вместо электромагнита можно также использовать постоянные магниты. Такие реле называются поляризованными герконами. Контактное усилие геркона определяется магнитной силой катушки, в отличие от обычных электромагнитных реле, где усилие определяется пружинами.

Герконовый выключатель действует по-разному, когда он размыкается. Релейная магнитная система намагничивает сердечники с одинаковой магнитной силой, которые отталкиваются друг от друга и размыкают цепь.

В герконовом переключателе один из трех контактов замкнут и изготовлен из немагнитного металла. Два других контакта изготовлены из ферромагнитного компаунда. Под воздействием магнитного поля разомкнутые контакты замыкаются, а замкнутый немагнитный контакт размыкается. Хотя всегда существует магнитное поле, например, поле Земли, его недостаточно для приведения в действие геркона, и поэтому оно игнорируется.

Применение тростника

Используются герконовые выключатели и датчики:

• Медицинские и коммуникационные устройства.
• Аппараты для водолазов.
• Синтезаторы и клавишные инструменты.
• Испытательное оборудование, измерительные приборы.
• Оборудование для автоматизации и безопасности.

В системах безопасности герконы используются в качестве реле. Датчик безопасности состоит из магнита и геркона. Простейшее герконовое реле состоит из обмотки и геркона.

Преимуществами герконового реле являются:

• Небольшой размер, простой дизайн.
• Защита от влаги, обгорания контактной группы.
• Отсутствие трущихся частей.

Такие датчики на герконовых реле широко используются, но имеют такие недостатки, как восприимчивость к механическим повреждениям. Это большой недостаток при использовании во многих системах.

В системах сигнализации герконы незаменимы. Датчик легко устанавливается. Когда дверь закрыта, контакт геркона замкнут. Когда дверь открывается, магнит, прикрепленный к дверной раме, отходит от геркона, магнитная сила уменьшается, цепь питания размыкается. Это сигнал, который активирует сигнальную цепь.

Аналогичная ситуация возникает при использовании геркона в лифтах. Герконовые выключатели используются для определения местоположения автопогрузчика. Используя магниты и герконы, можно легко управлять осветительным оборудованием. В счетчике электроэнергии также имеются герконы.

Указания по использованию

При использовании герконов или датчиков можно дать несколько советов, учитывающих нюансы применения таких устройств:

• При установке герконов следует по возможности избегать источников ультразвука, так как они могут негативно влиять на электрические параметры датчика, изменяя их.
• Находящийся рядом источник магнитного поля также может изменить характеристики и свойства магнитного переключателя.
• Реле и герконовые датчики опасаются ударов и механических повреждений. Инертный газ внутри датчика может выйти при ударе из-за утечки газового резервуара. Это приведет к тому, что герконовый выключатель не будет работать.
• При пайке следуйте инструкциям производителя геркона.

Герконовые переключатели

Герконовые выключатели характеризуются большим разбросом коэффициента возврата из-за погрешности изготовления. Для увеличения номинальной мощности и коммутационного тока герконовые реле оснащаются вспомогательными контактами для гашения дуги.

Такие реле называются герконами или герметичными силовыми контактами. В продаже имеются герконовые выключатели с номинальным током до 180 ампер. Частота переключений достигает 1200 переключений в час. Герконовые выключатели используются для запуска асинхронных электродвигателей мощностью до 3000 Вт.

Ферритовое герконовое реле

Это особый класс герконовых реле с ферритовыми сердечниками. Они обладают функцией памяти. Чтобы произвести переключение в герконах этого типа, необходимо подать импульс тока обратной полярности для размагничивания ферритового сердечника. Они называются контактами памяти или гезаконами.

В этой статье мы поговорим о герконах. Слово “геркон” означает герметично закрытый магнитоуправляемый контакт. Герконовый переключатель – это маленький продолговатый пузырек с парой гибких контактов из ферромагнитного металла внутри. Контакты перекрываются, но находятся в непосредственной близости друг от друга, таких контактов может быть несколько, для разных активаций (закрытие или открытие). Когда магнит подносится близко (или открыто) к геркону, контакты замыкаются.

Что такое герконовый переключатель?

