Gli interruttori Reed sono elementi sottovalutati che spesso vengono dimenticati durante la progettazione dei dispositivi. In quali applicazioni funzionano meglio?
Gli ingegneri elettronici alle prime armi si chiedono cosa sia un interruttore reed e a cosa possa servire in pratica questo piccolo elemento di contatto. E quando se lo chiedono, altrettanto spesso si sbagliano: abbiamo probabilmente visto tutte le versioni della notazione come contracton, contractron. In un'epoca in cui i sensori magnetici e i sensori ottici miniaturizzati regnano sovrani, si tende a trascurare gli elementi più difficili da usare e delicati (spesso in vetro), eppure è sufficiente ricordare alcuni principi di base per far sì che i tubi lamellari economici servano in dispositivi pratici costruiti ogni giorno nei nostri laboratori. In questo articolo diamo un'occhiata più da vicino a questi interessanti e utili componenti, fornendo anche una serie di consigli pratici per il loro utilizzo.
Come si costruisce e come funziona un interruttore reed?
Un interruttore reed classico ha la forma di un piccolo manicotto di vetro con un diametro non superiore a qualche millimetro e una lunghezza solitamente di 20-30 mm. L'elemento è dotato di due conduttori assiali a forma di fili, annegati ermeticamente in entrambe le estremità del tubo. Alle derivazioni, all'interno del lume del tubo, sono attaccate due sottili piastre ferromagnetiche posizionate in modo tale da rimanere aperte quando vengono private di un campo magnetico esterno. L'avvicinamento di un magnete (o elettromagnete), cioè la comparsa di un campo magnetico esterno, crea una forza attrattiva tra le estremità libere delle due piastre di contatto. Se il campo è sufficientemente forte da magnetizzare le lastre metalliche, il circuito si chiude cortocircuitando le superfici di contatto. È importante che il materiale delle lamiere sia scelto in modo che la magnetizzazione sia impermanente, cioè scompaia quando il magnete viene allontanato o la corrente viene interrotta, nel caso di un elettromagnete.
Parametri e tipi di interruttori reed
Oltre ai semplici sensore reed con due contatti normalmente aperti (NO), esistono anche alcuni elementi speciali con contatti di commutazione (NO/NC), dotati di tre conduttori (uno NO, uno NC e un contatto comune, chiamato COM). La caratteristica comune della maggior parte degli interruttori reed è una capacità di trasporto della corrente e una tensione relativamente bassa; pertanto non è una buona idea caricare un interruttore reed collegandolo direttamente al circuito di alimentazione di un dispositivo con una maggiore richiesta di elettricità. La ragione si rivela prosaica: un carico troppo elevato sui contatti provoca un arco elettrico e può portare alla fusione permanente e irreversibile (cortocircuito) di entrambi i contatti.
Questo principio si applica anche ai cosiddetti relè reed - elementi che utilizzano contatti reed veloci ma delicati, che cooperano con la bobina chiusa in un unico involucro. In termini di principio generale di funzionamento, questi elementi non differiscono sostanzialmente dai normali relè, ma sono più adatti alla commutazione di circuiti delicati che lavorano con segnali a bassa tensione e corrente (ad esempio, nei circuiti audio o nei dispositivi di misura).
Applicazioni degli interruttori reed
Una delle applicazioni di base e più frequentemente menzionate degli elementi elettronici discussi sono i sistemi di allarme, installati nelle stanze. L'apertura di una finestra o di una porta può essere rilevata da un interruttore reed, che è un magnete permanente, montato ad esempio sul battente di una porta monitorata. Questo modo di rilevare l'accesso non autorizzato a un appartamento, a un ufficio o a un magazzino è efficace, ma di solito richiede una protezione aggiuntiva sotto forma del cosiddetto tamper loop, che in un certo senso integra le informazioni provenienti dai soli contatti NO/NC.
La coppia di fili aggiuntiva permette di distinguere lo stato di contatti cortocircuitati/sganciati (causati da effrazione) dal taglio dei fili che vanno dal sensore al pannello di controllo per rendere innocuo l'allarme. Gli interruttori reed sono talvolta utilizzati anche nei contatori di biciclette per contare i giri delle ruote (un magnete è montato su uno dei raggi e un interruttore reed in un involucro ermetico - sulla forcella della bicicletta). In ogni caso, ricordate di montare correttamente l'interruttore reed: nel caso di elementi in involucri di vetro, c'è il rischio di danneggiare l'involucro a causa di urti o sollecitazioni.
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