מהו מתג ריד וכיצד הוא פועל?

אם תבקרו במפעל מודרני ותצפו באלקטרוניקה המדהימה בפעולה בתא הרכבה, תראו מגוון חיישנים בתצוגה. לרוב החיישנים הללו חוטים נפרדים לאספקת מתח חיובית, הארקה ואות. הפעלת חשמל מאפשרת לחיישן לבצע את עבודתו, בין אם זה תצפית על נוכחות מתכות פרומגנטיות בקרבת מקום או שליחת קרן אור כחלק ממערכת האבטחה של המתקן. המתגים המכניים הצנועים שמפעילים חיישנים אלה, כמו מתג ה-Reed, זקוקים רק לשני חוטים כדי לבצע את עבודתם. מתגים אלה מופעלים באמצעות שדות מגנטיים.

מהו מתג ריד?

מתג הריד נולד בשנת 1936. הוא היה פרי מוחו של וו.ב. אלווד ממעבדות בל טלפון, והוא קיבל את הפטנט שלו בשנת 1941. המתג נראה כמו קפסולת זכוכית קטנה שמכל קצהו חוטי חשמל בולטים.

איך עובד מתג ריד?

מנגנון המיתוג מורכב משני להבים פרומגנטיים, המופרדים על ידי מספר מיקרונים בלבד. כאשר מגנט מתקרב להבים אלה, שני הלהבים מושכים זה אל זה. לאחר נגיעה, הלהבים סוגרים את המגעים הפתוחים בדרך כלל (NO), ומאפשרים לזרימת חשמל. חלק ממתגי ה-Rid מכילים גם מגע לא פרומגנטי, היוצר פלט סגור בדרך כלל (NC). מגנט מתקרב ינתק את המגע ויתרחק ממגע המיתוג.

מגעים עשויים ממגוון מתכות, כולל טונגסטן ורודיום. סוגים מסוימים אף משתמשים בכספית, אשר יש לשמור עליה בכיוון הנכון כדי לעבור בצורה נכונה. מעטפת זכוכית מלאה בגז אינרטי - בדרך כלל חנקן - אוטמת את המגעים בלחץ פנימי תחת אטמוספירה אחת. איטום מבודד את המגעים, מה שמונע קורוזיה וכל ניצוצות שעלולים לנבוע מתנועת המגעים.

יישומי מתג ריד בעולם האמיתי

תמצאו חיישנים בפריטים יומיומיים כמו מכוניות ומכונות כביסה, אבל אחד המקומות הבולטים ביותר שבהם מתגים/חיישנים אלה פועלים הוא באזעקות פריצה. למעשה, אזעקות הן יישום כמעט מושלם לטכנולוגיה זו. חלון או דלת ניידים מכילים מגנט, והחיישן נמצא על הבסיס, ומעביר אות עד להסרת המגנט. עם פתיחת החלון - או אם מישהו חותך את החוט - תישמע אזעקה.

בעוד שאזעקות פריצה הן שימוש מצוין למתגי ריד, התקנים אלה יכולים להיות קטנים אף יותר. מתג מיניאטורי יתאים למכשירים רפואיים הנבלעים המכונים PillCams. לאחר שהמטופל בולע את הגשושית הזעירה, הרופא יכול להפעיל אותה באמצעות מגנט מחוץ לגוף. עיכוב זה חוסך באנרגיה עד שהגשוש ממוקם בצורה נכונה, מה שאומר שהסוללות המובנות יכולות להיות קטנות אף יותר, מאפיין קריטי במשהו שנועד לנוע דרך מערכת העיכול של האדם. מלבד גודלן הקטן, יישום זה גם ממחיש עד כמה הן יכולות להיות רגישות, שכן חיישנים אלה יכולים לקלוט שדה מגנטי דרך בשר אדם.

מתגי ריד אינם דורשים מגנט קבוע כדי להפעיל אותם; ממסר אלקטרומגנט יכול להפעיל אותם. מאחר שמעבדות בל פיתחו בתחילה את המתגים הללו, אין זה מפתיע שתעשיית הטלפונים השתמשה בממסרי ריד לתפקודי בקרה וזיכרון עד שהכל הפך דיגיטלי בשנות ה-90. סוג זה של ממסר כבר אינו מהווה את עמוד השדרה של מערכת התקשורת שלנו, אך הוא עדיין נפוץ ביישומים רבים אחרים כיום.

יתרונות ממסרי ריד

חיישן אפקט הול הוא התקן במצב מוצק שיכול לזהות שדות מגנטיים, והוא אלטרנטיבה אחת למתג ריד. אפקטי הול בהחלט מתאימים ליישומים מסוימים, אך מתגי ריד כוללים בידוד חשמלי עדיף בהשוואה למקבילים במצב מוצק, והם מתמודדים עם התנגדות חשמלית פחותה עקב מגעים סגורים. בנוסף, מתגי ריד יכולים לעבוד עם מגוון מתחים, עומסים ותדרים, מכיוון שהמתג מתפקד בפשטות כחוט מחובר או מנותק. לחלופין, תזדקקו למעגל תומך כדי לאפשר לחיישני הול לבצע את עבודתם.

מתגי ריד (Reed) מתאפיינים באמינות גבוהה במיוחד עבור מתג מכני, והם מסוגלים לתפקד במשך מיליארדי מחזורים לפני כשל. בנוסף, בשל המבנה האטום שלהם, הם יכולים לפעול בסביבות נפיצות שבהן ניצוץ עלול לגרום לתוצאות הרסניות. מתגי ריד אולי טכנולוגיה ישנה יותר, אך הם רחוקים מלהיות מיושנים. ניתן להרכיב חבילות המכילות מתגי ריד על מעגלים מודפסים (PCBs) באמצעות מכונות אוטומטיות של הרמת מעגלים (Pick-and-Place).

ייתכן שהבנייה הבאה שלכם תדרוש מגוון מעגלים משולבים ורכיבים, שכולם הופיעו לראשונה בשנים האחרונות, אך אל תשכחו את מתג ה-reed הצנוע. הוא משלים את תפקיד המיתוג הבסיסי שלו בצורה פשוטה להפליא. לאחר למעלה מ-80 שנות שימוש ופיתוח, אתם יכולים לסמוך על העיצוב המוכח והאמין של מתג ה-reed שיעבוד באופן עקבי.