리드 스위치

리드 스위치는 작지만 오늘날의 기술에서 중요한 역할을합니다.이 장치는 자석을 사용하여 작동하며 가정 기기부터 고급 의료 도구에 이르기까지 여러 가지에서 찾을 수 있습니다.그들이 1936 년에 발명 된 이래, 리드 스위치는 매우 신뢰할 수 있고 효율적으로 알려져 있습니다.이 기사에서는 갈대 스위치가 어떻게 작동하는지, 무엇을 만들어든지, 다양한 방법을 설명합니다.또한 이점에 대해 이야기하고 Hall Effect 센서와 비교합니다.

목록

그림 1 : 리드 스위치

리드 스위치 란 무엇입니까?

리드 스위치는 자기장으로 작동하는 전자 기계 장치입니다.1936 년 W.B.Bell Telephone Laboratories의 Ellwood는 다양한 조건에서 신뢰할 수있는 작동을 위해 밀봉 된 유리 캡슐의 2 개의 강자성 블레이드로 구성됩니다.

리드 스위치에는 단단히 밀봉 된 유리 튜브 내부에 2 개의 마그네틱 블레이드 (리드)가 있습니다.전선은 스위치의 양쪽 끝에서 나옵니다.갈대는 작은 공간에 의해 분리되며 반응하지 않는 가스, 일반적으로 질소로 둘러싸여 있습니다.이 설정은 녹을 방지하고 스파크를 줄이는 데 도움이됩니다.갈대의 끝은 텅스텐, 로듐 또는 수은과 같은 거친 재료로 만들어졌습니다.이 재료는 갈대가 더 오래 지속되고 특히 더 잘 작동하는 데 도움이됩니다.유리 튜브는 불활성 가스로 채워져있어 스파크가 발생할 수있는 위험한 환경에서는 녹슬지 않고 스파크의 위험을 줄입니다.

리드 스위치는 광범위한 전압, 전류 및 주파수를 처리하여 닫을 때 전기 분리와 매우 낮은 저항을 제공합니다.그들은 개방적 일 때 전력을 소비하지 않아 효율성을 향상시킵니다.그들의 봉인 된 구조와 간단한 운영은 수십억의 스위칭주기를 가능하게하는 높은 신뢰성과 수명을 보장합니다.그들은 세탁기 및 보안 시스템과 같은 가정용 장치뿐만 아니라 Pillcam과 같은 의료 기기에 사용되며 현대 기술에서 다양성과 중요성을 보여줍니다.

리드 스위치는 어떻게 작동합니까?

그림 2 : 리드 블레이드는 자기장의 존재하에 촉진됩니다.

리드 스위치는 자석이있는 간단하지만 효과적인 메커니즘을 사용하여 작동합니다.밀봉 된 유리 캡슐 내부에는 2 개의 금속 블레이드가 있습니다.이 블레이드는 스위치의 주요 부분이며 서로 매우 가깝게 배치됩니다.

자석이 리드 스위치에 가까워지면 스위치 내부의 금속 블레이드도 자석이되어 서로를 향해 움직입니다.이 자기 풀은 일반적으로 열려있는 접점 사이의 간격을 닫아 전기가 스위치를 통해 흐르도록합니다.이런 식으로 스위치는 다양한 장치에서 전기 회로를 안정적으로 완료 할 수 있습니다.일부 리드 스위치에는 일반적으로 닫힌 (NC) 접촉이 있습니다.자석이 다가 오면이 접촉이 열리 며 전기 흐름이 중단됩니다.

텅스텐, 로듐 또는 수은과 같은 접점에 사용되는 재료는 전도도와 내구성을 위해 선택됩니다.전체 어셈블리는 유리 외피로 둘러싸여 있으며 질소와 같은 불활성 가스로 채워져 있습니다.이 가스는 대기압보다 압력이 낮으므로 스위치 내부에 제어 된 환경이 생성됩니다.유리 씰은 수분 및 먼지와 같은 외부 요인이 스위치에 영향을 미치는 것을 방지합니다.또한 접점이 부식을 방지하고 스파크의 위험을 줄이며, 접점이 열리거나 닫을 때 발생할 수 있습니다.

