Лос тръстов превключвател, заедно с модули като например A3144 и KY-025, задават тенденции в „Направи си сам“ проектите, домашната автоматизация, системите за сигурност и дори индустриалните приложения. Способността им да откриват магнитни полета и да трансформират тази информация в полезни електрически сигнали е направила тези устройства основни компоненти за тези, които търсят практични, надеждни и достъпни решения. Вероятно сте виждали такова в алармите за врати и прозорци, но употребата им далеч надхвърля това.
В тази статия ще ви кажа Всичко за рийд превключвателите и свързаните с тях модули, от принципа им на действие до това как да се използват с микроконтролери тип Arduino, включително подробности за конструкцията им, предимства, недостатъци и практически примери. Освен това ще обясня как устройства като KY-025 и A3144, и как да извлечете максимума от тях, когато проектирате свои собствени проекти. Така че, ако търсите изчерпателно и достъпно ръководство, пълно с полезна и точна информация, продължете да четете, защото това е за вас.
Какво е рийд превключвател?
El тръстов превключвател Това е специален тип превключвател активира се от магнитно полеДействието му е просто, но много ефективно: състои се от два феромагнитни метални листа, херметически затворени в стъклена капсула. Тези листове, обикновено съставени от никел и желязо, са подравнени така, че при наличие на достатъчно магнитно поле се привличат взаимно и затварят веригата.
В зависимост от конфигурацията на ринговете, ринговият превключвател може да бъде нормално отворен (NO) или нормално затворен (NC). В първия случай контактите се затварят, когато магнит се доближи; във втория случай те се отварят. Тази система е разработена през 1936 г. от У. Б. Елвуд в Bell Labs и употребата ѝ продължава да се разширява оттогава благодарение на... простота и надеждност.
Как точно работи рийд превключвател?
Вътре в стъклената капсула, два феромагнитни листа припокриване, оставяйки малка празнина. Когато външно магнитно поле —осигурен от магнит или бобина, генерираща поле — действа върху превключвателя, пластините придобиват противоположни полюси и се привличат, затваряйки контакта и позволявайки на тока да тече. Ако полето се премахне, еластичността на пластините ги разделя отново и веригата се отваря.
El дизайнът е оптимизиран за удължаване на живота на контактитеКонтактната площ обикновено е покрита с твърди метали, като например родий или рутений да устоят на износване от многократно затваряне. Освен това, вътрешният газ в капсулата (обикновено азот или инертни газове, или дори вакуум във версиите за високо напрежение) предотвратява окисляването и електрическата дъга, допринасяйки за дългосрочна надеждност.
Приложения на рийд превключвателя в реалния живот
Лос рийд ключове Те се използват в множество контексти благодарение на своите висока надеждност и ниска цена. Ще ги видите в системи за сигурност на врати и прозорци, детектори за отваряне и затваряне, електронни системи за претегляне, нивомери и разходомери и дори в перални машини, фотокопирни машини и домашни аларми. широко приложение е откриване на позиция безконтактни в двигатели или въртящи се механизми, например в скоростомери за велосипеди или детектори за цикъл в индустриалната автоматизация.
Разлики между рийд превключватели, превключватели с ефект на Хол и модули като A3144 и KY-025
Лесно е да се обърка рийд ключове със сензори на Хол, като например A3144 или с интегрирани модули, като например KY-025Нека видим как се различават:
- Рид ключ: Това е механичен превключвател Магнитно активиран. Не изисква захранване, за да работи; активира се само под въздействието на магнитно поле и може да превключва малки напрежения и токове директно.
- Сензор на Хол (напр. A3144): Използвайте a различен физически принципефектът на Хол. Когато магнитно поле действа перпендикулярно на тока, протичащ в полупроводников материал, се генерира напречно напрежение. Сензори тип Хол A3144 превърнете това напрежение в цифров изходен сигнал, идеален за четене с микроконтролер. Изисква електрическо захранване (обикновено 3.3V или 5V).
- KY-025: Това е модул който интегрира a тръстов превключвател заедно с други електронни компоненти (компаратор, потенциометър, светодиоди, резистори). Позволява ви да регулирате чувствителността и осигурява аналогови и цифрови изходи, улеснявайки интеграцията със системи като Arduino.
Вътрешни компоненти и характеристики на модула KY-025
El KY-025 Това е един от най-популярните магнитни превключващи модули сред производителите и електроникарите. Състои се от:
- Тръстиков превключвател 2x14 мм, нормално отворен
- Un Двоен диференциален компаратор LM393
- Un тример потенциометър (модел 3296W-104) за регулиране на чувствителността
- Няколко резистора и два индикаторни светодиода
- Четири пина за свързване: захранване, земя, аналогов изход и цифров изход
на Технически спецификации Типични характеристики на KY-025 са:
- Работно напрежение: 3.3V до 5V
- Изходен ток на сравнителя: до 16 mA
- Отпътувания: аналогов (A0) и цифров (D0)
- размер: 15 х 35.2 х 1.1 мм
- тегло: 3 грама
Как работи KY-025 с микроконтролер като Arduino?