В этой статье мы поговорим о герконах, слово геркон означает: замкнутый контакт с магнитным приводом. Герконовый переключатель представляет собой небольшой продолговатый пузырек с полым воздухом, внутри которого находится пара гибких контактов из ферромагнитного металла. Контакты перекрываются, но находятся на небольшом расстоянии друг от друга, и их может быть несколько, для различных активаций (закрытие или открытие). Контакты замыкаются (или размыкаются) при приближении магнита к геркону.

Герконы могут использоваться в датчиках (например, датчик скорости на велосипеде), переключателях и т.д…. В прошлом герконы использовались в реле, на геркон наматывалась катушка с несколькими сотнями витков (сопротивление обмотки могло достигать 500-1500 Ом) и при подаче напряжения контакты геркона замыкались, в настоящее время герконы используются редко.

Преимущества герконовых реле:
Полная герметизация контактов позволяет использовать герконовые реле в различных средах с высокой влажностью, пылью и т. д.
Высокая скорость, что позволяет использовать герконовые реле при высоких частотах коммутации.
Гальваническая развязка коммутационных цепей и цепей управления герконовых реле. Расширение функциональных областей применения герконовых реле.
Надежная работа в широком диапазоне температур

Недостаток герконовых реле:
Восприимчивость к внешним магнитным полям, что требует специальных мер защиты от внешних воздействий.
Деликатный корпус геркона, чувствительный к ударам.
Низкая коммутационная способность герконов.
Возможность самопроизвольного размыкания контактов геркона при больших токах.

Герконовые переключатели обозначены на схемах следующим образом:

Особенности и преимущества герконов:
Как уже упоминалось, контакты геркона находятся в вакууме или инертном газе и, следовательно, плохо горят во время работы, даже если между контактами при замыкании или размыкании возникает искра.
Тростник довольно долговечен, если не бить тростник и не пропускать очень большие токи, то срок службы тростника бесконечен.
Герконовый переключатель практически бесшумен во время работы, слышно только дребезжание контактов.
Относительно высокая скорость работы.

Недостатки герконов:
Герконовые переключатели очень хрупкие, корпус геркона обычно сделан из хрупкого стекла, поэтому их нельзя использовать в средах с сильной вибрацией и ударами.
Для их активации необходимо создать или применить магнитное поле.
Иногда контакты геркона заедают, это происходит после прохождения больших токов и искр при срабатывании контактов, такой геркон следует заменить, герконы в основном используются для коммутации малых токов. На фотографии ниже показан герконовый выключатель с обгоревшими контактами.

Использование герконов

Как уже упоминалось, чаще всего герконы используются в системах сигнализации, их размещают на дверях, окнах… Когда вы открываете дверь, магнит (который находится на двери) проходит мимо геркона и замыкает его. Вы можете заставить любое устройство включаться, когда оно подносит магнит к геркону, например, включить компьютер, или заставить мотор скутера работать только тогда, когда магнит поднесен к датчику, поставить в качестве датчиков контроля положения, чтобы при поднятии объекта срабатывали сирены, или прикрепить геркон к колесу велосипеда для контроля скорости, давайте посмотрим на эту схему ниже!

Можно также использовать батарейку 1,5 В, все зависит от типа используемого индикатора, величина резистора R1 подбирается экспериментально так, чтобы при максимальной скорости стрелка прибора была почти максимальной. Конденсатор C1 устанавливает время падения указателя прибора. Геркон крепится к вилке велосипеда, а магнит – к спице. Расстояние от геркона до магнита должно быть как можно короче. При вращении колеса магнит будет периодически проходить мимо геркона и замыкать его контакты.

Время срабатывания – Время между приложением магнитного поля и замыканием контактов геркона.

Заключение

В современном мире с каждым днем появляется все больше “умных вещей”, которые значительно облегчают наши повседневные задачи. Большую роль в этом сыграли тростниковые датчики. Их фантастическая надежность, четкая реакция, отсутствие необходимости в питании, простота использования и отличные коммутационные свойства для цепей со слабыми сигналами сделали герконы одними из самых распространенных электронных компонентов, используемых везде – от холодильников до самолетов.

Читайте далее:

• Электромагнитные замки: преимущества, принципы работы и особенности использования.
• Датчики Холла. Типы и применение. Эксплуатация и подключения.
• Постоянные магниты – типы и свойства, формы, взаимодействие магнитов; Школа электротехники и электронной инженерии.
• Поляризационное реле: принцип работы.
• Типы контактных соединений.
• Электромагнитное реле: устройство, типы, обозначения, подключение и настройка.
• Обозначение реле на электрической схеме.

