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

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

• Валерий

  Рейтинг: 4,9

• Александр

  Рейтинг: 5

• Антон

  Рейтинг: 5

• Михаил

  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

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

технические характеристики, принцип работы, применение

Любые механические контакты подвержены износу. Чтобы уменьшить влияние этого деструктивного фактора, в первой половине прошлого века было разработаны магнитоуправляемые коммутационные устройства, контактная группа которых помещалась в вакуумную колбу. В СССР такие элементы получили название «Геркон», по сокращению от «герметизированный контакт», в англоязычной технической документации принято название «reed switch».

Давайте рассмотрим принцип действия этих устройств, конструкцию, основные характеристики, достоинства и недостатки. В завершении статьи будет приведена пара полезных схем, где используются герконы.

Внешний вид и особенности конструкции

Данные устройства представляют собой контактную группу, изготовленную на основе ферримагнитного материала, которая помещается в стеклянную колбу. Из нее откачен воздух (созданы условия максимально приближенные к вакууму), как вариант возможно наполнение инертным газом. Внешний вид устройства и его обозначение на принципиальных схемах представлены ниже.

А) внешний вид геркона; В) обозначение на принципиальных схемах

С конструктивным исполнением, можно ознакомиться на рисунке 2.

Конструкция геркона

Обозначение:

• А – выводы устройства.
• В – стеклянная колба.
• С – контактная группа.
• D – инертный газ или вакуум.

Разновидности

Коммутационные устройства данного класса принято разделять в зависимости от устройства контактной группы на следующие виды:

1. Элементы с нормально-разомкнутыми контактами (внешний вид такого устройства показан на рис. 1).
2. Элементы с нормально-замкнутым контактом.
3. С переключающимся контактом.

Помимо функциональных признаков, перечисленных выше, имеются и технологические, разделяющие герметичные коммутирующие устройства на две группы: сухие и ртутные. Отличительная особенность последних заключается в том, что внутри колбы содержится капля ртути. Она служит для «смачивания» контактной группы, это позволяет существенно снизить переходное сопротивление и вибрацию (дребезг) контактов при коммутации, что положительно отражается на качестве контакта.

Принцип действия

Срабатывание устройства (замыкание, размыкание или переключение контактов) требуется воздействовать на элемент магнитным полем, напряженность которого будет достаточной для коммутации. В качестве источника такого поля может выступать обычный или электромагнит.

Под воздействием силовых линий происходит намагничивание контактов и по преодолению порога упругости они коммутируют цепь.

Принцип работы нормально-разомкнутого геркона

Соответственно, как только на контактную группу перестанет действовать магнитное поле, она вернется в исходное состояние. То есть, функционально контакты помимо своего прямого назначения играют роль магнитопровода и упругого элемента.

Устройства с нормально-замкнутыми контактами действуют несколько иначе. Их ферримагнитные упругие элементы, попадая под воздействие магнитного, поля приобретают одинаковый заряд, что заставляет их отталкиваться, разрывая контакт.

Принцип действия нормально-замкнутого геркона

Иногда в таких коммутаторах только один упругий элемент выполнен из ферримагнитного сплава, в результате приближения магнита он притягивается к нему, отключая цепь.

Подобный принцип задействован в герконах с переключающей группой контактов, в котором два из них изготавливаются из магнитного материала. Под воздействием магнита они притягиваются друг к другу, а немагнитный контакт остается в исходном положении. В результате происходит перекоммутация цепи.

Срабатывание переключающего геркона

Основные параметры

Свойства герметичных коммутаторов определяются механическими и электрическими параметрами. К первым относятся:

• N_max – число, указывающее максимально допустимое количество срабатываний без изменения основных характеристик.
• V_cp – величина отображающая интенсивность поля необходимую для реакции устройства. В технической терминологии данную характеристику называют магнитодвижущей силой.
• V_отп – величина соответствующая силе размыкания.
• t_cp – время, необходимое на срабатывание контактной группы.
• t_отп – интервал времени, необходимый на отпускание.
•  Последние два параметра наиболее значимые из механических характеристик, поскольку описывают скорость коммутации.
• Теперь перечислим основные электрические характеристики:
• R_K – сопротивление между контактами в замкнутом состоянии.
• R_ИЗ – сопротивление разомкнутых контактов.
• U_ПР – напряжения пробоя, данная характеристика зависит как от предыдущего параметра, так и расстояния между группой контактов. Помимо этого на электрическую прочность влияет наполнение колбы.
• P_max – коммутируемая мощность.
• C_K – емкость, образуемая разомкнутыми контактами.

Как осуществляется управление?

Управлять герметичным коммутатором можно двумя способами:

• используя постоянный магнит;
• воздействуя катушкой, подключенной к постоянному источнику тока.

В первом варианте управление может осуществляться путем линейного или углового перемещения постоянного магнита. Также встречается способ, при котором поле перекрывается при помощи специальной шторки.

В качестве примера использования способа управления при помощи магнита можно привести датчики уровня, а также положения, охранную сигнализацию и т.д.

Второй вариант позволяет создать реле на основе геркона. В отличие от традиционной конструкции, такое устройство будет более надежным и долговечным, поскольку практически не содержит в себе подвижных механических элементов. Что касается небольшого количества контактных групп, то этот недостаток легко устраняется путем увеличения количества задействованных герконов.

Упрощенное изображение конструкции герконового реле

Примером применения данного способа управления может служить токовое реле на основе геркона. Оно представляет собой катушку, намотанную проводом толстого сечения, внутри которой размещается герметичный коммутатор. Данное приспособление может служить в качестве защитной системы от перегрузки в цепях постоянного тока. Чувствительность прибора легко регулировать путем линейного перемещения коммутатора внутри катушки.

