ما هو مفتاح القصب وكيف يعمل؟

إذا قمت بزيارة مصنع حديث ومراقبة الإلكترونيات المذهلة في العمل في خلية تجميع ، فسترى مجموعة متنوعة من المستشعرات المعروضة. معظم هذه المستشعرات لديها أسلاك منفصلة لإمداد الجهد الإيجابي والأرض والإشارة. يتيح تطبيق الطاقة لمستشعر القيام بعمله ، سواء كان ذلك مراقبة وجود المعادن المغناطيسية القريبة أو إرسال شعاع الضوء كجزء من نظام أمان المنشأة. لا تحتاج المفاتيح الميكانيكية المتواضعة التي تؤدي إلى هذه المستشعرات ، مثل مفتاح القصب ، فقط إلى سلكين للقيام بوظائفهم. يتم تنشيط هذه المفاتيح باستخدام الحقول المغناطيسية.

ما هو مفتاح القصب؟

ولدت مفتاح القصب في عام 1936. لقد كان من بنات أفكار WB Ellwood في Bell Telephone Laboratories ، وحصل على براءة اختراع في عام 1941. يشبه المفتاح كبسولة زجاجية صغيرة ذات خيوط كهربائية تخرج من كل طرف.

كيف يعمل مفتاح القصب؟

تتألف آلية التبديل من شفرتين مغنطيسيين ، مفصولة ببضع ميكرون فقط. عندما يقترب المغناطيس من هذه الشفرات ، تتجه الشفرتان نحو بعضهما البعض. بمجرد لمس ، تغلق الشفرات اتصالات (لا) المفتوحة عادة ، مما يسمح للتدفق الكهربائي. تحتوي بعض مفاتيح القصب أيضًا على جهة اتصال غير مغناطيسية ، والتي تشكل إخراجًا مغلقًا بشكل طبيعي (NC). سيقوم مغناطيس الاقتراب بقطع الاتصال والانسحاب من جهة اتصال التبديل.

يتم بناء جهات الاتصال من مجموعة متنوعة من المعادن ، بما في ذلك التنغستن والروديوم. حتى أن بعض الأصناف تستخدم الزئبق ، والتي يجب الاحتفاظ بها في الاتجاه المناسب للتبديل بشكل صحيح. غلاف زجاجي مملوء بالغاز الخامل - النيتروجين المتواصل - يختم الاتصالات عند ضغط داخلي تحت جو واحد. يعزل ختم جهات الاتصال ، مما يمنع التآكل وأي شرارات قد تنتج عن حركة الاتصال.

تطبيقات مفتاح القصب في العالم الحقيقي

ستجد أجهزة استشعار في العناصر اليومية مثل السيارات والغسالات ، ولكن واحدة من أبرز الأماكن التي تعمل بها المحولات/المستشعرات هي في أجهزة الإنذار السارق. في الواقع ، الإنذارات هي تطبيق مثالي تقريبًا لهذه التكنولوجيا. يضم نافذة أو باب متحرك مغناطيسًا ، ويقيم المستشعر على القاعدة ، ويمر إشارة حتى إزالة المغناطيس. مع فتح النافذة - أو إذا قام شخص ما بقطع السلك - فسيتم إنذار.

في حين أن أجهزة الإنذار السارق هي استخدام ممتاز لمفاتيح القصب ، إلا أن هذه الأجهزة يمكن أن تكون أصغر. سوف يتناسب مفتاح مصغر داخل الأجهزة الطبية المعروفة باسم Pillcams. بمجرد أن يبتلع المريض التحقيق الصغير ، يمكن للطبيب تنشيطه باستخدام مغناطيس خارج الجسم. يحفظ هذا التأخير الطاقة حتى يتم وضع المسبار بشكل صحيح ، مما يعني أن البطاريات على متن الطائرة يمكن أن تكون أصغر ، وهي ميزة مهمة في شيء مصمم للسفر عبر الجهاز الهضمي للإنسان. إلى جانب حجمه الصغير ، يوضح هذا التطبيق أيضًا مدى حساسيةها ، حيث يمكن لهذه المستشعرات التقاط مجال مغناطيسي من خلال اللحم البشري.

مفاتيح القصب لا تتطلب مغناطيسًا دائمًا لفعاليتها ؛ يمكن لمرحلة التتابع الكهرومغناطيسية تشغيلها. نظرًا لأن Bell Labs قامت بتطوير هذه المفاتيح في البداية ، فليس من المستغرب أن تستخدم صناعة الهاتف مرحلات REED للسيطرة على وظائف الذاكرة وحتى كل شيء رقمي في التسعينيات. لم يعد هذا النوع من الترحيل يشكل العمود الفقري لنظام الاتصالات لدينا ، لكنه لا يزال شائعًا في العديد من التطبيقات الأخرى اليوم.

مزايا مرحلات القصب

مستشعر تأثير القاعة هو جهاز الحالة الصلبة يمكنه اكتشاف الحقول المغناطيسية ، وهو أحد البديل لمفتاح القصب. تعد تأثيرات القاعة مناسبة بالتأكيد لبعض التطبيقات ، ولكن مفاتيح القصب تتميز بعزلة كهربائية فائقة على نظيرتها في الحالة الصلبة ، وتواجه مقاومة كهربائية أقل بسبب الاتصالات المغلقة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تعمل مفاتيح REED مع مجموعة متنوعة من الفولتية والأحمال والترددات ، حيث تعمل المفتاح ببساطة كسلاح متصل أو غير متصل. بدلاً من ذلك ، ستحتاج إلى دعم الدوائر لتمكين أجهزة استشعار القاعة من القيام بعملها.

تتميز مفاتيح REED موثوقية عالية بشكل لا يصدق للمفتاح الميكانيكي ، وهي قادرة على العمل لمليارات الدورات قبل الفشل. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا للبناء المختوم ، يمكنهم العمل في بيئات متفجرة حيث يمكن أن يكون للشرارة نتائج كارثية. قد تكون مفاتيح REED تقنية أقدم ، لكنها بعيدة عن العجلة. يمكنك تطبيق الحزم التي تحتوي على مفاتيح القصب على لوحات الدوائر المطبوعة (PCBS) باستخدام آلات الاختيار الآلية.

قد يدعو بندك التالي إلى مجموعة متنوعة من الدوائر والمكونات المتكاملة ، والتي ظهرت كلها لأول مرة في السنوات القليلة الماضية ، ولكن لا تنسى مفتاح القصب المتواضع. إنها تكمل وظيفة التبديل الأساسية بطريقة بسيطة ببراعة. بعد أكثر من 80 عامًا من الاستخدام والتطوير ، يمكنك الاعتماد على تصميم REED Switch المجربة والحقيقية للعمل باستمرار.