Как работают герконы (магнитные переключатели)

Как работают герконы (магнитные переключатели)

Вы здесь: Домашняя страница > Электричество и электроника > Герконы

• Дом
• индекс А-Я
• Случайная статья
• Хронология
• Учебное пособие
• О нас
• Конфиденциальность и файлы cookie

Реклама

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 27 ноября 2021 г.

Если у вас есть портативный компьютер или мобильный телефон, который открывается как раскладушка, вы, наверное, замечали, что она чувствует, когда вы открыть и закрыть его и соответственно включить или выключить. Но как это знать? Какой-то переключатель, подключенный к петле, так что он может обнаружить открытие и закрытие движения? Если это то, что ты подумайте, вы как минимум наполовину правы! Подумайте об этом более внимательно и вы увидите, что стандартный переключатель будет довольно сложно подключить в этом способом — и, вероятно, весьма ненадежным: все эти открывающиеся и закрывающиеся быстро изнашивался бы. Поэтому вместо этого во многих ноутбуках и телефонах используется недорогая и очень надежное устройство, называемое герконом, которое включается или выключается, когда поблизости находится магнит. Их также часто используют системы охранной сигнализации и модели железных дорог. Давайте подробнее рассмотрим как они работают!

Фото: Типичный геркон (Comus RI-23). Вы можете просто увидеть два перекрывающихся металлических контакта (язычки) внутри стеклянной оболочки. Контакты пружинят и соприкасаются, когда переключатель включен; они раздвигаются и разрывают цепь, когда переключатель «выключен».

Содержание

1. Какую проблему решают герконы?
2. Что такое геркон?
3. Как работает геркон?
   • Нормально открытый
   • Нормально закрытый
4. Для чего используются герконы?
5. Кто изобрел герконы?
6. Узнать больше

Какую проблему решают герконы?

Выключатель подобен подъемному мосту в электрическом схема. Когда переключатель замкнут, «мост» не работает, и электрический ток может обтекание контура; когда переключатель размыкается, «мост» вверх и ток не течет. Таким образом, цель переключателя состоит в том, чтобы активировать или деактивировать цепь в любое время по нашему выбору.

Фото: переключатель «нажми-замкни» устанавливает соединение и замыкает цепь, когда вы его нажимаете; а пружина заставляет его снова выскочить, когда вы убираете палец. Герконовый переключатель переключает ток таким же образом, но магнит обеспечивает «толкающее давление» вместо вашего пальца.

Большинство электрических выключателей, с которыми мы сталкиваемся, мы контролируем сами. Если вы хотите свет в комнате, вы щелкаете выключателем на стене. Хотите смотреть телевизор? Включите переключатель. Хотеть слушать свой iPod? Толкать колесо спереди, и это активирует переключатель, который включает власть. Но иногда нам нужны электрические и электронные цепи, которые можно активировать другими способами.

Предположим, вы хотите подключить банковский сейф, чтобы он срабатывает сигнализация всякий раз, когда открывается дверь. Как это будет работать на практике? Вам понадобится электрический контакты на обеих частях дверной коробки, чтобы при открытии двери цепь будет разорвана, что вызовет тревогу. Но подумайте, как сложно это было бы сделать надежное электрическое соединение на дверной раме. А если закрасить? А если бы он испачкался? И разве это не было бы так очевидно вору, что они смогут легко его отключить? Есть много способы, которыми электрический контакт может быть переведен в неактивное состояние и бесполезный. Здесь могут помочь герконы.

Рекламные ссылки

Что такое геркон?

Обычный выключатель имеет два электрических контакта, которые соединяются вместе, когда вы нажимаете кнопку, и раздвигаются, когда вы ее отпускаете. Тумблер включает настенные светильники (нажмите два контакта вместе, когда переключатель находится в одном положении и разведите их, когда переключатель щелкает в другую сторону.