리드 스위치 부품

그림 3 : 리드 스위치 부품

리드 스위치는 자기장이 적용될 때 작동하는 간단한 전기 스위치입니다.유리 튜브 안에는 2 개의 메인 금속 스트립 (리드)이 있습니다.다음은 리드 스위치의 각 부분과 그들이하는 일을 자세히 살펴 보는 것입니다.

리드 블레이드 리드 블레이드는 리드 스위치의 주요 부분 인 얇은 금속 스트립입니다.그들은 철 또는 니켈-아이언 혼합물과 같은 자석에 반응하는 금속으로 만들어집니다.갈대는 서로 매우 가깝지만 닿지 않습니다.자석이 가까이 있으면 갈대가 서로를 향해 움직여서 전기 회로를 만지고 닫습니다.

유리 캡슐 유리 캡슐은 갈대를 고정하는 밀봉 튜브입니다.갈대는 먼지, 수분 및 녹으로부터 안전하게 유지하여 잘 작동하도록합니다.유리는 또한 단락과 같은 전기 문제를 방지하여 스위치가 다른 설정에서 올바르게 작동합니다.

접촉 도금 접촉 지점은 스위치가 자기장으로 활성화 될 때 터치하는 갈대의 끝입니다.이 지점은 종종 저항을 줄이고 녹을 방지하여 신뢰할 수 있고 저항력이 낮은 전기 연결을 보장하기 위해 로듐 또는 금을 코팅합니다.

접촉 갭 접촉 갭은 자기장이 없을 때 갈대 사이의 작은 공간입니다.이 간격은 자기장이 갈대가 터치하고 회로를 닫을 때까지 회로가 열려 있는지 확인합니다.

불활성 가스 유리 캡슐은 불활성 가스 (일반적으로 질소)로 채워져 있으며, 갈대가 터치 할 때 녹을 방지하고 스파크의 위험을 줄입니다.캡슐 내부 의이 제어 된 환경은 스위치가 오랫동안 잘 작동하도록합니다.

리드 스위치 응용 프로그램

매일 응용 프로그램

그림 4 : 일상적인 리드 스위치 응용 프로그램

리드 스위치는 자동차 및 세탁기와 같은 많은 일상 장치에서 사용됩니다.도난 경보에서는 가정을 안전하게 지키는 데 도움이됩니다.일반적인 도둑 경보 시스템은 리드 스위치를 사용하여 창이나 문이 열릴 때를 감지합니다.작동 방식은 다음과 같습니다. 작은 자석이 창이나 도어의 움직이는 부분에 배치되고 리드 스위치는 프레임에 설치됩니다.창이나 도어가 닫히면 자석은 리드 스위치에 가깝게 스위치를 닫습니다.

창이나 도어가 열리면 자석이 리드 스위치에서 멀어집니다.이 움직임은 리드 스위치를 닫은 상태로 유지 한 자기장을 깨뜨립니다.결과적으로, 리드 스위치 내부의 금속 블레이드가 분리되어 전기 회로가 부러집니다.회로에서 의이 중단은 경보 시스템에 의해 감지되어 알람을 트리거하여 주택 소유자 또는 보안 서비스를 가능한 브레이크 인으로 경고합니다.

리드 스위치의 단순성과 신뢰성은이 용도에 적합합니다.그들은 닫힌 상태를 유지하기 위해 일정한 전원 공급 장치가 필요하지 않으므로 에너지가 거의없는 상태에서 잘 작동 할 수 있습니다.그들의 밀봉 된 디자인은 먼지, 수분 및 그들이 작동하는 방식에 영향을 줄 수있는 다른 것들로부터 안전하게 유지합니다.

자동차에서 리드 스위치는 다양한 시스템에서 사용하여 기능과 안전성을 향상시킵니다.예를 들어, 문 Ajar 표시기에 종종 사용됩니다.자동차 도어가 닫히면 리드 스위치 근처의 자석이 스위치를 닫습니다.도어가 열리면 자석이 멀어지면 리드 스위치가 열리고 대시 보드의 도어 ajar 표시등이 트리거됩니다.이 간단한 메커니즘은 운전자가 열린 문을 인식하여 가능한 사고를 방지하는 데 도움이됩니다.