Благодаря на вашето дизайнKY-025 е много лесен за свързване и използване с платки като Arduino:
- Захранващ пин (+) до 5V на Ардуино
- Заземителен щифт (G) към GND на Arduino
- Аналогов изход (A0) от модула към аналоговия пин A0 на Arduino
- Цифров изход (D0) към цифров пин 3 на Arduino
La цифров изход (D0) се активира (преминава във високо ниво), когато рийд контактът засече достатъчно магнитно поле. Това позволява включване на светодиод, задействане на аларма, регистриране на събитие и др. От своя страна, аналогов изход (A0) предоставя пропорционална стойност, която може да се използва за регулиране на чувствителността или за откриване на промени в силата на магнитното поле.
Пример за код за Arduino може да бъде:
int led = 13; int digitalPin = 3; int analogPin = A0; int digitalVal; int analogVal; void setup(){ pinMode(led, OUTPUT); pinMode(digitalPin, INPUT); Serial.begin(9600); } void loop(){ digitalVal = digitalRead(digitalPin); if(digitalVal == HIGH){ digitalWrite(led, HIGH); } else { digitalWrite(led, LOW); } analogVal = analogRead(analogPin); Serial.println(analogVal); delay(100); }
Този код ви позволява да проверите работата на KY-025, като включите светодиод при засечен магнит и отчитате аналогови стойности за регулиране на чувствителността благодарение на вградения потенциометър.
Сензор A3144: Цифров сензор за ефект на Хол
El A3144 Това е триполюсен сензор на Хол с цифров изход. Проектиран е да открива наличието на магнитни полета, но за разлика от рийд превключвателя, няма движещи се механични части. Работата му се основава на откриване на потенциални разлики, генерирани в полупроводник, когато протича ток и се прилага перпендикулярно магнитно поле.
Основните му характеристики са:
- Захранване от 3.3V до 5V
- Много ниска консумация (от порядъка на милиампера)
- Цифров изход, съвместим с микроконтролери (0V за недостатъчно поле, Vcc за достатъчно поле)
- много бърза реакция
- Висока издръжливост поради „безконтактност“
Той е идеален за приложения, където магнитните полета трябва да бъдат откривани точно и без механично износване, като например в броячи на обороти, сензори за близост или като заместител на конвенционалните механични превключватели. За да научите повече за други свързани компоненти, можете да се консултирате с това Статия за сензорите на Хол в HWLibre.
Къде се използват тези модули на практика?
Няма да преувеличаваме, ако кажем, че тръстов превключвател И сензорите на Хол се намират в много устройства. Най-често срещаните им приложения включват:
- Сензори за отваряне на врати и прозорци: В охранителните и алармени системи, отделянето на магнита от сензора открива отварянето на вратата за достъп.
- Броячи на обороти и цикли: С помощта на магнит върху колело, което преминава пред сензора, могат да се броят оборотите или да се измерва скоростта.
- Индустриални приложения: откриване на позиция в машини, автоматизация на процеси, крайни изключватели в роботизирани ръце и др.
- Битова техника: контрол на наличието на затворени врати в перални машини, хладилници, фотокопирни машини и др.
- Дебитомери и нивомери: Те откриват преминаването на магнитни поплавъци в течности или положението на движещи се части в резервоари.
Предимства и ограничения на рийд превключвателите и модулите KY-025/A3144
Предимства на рийд превключватели и производни модули
- Простота: Те не изискват сложна схема за основни задачи по превключване.
- Надеждност: Запечатаната му конструкция предпазва от прах, влага и окисляване.
- Ниска цена: Те са евтини и лесно подменяеми компоненти.
- Електрическа изолация: Идеален за разделяне на вериги с ниско и високо напрежение.
Ограничения на рийд превключвателите и как да ги смекчим
- Ограничен живот в сравнение със сензорите на Хол — въпреки че доброто покритие и подходящ вътрешен газ могат значително да го удължат.
- По-бавна реакция отколкото електронни сензори — не се препоръчва за много високи честоти или ултрабързи приложения.
- Механично износване Ако превключването е често, в тези случаи сензор на Хол (като A3144) е по-добър избор.
- Чувствителност към интензитет и разстояние на магнитното поле — регулирането на чувствителността на модули като KY-025 помага за преодоляване на това ограничение.
Как да изберете между рийд превключватели, превключватели на Хол и интегрирани модули
Подходящият избор зависи от конкретните нужди:
- за икономични и прости решения, за да се установи дали има магнит или не, подходящи са рийд контактът или модулът KY-025.
- В приложения на високи скорости и без механично износване, на A3144 по-удобно е.
- За да се получат както регулируеми аналогови, така и цифрови изходи, KY-025 осигурява по-голяма гъвкавост.
Практически пример за използване на рийд превключвател и KY-025 модул с Arduino
За да илюстрираме как да извлечем максимума от тези компоненти, нека видим как да изградим система за откриване на отваряне на прозорец с Arduino и модул KY-025:
- Свързване на KY-025: Pin + към 5V, GND към земя, D0 (цифров) към цифров пин и A0 (аналогов) към аналогов пин, ако искате пропорционални показания.
- Поставяне на магнита: Залепете магнита към подвижната част (врата/прозорец) и модула към рамката, подравнени така, че когато прозорецът е затворен, магнитното поле да действа върху магнитния контакт.
- Програмиране: Използвайте код, подобен на горния, за да активирате аларма, да включите светодиод или да изпратите известие, когато сензорът засече отваряне.
- Регулиране на чувствителността: Завъртете потенциометъра на модула KY-025, докато сензорът реагира правилно само когато вратата/прозорецът действително се отвори или затвори.