В типичном герконовом переключателе два контакта (выглядящие как металлические язычки) изготовлены из ферромагнитного материала. материал (это означает что-то такое же легкое для намагничивания, как железо), покрытый износостойким металлом, таким как родий или рутений (чтобы обеспечить им долгий срок службы при включении и выключении), и запечатанный внутри тонкой стеклянной оболочки, заполненной нереакционноспособным газом. (обычно азот), чтобы защитить их от пыли и грязи. Иногда стекло имеет внешнюю оболочку из пластика для еще большей защиты. Как правило, контакты изготавливаются из сплава никеля и железа, который легко намагничиваться (технически мы говорим, что он обладает высокой магнитной проницаемостью), но недолго остается таким (мы говорим, что он имеет низкую магнитную сохраняемость). Им требуется некоторое время, чтобы отреагировать на изменения магнитного поля (мы говорим, что у них довольно небольшой гистерезис) — другими словами, они движутся довольно медленно и плавно. Обычно оба контакта двигаются (а не только один) и образуют плоскую, параллельную область контакта друг с другом (а не просто соприкасаются в одной точке), потому что это помогает продлить срок службы и надежность переключателя.

Хотя большинство герконов имеют два ферромагнитных контакта, некоторые из них имеют один ферромагнитный и один немагнитный контакт, а некоторые (например, оригинальный геркон Elwood, показанный в конце этой статьи) имеют три контакта.

Фото: еще один вид моего геркона, вид сверху на подвижные контакты в запечатанной стеклянной оболочке. Обратите внимание, что контакт справа находится чуть выше контакта слева. Вы также можете видеть здесь, что контакты намного шире, чем они кажутся на виде сбоку, показанном на верхнем фото.

Как работает геркон?

Герконы бывают двух основных видов: нормально разомкнутые (нормально выключенные) и нормально закрытые (нормально включенные). Ключ к пониманию того, как они работают, заключается в том, чтобы понять, что они работают не только как электрический мост, но и как магнитный мост : через них течет магнетизм, а также электричество.

Нормально разомкнутый

Когда вы подносите магнит к геркону, весь переключатель фактически становится частью «магнитной цепи», включающей магнит (пунктирная линия на иллюстрации показывает часть магнитного поля). Два контакта геркона становятся противоположными магнитными полюсами, поэтому они притягиваются и защелкиваются. Неважно, какой конец магнита приблизится первым: контакты все равно поляризуются в противоположных направлениях и притягиваются друг к другу. Такой геркон нормально разомкнут (НО) (обычно выключен), если рядом с ним не расположен магнит, когда он включается, позволяя току течь через него.

Уберите магнит, и контакты из довольно жесткого и упругого металла снова раздвинутся и вернутся в исходное положение.

Нормально замкнутый

Вы также можете получить герконы, которые работают противоположным образом: два контакта обычно защелкиваются вместе, а когда вы подносите магнит к переключателю, они пружинят. Подобные герконы называются нормально замкнутыми (NC) (нормально включенными), поэтому большую часть времени через них протекает электричество. Самый простой способ сделать это — взять нормально разомкнутый переключатель и постоянно прикрепить магнит к его стеклянному корпусу, переворачивая его из открытого состояния в закрытое (как во втором кадре анимации нормально разомкнутого положения вверху). Весь этот блок (нормально открытый геркон с прикрепленным магнитом) становится нашим нормально замкнутым герконом. Если вы поднесете к нему второй магнит с магнитным полем, противоположным полярности поля первого магнита, это новое поле нейтрализует поле первого магнита, так что мы получим, по сути, именно то, что мы имели в первом кадре. нормально разомкнутой анимации: геркон с двумя раздвинутыми контактами.

В этих двух работах я сильно преувеличил движение контактов. Настоящие герконы имеют контакты, расстояние между которыми составляет всего несколько микрон (миллионных долей метра) — примерно в десять раз тоньше человеческого волоса, — поэтому движение не видно невооруженным глазом. Не ожидайте, что лопасти начнут двигаться, когда вы приблизите магнит!

Работа: Ключом к пониманию герконов является понимание того, что они являются частью магнитной цепи, а также электрической цепи: магнитное поле от стержневого магнита передается через геркон. Это то что делает его близким — и это то, что позволяет электричеству течь через него. Изображение магнитного поля взято с Викисклада.