세탁기에서 리드 스위치는 뚜껑이나 도어의 위치를 ​​감지하는 데 사용됩니다.뚜껑이나 도어가 닫히면 자석은 리드 스위치를 닫아두고 세탁기가 작동하도록합니다.작동 중에 뚜껑이나 도어가 열리면 자석이 멀어져 리드 스위치가 열리고 기계가 즉시 중지됩니다.이 안전 기능은 세탁기가 단단히 닫을 때만 작동하도록함으로써 부상과 유출을 방지합니다.

리드 스위치는 자전거 속도 센서에도 사용됩니다.이 경우 자석이 휠 스포크 중 하나에 부착되고 리드 스위치가 포크에 장착됩니다.자석이 리드 스위치를 통과 할 때마다 잠시 닫히고 자전거 속도계에 신호를 보냅니다.이 설정은 복잡한 전자 제품없이 자전거 속도를 측정하는 간단하고 효과적인 방법을 제공합니다.

의료 용도

그림 5 : 알약에서 리드 스위치의 의학적 사용

리드 스위치는 많은 의료 기기에서 사용됩니다.가장 좋은 예 중 하나는 삼킬 수있는 작은 카메라 인 Pillcam입니다.Pillcam은 의사가 수술없이 소화 시스템 내부를 볼 수있게합니다.리드 스위치는 Pillcam의 작동 방식의 주요 부분입니다.

환자가 알약을 삼키면 소화 시스템을 통해 사진을 찍습니다.배터리 수명을 절약하기 위해 장치가 신체의 올바른 지점에 도달 할 때까지 유지됩니다.이곳은 리드 스위치가 도움이되는 곳입니다.의사는 외부 자석을 사용하여 적절한 순간에 알약을 켤 수 있습니다.이 지연된 활성화는 장치 크기로 인해 작은 배터리가 시험을 마칠 정도로 오래 지속되는지 확인하는 데 도움이됩니다.

리드 스위치의 감도는이 상황에서 매우 유용합니다.그것은 신체의 조직을 통해서도 외부 자석의 자기장을 감지 할 수 있습니다.이 능력은 Pillcam을 직접 접촉이나 복잡한 트리거없이 정확하고 안정적으로 활성화 할 수 있도록합니다.자기장의 강도와 리드 스위치의 감도는 활성화가 올바르게 발생하고 적시에만 발생하는지 확인하기 위해 미세하게 조정되어야합니다.리드 스위치의 작은 크기는 알약에 적합하며 쉽게 삼킬 정도로 작아야합니다.리드 스위치의 소형 크기는 부피가 크거나 무겁지 않고 알약의 일부가 될 수 있습니다.이 설계는 장치가 삼키기 쉽고 불편 함이나 막힘을 일으키지 않고 소화관을 통과 할 수 있습니다.

리드 스위치의 장점

리드 스위치는 홀 효과 센서와 같은 다른 유형의 센서보다 더 나은 이점을 제공합니다.

전기 방지가 뛰어납니다. 리드 스위치의 일부는 외부 환경과 서로 잘 보호됩니다.이로 인해 원치 않는 전류가 통과하는 것을 막아 장치가 안전하고 안정적으로 작동하는지 확인합니다.이것은 정확한 전기 제어가 매우 중요한 상황에서 매우 유용합니다.

낮은 전기 저항 : 스위치의 접점이 닫히면 전류가 흐르는 직접 저항 경로를 만듭니다.이는 전력 손실이 거의없고 효율성이 높다는 것을 의미하며, 이는 에너지 절약 및 고효율이 필요한 상황에서 매우 유용합니다.

다양한 조건을 처리 할 때의 유연성 : 리드 스위치는 광범위한 전압, 하중 및 주파수를 처리 할 수 ​​있습니다.작동하려면 특정 조건이 필요한 일부 센서와 달리 리드 스위치는 많은 전기 상황에서 작동 할 수 있습니다.이러한 유연성은 전자 장치의 저전력 신호에서 산업용 기계의 고전력 회로 제어에 이르기까지 많은 용도에 적합합니다.