Плюсы и минусы

Любая конструкция помимо преимуществ не лишена недостатков. Зная сильные и слабые стороны устройства можно найти оптимальную сферу для его применения. Давайте рассмотрим, в чем заключается преимущества герметичных коммутаторов, к таковым свойствам можно отнести:

• Высокую надежность коммутации. Она практически на два порядка превышает этот показатель у открытых контактных групп. Это достигается за счет высокого сопротивления между разомкнутыми контактами (R_ИЗ), оно может исчисляться десятками МОм. Немаловажную роль играет и показатель электрической прочности (U_ПР), напряжение пробоя у некоторых моделей превышает 10 кВ.
• Быстродействие также является неоспоримым преимуществом. Частота коммутации многих моделей приближается к 1 кГц. Что касается параметров, описывающих скорость коммутации, то они находятся в следующих диапазонах: t_cp – от 0,4 до 1,8 мс, t_отп – от 0,25 до 0,9 мс, что намного превышает подобные характеристики открытых контактных групп.
• Долговечность, число срабатываний исчисляется миллиардами, ни одна открытая контактная группа даже близко не может приблизиться к этому рубежу.
• Данный тип коммутаторов нетребователен к согласованию с нагрузкой.
• Управление может производиться без использования электроэнергии.

Характерные недостатки:

• Низкие показатели коммутируемой мощности.
• Небольшое число контактов.
• Дребезг при срабатывании (конструкции «мокрого» типа избавлены от этого недостатка).
• Большие размеры для современной радиотехнической базы.
• Недостаточная прочность стеклянной колбы.
• Чувствительность к воздействию внешних магнитных полей.

Несмотря на явное преобладание положительных качеств, данные устройства постепенно вытесняются полупроводниковыми аналогами, такими как датчики Холла. Отсутствие дребезга, небольшие размеры и более высокая прочность сыграли решающую роль.

Примеры практического применения в быту

Как и было обещано в начале статьи, приводим пару полезных схем, в которых используются герконы. Начнем с универсального управления освещением в прихожей. Принцип работы заключается в следующем: при открытии входной двери автоматически включается свет, и спустя несколько минут выключается. При достаточном уровне освещения, свет в прихожей не включается.

Схема управления освещением прихожей

Обозначения:

• Резисторы: R1 – 68 кОм, R2 – 33 кОм, R3 – 470 кОм, R4 – 10 кОм, R5 – 27 кОм.
• Конденсаторы: С1 – 0,1 мкФ, С2 – 100 мкФ х 25 В, С3 – 470 мкФ х 25 В.
• Стабилитрон и диоды: VD1 – КС212Ж, VD2 и VD3 – КД522 (1N4148), VD4 – КД209 (1N4004).
• Транзисторы: VT1 и VT2 – ÌRF840.
• SG1 – любой обычный герконовый датчик, например, 59145-030.
• FR1 – фоторезистор, подойдет любого типа с сопротивлением на свету не ниже 8 кОм, в темноте – 120-180 кОм.
• Триггер D1 – К561ТМ2 (СD4013).

Настройка схемы сводится к подбору сопротивления R1, для выбора оптимального времени задержки отключения освещения.

Теперь рассмотрим схему простой домашней сигнализации, где в также используется типовой герконовый датчик для двери.

Простая домашняя сигнализация

Обозначения:

• Резисторы: R1, R2 и R3 – 100 кОм, R4 – 33 кОм, R5 – 100 кОм, R6 – 1 кОм.
• Конденсаторы: С1 – 100 мкФ х 16 В, С2 – 50 мкФ х 16 В, С3 0,068 мкФ.
• Диоды и светодиод: VD1 и VD2 – КД522 (1Т4148), HL1 – АЛ307Б.
• Транзисторы: VT1 – КТ829, VT2 – К361.
• Микросхема: К561ЛА7.
• S1 – герконовый датчик 59145-030.

В качестве сирены используется звуковой оповещатель АС-10.

Питание схемы осуществляется от аккумулятора 12 В, емкостью 4 А*ч.

Работа геркона — Reed Switch Developments Corp.

---

форма a: однократное нажатие на одно направление (spst), нормально открытая (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 разомкнув цепь и остановив 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 (НЗ). 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: однопозиционный-двухпозиционный (однопозиционный), 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).

По существу, магнитный геркон формы C обладает всеми рабочими характеристиками геркона формы A и формы B, объединенными в одном компактном герметичном корпусе. В состоянии по умолчанию электричество проходит от общего контакта через нормально замкнутый (НЗ) контакт. При введении магнитного поля общий контакт перемещается из нормально замкнутого (НЗ) контакта в нормально открытый (НО). Это движение приводит к открытию одной цепи и закрытию другой, тем самым перенаправляя поток электричества. Удаление магнитного поля приведет к тому, что общий контакт вернется в исходное нормально замкнутое (НЗ) положение.

В отличие от отдельных магнитных герконов формы A или формы B, направление электрического потока во время проводки и установки магнитного геркона формы C, в частности, должно учитываться. Для типичной функциональности SPDT источник питания подключается к общему проводу. Это не означает, что конфигурация, в которой переключение между двумя электрическими источниками, в том числе на замыкающие и размыкающие выводы, на общий вывод, невозможна. Это просто не норма.

---

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

org/Person»> 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 находится в положении «выключено».

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. Хочу слушать свой iPod? Толкать колесо спереди, и это активирует переключатель, который включает сила. 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 переключатель 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 намагничивается (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 открытые (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 вместе. 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!

Художественное произведение: 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 одну 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 видеть, как та же идея будет работать в сейфе нашего банка: вы бы 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.

Изображение: 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 проектов 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. Как только вы переварите , СДЕЛАЙТЕ: Электроника , 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 4 038 620: 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 четкое 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.