Дополнительные сложности

Еще одна важная вещь, которую я должен отметить, это то, что герконы не просто включаются, когда магнит приближается, и выключаются, когда он удаляется (в случае нормально разомкнутого/выключенного переключателя): они обычно включается и выключается несколько раз по мере движения магнита, создавая несколько зон включения и выключения. Они также будут по-разному реагировать в зависимости от ориентации магнита (параллельно ли он переключателю или перпендикулярно), его формы (потому что, как мы все учили в школе, магниты разной формы создают вокруг себя разные модели магнитного поля). , и как он проходит мимо.

Все это очень важно, когда дело доходит до практического применения: вам нужно убедиться, что вы используете правильный магнит и что он движется именно так, чтобы привести в действие геркон. Например, если вы используете геркон в качестве счетчика, он должен срабатывать только один раз при каждом перемещении магнита (а не три или четыре раза, что может привести к ложным показаниям). Если вы используете геркон в сигнализации, вы не хотите, чтобы ваш злоумышленник включил сигнализацию через секунду, а затем снова выключил через секунду, потому что вы поместили магнит не в то место!

Для чего используются герконы?

Фото: Некоторые раскладные мобильные телефоны, такие как этот, включаются и выключаются с помощью магнитных герконов. В одной части корпуса находится магнит, а в другой геркон. Телефон выключается, когда геркон находится рядом с магнитом (когда чехол закрыт), и включается, когда геркон и магнит расходятся (когда чехол снова открыт).

Теперь вы, наверное, видите, как включается и выключается телефон-раскладушка когда вы открываете или закрываете его. Он имеет нормально замкнутый геркон в нижняя часть его корпуса (там, где находится клавиатура) и магнит в верхняя часть (где экран). Когда телефон открыт, тростник переключатель и магнит находятся относительно далеко друг от друга. Контакты на герконы нажимаются вместе, и мощность течет через телефон. Однако, если вы закроете корпус, вы повернете магнит близко к геркон, и это раздвигает контакты внутри переключателя. Цепь внутри телефон чувствует это и выключает питание упорядоченным образом.

устройства для чтения электронных книг, такие как Kindles и Sony Readers, использовать аналогичный трюк. Когда вы поместите их в защитную кожаную куртку, вы обнаружите они автоматически выключаются, когда вы закрываете крышку, и снова включаются когда вы его открываете. Здесь, конечно, нет никакой магии: просто геркон в угол устройства электронной книги и магнит в соответствующей части обложки (проверьте сами, поднеся скрепку рядом).

Фото: Amazon Kindle можно включить магнитом на холодильник благодаря геркону, спрятанному внутри его корпуса.

Вы можете увидеть, как та же идея будет работать в сейфе нашего банка: вы просто установите геркон на дверной раме и магнит на дверь. Открытие двери разделит магнит и тростник. переключатель, заставляя контакты переключателя пружинить вместе и срабатывать будильник. Вы можете получить герконы, встроенные в маленькие кусочки пластик, так что вы даже не можете видеть, что они там — идеально подходит для всех видов безопасности Приложения.

Фото: Упрощенная концепция охранной сигнализации: вы просто устанавливаете геркон (подключенный к цепи сигнализации) на одну часть двери и магнит на другую часть. Разделение этих двух вещей щелкает переключателем и вызывает тревогу.

Герконы можно использовать и многими другими способами. LEGO® энтузиаст Билл Уорд, который управляет превосходным Брикпайл блог (и страницу с фотографиями на Flickr), построил эти гениальные роботизированные коровы для его модели железная дорога. Всякий раз, когда мимо проезжает поезд, они поворачивают головы, чтобы посмотреть, как он проезжает. Целый дело работает с помощью геркона. Голова каждой коровы управляется небольшой электродвигатель, подключенный к цепи, в которой есть нормально открытый геркон. Геркон расположен рядом с железнодорожный путь и небольшой магнит прикреплен к борту поезда. Когда поезд проходит мимо геркона, магнит заставляет его контакты замыкаются и активирует цепь, которая поворачивает коров головы. Насколько это аккуратно? Некоторые люди настолько изобретательны!

Фото: коровы LEGO®, управляемые герконом. Фото предоставлено Биллом Уордом, опубликовано на Flickr по лицензии Creative Commons.