높은 신뢰성 : 리드 스위치는 고장없이 수십억 사이클 동안 작동하도록 만들어졌습니다.리드 스위치가 작동하는 방식은 부품의 물리적 움직임과 함께 작동하는 방식으로 마모하지 않고 반복적 인 사용을 처리하도록 설계되었습니다.이 내구성은 장기 신뢰성을 보장하고 빈번한 유지 보수 또는 교체의 필요성을 줄입니다.이는 다운 타임이 비용이 많이 들거나 용납 할 수없는 상황에서 매우 유용합니다.

안전성 및 내구성을위한 밀봉 된 구조 : 접촉은 질소와 같은 불활성 가스로 채워진 유리 케이싱으로 둘러싸여 녹과 마모로부터 보호합니다.이 밀폐 밀봉은 먼지, 수분 및 기타 오염 물질을 유지하여 스위치의 작동에 영향을 줄 수 있습니다.결과적으로, 리드 스위치는 유해한 요소에 노출되거나 불꽃이 화재를 일으킬 수있는 가혹하거나 폭발적인 환경에서 사용될 수 있습니다.

홀 효과 센서와 리드 스위치의 비교

그림 6 : 리드 스위치 비교 홀 효과 센서

Hall Effect 센서 및 리드 스위치는 다른 강점을 가지며 다른 용도에 적합합니다.다음은 주요 요점을 간단하게 비교 한 것입니다.

리드 스위치는 기계적이며 열릴 때 접촉을 물리적으로 분리하기 때문에 더 나은 전기 분리를 제공합니다.이로 인해 전기 소음 및 간섭의 위험이 줄어들어 이러한 문제가 중요한 상황에서 리드 스위치가 향상됩니다.

리드 스위치는 닫을 때 전기 저항이 낮으며 일반적으로 0.05 옴이 낮습니다.이것은 회로의 전력 손실과 열을 줄입니다.홀 효과 센서의 저항이 높아 수백 옴이 될 수 있습니다.이 높은 저항은 특히 고전류 상황에서 더 많은 전력 사용 및 가열 문제로 이어질 수 있습니다.

홀 효과 센서는 작동하려면 더 복잡한 회로가 필요합니다.유용한 출력 신호를 생성하기 위해 꾸준한 전원 공급 장치 및 앰프 및 전압 조정기와 같은 추가 부품이 필요합니다.이로 인해 홀 효과 센서를 사용한 시스템의 설계 및 비용이 더욱 복잡해집니다.리드 스위치는 훨씬 간단하며 연결 ​​및 작업을 위해 두 개의 전선 만 있으면 외부 전력이나 복잡한지지 회로가 필요하지 않고 회로의 직접 스위치 역할을합니다.

Hall Effect 센서는 고체 상태로 인해 매우 민감하고 빠르게 반응하여 정확하고 빠른 자기장 감지가 필요한 용도에 적합합니다.리드 스위치는 약간 느리지 만 많은 실제 용도로 충분히 빠르게 반응하며 폭발 및 가혹한 산업 환경이있는 곳을 포함하여 다양한 환경에서 잘 작동 할 수 있습니다.

리드 스위치 특성 : 신뢰성과 장수

리드 스위치는 매우 신뢰할 수 있고 오랫동안 지속되는 것으로 알려져 있습니다.그들이 기계적으로 움직이는 방식은 사용 된 재료를 마모하지 않으므로 내구성을 크게 향상시킵니다.이는 리드 스위치 내부의 부품이 다른 기계 스위치가 실패 할 수있는 동일한 손상으로 어려움을 겪지 않음을 의미합니다.그 주된 이유는 스위치가 작동 할 때 관련된 최소한의 물리적 움직임 때문입니다.갈대 블레이드는 기계적인 마찰이나 변형없이 서로 향하거나 멀리 떨어져서 오랜 시간 동안 지속되도록합니다.

리드 스위치의 설계에는 유리 케이싱 내부에 밀봉 된 접점이 포함됩니다.이 밀봉은 접점이 외부 환경에서 멀어 지도록하여 대기 부식과 먼지가 들어가서 성능에 영향을 미치는 것을 막기 때문에 매우 중요합니다.이로 인해 리드 스위치는 유리 케이싱 내부가 녹슬고 다른 유형의 화학적 손상으로부터 접촉을 보호하는 안정적인 내부 환경을 유지하는 곳에서 특히 사용하기에 특히 좋습니다.

리드 스위치의 장수는 또한 처리하는 전기 하중의 영향을받습니다.리드 스위치는 매우 낮은 곳에서 상당히 높은 전류 및 전압까지 광범위한 전기 하중을 관리 할 수 ​​있습니다.지정된 한계 내에서 사용될 때 리드 스위치는 실패하지 않고 수십억의 스위칭 사이클을 수행 할 수 있습니다.접촉 표면이 전기 아크 및 피팅에 저항하도록 만들어지기 때문에 다른 스위치가 실패하는 일반적인 이유입니다.텅스텐이나 로듐과 같은 접점에 사용되는 재료는 마모에 대한 강도와 저항을 위해 선택됩니다.

• 리드 스위치는 낮은 전기 부하 및 높은 전기 부하를 모두 처리 할 수 ​​있습니다.

• 권장 한도 내에서 사용되는 경우 수십억 개의 스위칭주기를 수행 할 수 있습니다.

• 접촉은 마모를 견딜 수 있도록 텅스텐이나 로듐과 같은 강한 재료로 만들어집니다.

• 접점 표면은 전기 스파크의 손상에 저항하도록 설계되어 더 오래 지속될 수 있도록 도와줍니다.

리드 스위치를 선택할 때

그림 7 : 다양한 유형의 리드 스위치

리드 스위치를 선택할 때 많은 디자인과 설정을 사용할 수 있습니다.이러한 다양한 유형은 특정 용도로 만들어 지므로 각 종류가 다양한 요구를 충족시킬 수 있습니다.간단한 리드 스위치는 일정한 전원 공급 장치가 필요하지 않은 기본 부품입니다.이것은 에너지 절약과 많은 목적에 유용하게 만듭니다.

홀 효과 스위치와 같은 일부 특수 유형은 근접 센서 또는 속도 감지기와 같은 연속 감지 작업을 위해 설계되었습니다.단순한 갈대 스위치와 달리 추가 회로와 작동하려면 전류의 일정한 흐름이 필요합니다.이를 통해 지속적인 모니터링과 빠른 응답이 필요한 작업에 더 복잡하지만 적합합니다.

인기있는 리드 스위치 유형

Arduino 리드 스위치: 모듈, 카운터, 속도계 및 릴레이에 사용됩니다.이들은 다양한 DIY 및 프로토 타이핑 프로젝트를 위해 Arduino 마이크로 컨트롤러와 잘 어울리는 다목적 부품입니다.

방수 리드 스위치: 습하거나 습한 환경에서 안정적으로 작업하여 야외 응용 프로그램 및 해양 장비에 적합합니다.

전기 갈대 스위치: 저전소에서 중간 전압 및 전류 스위칭이 필요한 회로에 사용됩니다.

NC (일반적으로 닫힌) 리드 스위치: 자기장이 적용될 때까지 닫히고,이 시점에서 회로가 열립니다.

자기 리드 스위치: 자기장에 민감하고 정확한 자기장 감지가 매우 도움이되는 응용 분야에서 사용됩니다.

플라스틱 리드 스위치: 플라스틱 하우징에 싸여 환경 요인 및 기계적 손상에 대한 추가 보호 기능을 제공합니다.

고전류 리드 스위치: 더 큰 전류를 처리하기 위해 제작되었으므로 더 높은 전력 스위칭이 필요한 산업 응용 분야에 적합합니다.

캡슐화 된 리드 스위치: 가혹한 환경 조건과 물리적 손상으로부터 그들을 보호하기 위해 인클로저 내에서 밀봉되었습니다.

원통형 리드 스위치: 종종 보안 시스템 및 위치 센서에 사용되는 관형 하우징에 쉽게 통합 할 수 있도록 형성되었습니다.

굵은 갈대 스위치: 반대 극성의 자기장이 적용될 때까지 마지막 상태 (개방 또는 폐쇄)를 유지하여 연속 전력없이 안정적인 상태 보유가 필요한 응용 분야에 유용합니다.

리드 스위치 래칭: bistable 스위치와 유사하게, 역 자기장이 적용될 때까지 자석을 제거한 후 스위치 상태에 머물러 있습니다.

전환 리드 스위치: 여러 연락처가 있고 다른 회로를 전환 할 수있어 복잡한 스위칭 작업에 유용합니다.