Существуют сотни других, менее очевидных применений герконов. Некоторые датчики уровня жидкости в стиральные машины для одежды а в посудомоечных машинах используются плавающие магниты, которые подскакивают над герконами, чтобы выключить воду. клапаны, когда внутри достаточно воды. Герконы иногда также устанавливаются на вращающихся рычагах. посудомоечные машины, чтобы определить, когда они застревают, и в термовыключателях в электрических душах (чтобы остановить нагрев воды до опасного уровня). Анемометры с вращающимися чашками имеют внутри герконы, которые измеряют скорость ветра. Когда чашки поворачиваются, они заставляют геркон вращаться вокруг магнита, генерируя импульсы тока. Чем сильнее ветер, тем быстрее вращаются чашки и тем чаще включается и выключается язычковый переключатель. Электронная схема подсчитывает количество импульсов в секунду и использует это для определения скорости ветра.

Рисунок: Типичный расходомер с герконовым переключателем работает примерно так. Есть труба, по которой течет жидкость (1) с установленным внутри гребным колесом (2). Когда жидкость течет, лопасть вращается и заставляет вращаться магнит (3). Вращающийся магнит размыкает геркон (4). Затем, когда он вращается и представляет свой противоположный полюс (5), магнит заставляет переключатель снова замыкаться (6). Попеременно открывающийся и замыкающийся геркон посылает в цепь импульсы электрического тока. Подсчитывая скорость поступления импульсов, схема может измерять скорость потока. Если ток полностью прекращается или течет все время, вы знаете, что жидкость перестала двигаться, что может указывать на засорение или закупорку.

Кто изобрел герконы?

Как и многие другие великие изобретения, герконы родились в Bell Laboratories, изобретенная там в середине 1930-х годов Уолтером Б. Элвудом . Его первоначальная заявка на патент на электромагнитный переключатель была подана 27 июня 1940 года и официально одобрена 2 декабря 1941 года. Читая патент Элвуда, очень легко узнать геркон, который все еще широко используется сегодня: «Когда внешняя магнитная сила При приложении к этому устройству два магнитных элемента, которые образуют часть магнитной цепи… перемещаются вместе… поскольку внешняя магнитная сила уменьшает воздушный зазор между двумя указанными магнитными элементами».

Изображение: Оригинальная конструкция геркона Уолтера Элвуда, взятая из патента США: 2264746: Электромагнитный переключатель. Это немного отличающийся от приведенного выше дизайн, переключение между двумя разными цепями, причем одна из них всегда включена. У нас есть два немагнитных контакта слева (1,2) и магнитный контакт (3,4) справа, который щелкает между ними при приближении магнита. Контакты разделены изолирующей прокладкой (5). Оригинальное изображение предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США. (Обратите внимание, что я немного раскрасил и упростил оригинал, чтобы его было легче понять.)

Узнайте больше

На этом сайте

• Электричество
• Электроника
• Датчики Холла
• Магнетизм
• Реле

Практические проекты

Вы найдете немало примеров использования герконов на превосходном веб-сайте Instructables и в популярных книгах Evil Genius; вот несколько для начала:

• Инструкции: Как сделать волшебную палочку от Джейсона Пола Смита. Однако это не магия; он магнитный и использует геркон.
• Instructables: быстрый и грязный самодельный геркон от Райана. Как сделать простой геркон (хороший способ понять, как именно они работают).
• Instructables: Pronteon заставит магнитный геркон работать в обратном направлении. Простой способ изменить функцию геркона с помощью второго магнита.
• Instructables: универсальный и недорогой цифровой счетчик от Trebuchet03. Сделайте простой счетчик расстояния (одометр), используя геркон и старый калькулятор.
• 50 моделей ракет для злого гения Гэвина Харпера. McGraw-Hill, 2006. Проект № 37 (видеокамера модели ракеты) использует пару нормально замкнутых герконов для автоматического запуска камеры.