Hamlin 리드 스위치: 신뢰성으로 유명하고 다양한 산업 및 자동차 응용 프로그램에 사용됩니다.

홀 효과 센서: 기술적으로 리드 스위치는 아니지만 종종 비슷한 토론에 포함됩니다.그들은 홀 효과를 통해 자기장의 존재를 감지하고 연속 전력과 추가 회로가 필요합니다.

미니 리드 스위치: 의료 기기 및 컴팩트 한 전자 제품과 같은 공간이 제한된 응용 프로그램을 위해 작고 설계되었습니다.

마이크로 리드 스위치: 매우 소형 전자 애플리케이션에 사용되는 미니 리드 스위치보다 작습니다.

각 유형의 리드 스위치는 산업, 자동차, 소비자 전자 제품 또는 전문 감지 응용 분야의 특정 요구에 맞는 고유 한 이점을 제공합니다.이러한 유형의 차이점을 이해하면 특정 용도로 올바른 리드 스위치를 선택하여 우수한 성능과 신뢰성을 보장 할 수 있습니다.

결론

리드 스위치는 단순하고 신뢰할 수 있으며 여러 가지 방법으로 사용할 수 있기 때문에 놀랍습니다.그들은 일상적인 품목에서 발견되고, 의료 기기에서 사람들을 안전하게 지키고, 힘든 산업 일자리에서 잘 일합니다.그들이 어떻게 작동하는지, 무엇을 만들어든지, 유용한 이유를 배우면 홀 효과 센서와 같은 다른 옵션보다 리드 스위치가 종종 선택되는지 알 수 있습니다.그들은 여러 가지 작업을 처리하고 오랫동안 지속되며 효율적으로 작업하여 오늘날의 기술에 필수품을 만들 수 있습니다.새로운 가제트와 도구를 계속 개발함에 따라 리드 스위치는 모든 것이 원활하고 안전하게 작동하는지 확인합니다.

자주 묻는 질문 [FAQ]

1. 리드 스위치는 무엇입니까?

리드 스위치는 여러 가지에서 사용됩니다.보안 시스템이 문이나 창문이 열려 있는지 감지하는 데 도움이됩니다.세탁기와 같은 홈 기기에서 뚜껑이 닫혀 있는지 확인하기 위해 사용됩니다.Pillcam과 같은 의료 기기에서는 장치가 켜질 때 제어하는 ​​데 도움이됩니다.리드 스위치는 도어 센서와 자전거로도 사용하여 속도를 측정합니다.

2. 리드 플로우 스위치는 어떻게 작동합니까?

리드 유량 스위치는 유체가 움직이고있는 경우 감지하여 작동합니다.리드 스위치와 자기 플로트가 있습니다.유체가 파이프를 통과하면 플로트가 움직이고 자석을 리드 스위치에 가깝게 만듭니다.이 자기장은 스위치 내부의 갈대가 모여 회로를 닫고 유체가 흐르고 있음을 보여줍니다.

3. 리드 스위치는 릴레이입니까?

리드 스위치는 릴레이가 아닙니다.둘 다 회로를 제어 할 수 있지만 리드 스위치는 자석을 사용하여 회로를 열거 나 닫습니다.릴레이는 전기 모그넷을 사용하여 스위치를 이동하는 전기로 작동하는 스위치입니다.

4. 리드 스위치를 어떻게 활성화합니까?

자석을 가깝게 가져 와서 리드 스위치를 활성화합니다.자석은 스위치 내부의 갈대가 서로를 향해 움직여 간격을 닫고 회로를 완성하게합니다.자석을 빼면 갈대가 분리되어 회로가 열립니다.

5. 리드 스위치가 작동하는지 어떻게 확인합니까?

리드 스위치가 작동하는지 확인하려면 멀티 미터를 사용하여 연속성을 측정하십시오.리드 스위치의 전선에 멀티 미터 리드를 넣습니다.스위치에 자석을 가져 오면 멀티 미터는 폐쇄 회로 (연속성)를 표시해야합니다.자석을 멀리 이동하면 멀티 미터에 개방 회로가 표시됩니다 (연속성 없음).이것은 리드 스위치가 제대로 작동하고 있음을 보여줍니다.