Книги

• Датчик Arduino и Raspberry Pi Проекты для злого гения Роберта Чина. McGraw Hill, 2017. Несколько проектов в этой книге связаны с подключением герконов к Arduinos и Pis (есть полные инструкции для дверного зуммера с герконами).
• СДЕЛАТЬ: Электроника Чарльза Платта. Maker Media, 2015. Отличная практическая книга, которая даст толчок вашему увлечению электроникой. В главе 3 есть простое введение в герконы.
• проектов Raspberry Pi от Эндрю Робинсона и Майка Кука. John Wiley & Sons, 2014. «Глава 13: Домашняя автоматизация» описывает дверной датчик с герконом, подключенный к Raspberry Pi.
• Практическая электроника для изобретателей, Пол Монк. McGraw-Hill, 2016. После того, как вы переварили , MAKE: Electronics , вы захотите перейти к чему-то более глубокому; это хорошее место, чтобы пойти дальше.
• Электроника: первый курс Оуэна Бишопа. Newnes, 2011. Простой для понимания (хотя и довольно сухой) учебник для начинающих, объясняющий все основные компоненты, включая герконы.

Патенты

Для получения более подробной технической информации попробуйте эти:

• Патент США 2 264 746: Электромагнитный переключатель Уолтера Элвуда, 2 декабря 1941 г. Оригинальный патент Элвуда на геркон (как показано на рисунке выше).
• Патент США 3 283 274: Кнопочный переключатель Анджело де Фалько, 1 ноября 1966 г. Более сложная конструкция.
• Патент США 4038620: Магнитный геркон Б. Эдварда Шлезингера-младшего и Чарли Дуэйна Маринера, 26 июля 1977 г. Переключатель с одним магнитным герконом и одним немагнитным.
• Патент США 3,348,175: Нормально замкнутый геркон Энтони Дж. Уилкиса, 17 октября 1967 г. Описывает различные способы изготовления нормально замкнутого переключателя.

Видео

• Введение в герконы, магниты и магнитные поля, Стивен Дэй. Довольно точное изложение того, как герконы используются на практике, и необходимость выбора правильного магнита, чтобы переключатель не включался и не выключался слишком много раз.

Благодарности

Я очень благодарен Морису Бэнену из Comus Technology B.V. за предложение улучшить эту статью.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты.

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2021. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Подпишитесь на нас

Оцените эту страницу

Пожалуйста, оцените эту страницу или оставьте отзыв, и я сделаю пожертвование WaterAid.

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2020) Герконы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/howreedswitcheswork.html. [Доступ (вставьте дату здесь)]

Подробнее на нашем веб-сайте…

• Средства связи
• Компьютеры
• Электричество и электроника
• Энергия
• Машиностроение
• Окружающая среда


• Гаджеты
• Домашняя жизнь
• Материалы
• Наука
• Инструменты и приборы
• Транспорт

↑ Вернуться к началу

Работа геркона — Reed Switch Developments Corp.

---

форма: однократное нажатие на одно направление (spst), нормально открытый (нет) конфигурация магнитного геркона

Это наиболее распространенная конфигурация работы магнитного геркона. Магнитный герконовый переключатель формы А имеет два нормально разомкнутых контакта (НО). Отсутствие контактов означает, что введение магнитного поля заставит эти контакты замкнуться. Это закрытие, в свою очередь, также замыкает цепь, тем самым проводя электричество. После удаления магнитного поля контакты вернутся в нормально разомкнутое (НО) состояние, тем самым размыкая цепь и останавливая поток электричества. Магнитный герконовый переключатель формы А может быть подключен независимо от направления электрического потока.

---

форма b: однократное нажатие на одно направление (SPST), нормально закрытый (NC) Конфигурация магнитного геркона

Форма B является наименее распространенной конфигурацией магнитного геркона и работает противоположно форме A. Магнитный геркон формы B также имеет два контакта, но они нормально замкнуты (NC). Это обозначение NC означает, что в состоянии по умолчанию цепь замкнута и сама проводит электричество. Введение магнитного поля приведет к размыканию или разделению контактов магнитного геркона формы B, тем самым размыкая цепь и прерывая поток электричества. При удалении магнитного поля контакты могут вернуться в нормально замкнутое (НЗ) состояние, тем самым замыкая цепь. Магнитный герконовый переключатель формы B также может быть подключен без учета направления электрического потока. повторно

---

форма c: однократное нажатие на два направления (SPDT), нормально открытый/нормально закрытый (no/nc) Конфигурация магнитного геркона

Конфигурация магнитного геркона формы C также распространена. Магнитный геркон Form C состоит из трех уникальных контактов. Эти контакты включают в себя как общий контакт, так и по одному нормально разомкнутому (НО) и нормально замкнутому (НЗ).