Kaj je trstično stikalo in kako delujeta A3144 in KY-025?

  • Trstično stikalo je mehansko stikalo, ki ga aktivirajo magnetna polja.
  • KY-025 ima integrirano trstično stikalo, nastavitev občutljivosti ter analogne in digitalne izhode.
  • Senzor A3144 uporablja Hallov efekt in ponuja večjo vzdržljivost in hitrost.

trstično stikalo

P trstično stikalo, skupaj z moduli, kot je npr. A3144 in KY-025, postavljajo trende v projektih »naredi sam«, avtomatizaciji doma, varnostnih sistemih in celo industrijskih aplikacijah. Zaradi svoje sposobnosti zaznavanja magnetnih polj in pretvorbe teh informacij v uporabne električne signale so te naprave postale bistvene komponente za tiste, ki iščejo praktične, zanesljive in cenovno dostopne rešitve. Verjetno ste že videli enega od njih v alarmih za vrata in okna, vendar njihova uporaba sega daleč preko tega.

V tem članku vam bom povedal Vse o trstičnih stikalih in sorodnih modulih, od njihovega principa delovanja do uporabe z mikrokrmilniki tipa Arduino, vključno z njihovimi konstrukcijskimi podrobnostmi, prednostmi, slabostmi in praktičnimi primeri. Poleg tega bom razložil, kako delujejo naprave, kot je KY-025 in A3144, in kako jih kar najbolje izkoristiti pri oblikovanju lastnih projektov. Če torej iščete celovit in dostopen vodnik, poln uporabnih in natančnih informacij, nadaljujte z branjem, saj je to za vas.

Kaj je trstično stikalo?

El trstično stikalo Gre za posebno vrsto stikala aktivira se z magnetnim poljemNjegovo delovanje je preprosto, a zelo učinkovito: sestavljen je iz dveh feromagnetnih kovinskih plošč, hermetično zaprtih v stekleni kapsuli. Te plošče, običajno sestavljene iz nikelj in železo, so poravnani tako, da se ob zadostnem magnetnem polju privlačijo in sklenejo vezje.

Glede na konfiguracijo trstičnih kontaktov je lahko trstično stikalo normalno odprto (NO) ali normalno zaprto (NC). V prvem se kontakti zaprejo, ko se magnet približa; v drugem pa se odprejo. Ta sistem je leta 1936 razvil WB Elwood v Bell Labsu, njegova uporaba pa se od takrat še naprej širi zaradi njegovega ... preprostost in zanesljivost.

Kako točno deluje trstično stikalo?

reed stikala

V stekleni kapsuli, dve feromagnetni plošči prekrivanje, pri čemer ostane majhna vrzel. Ko zunanje magnetno polje – ki ga zagotavlja magnet ali tuljava, ki ustvarja polje – deluje na stikalo, plošči pridobita nasprotna pola in se privlačita, kar sklene kontakt in omogoči pretok toka. Če polje odstranimo, ju elastičnost ponovno loči in vezje se odpre.

El zasnova je optimizirana za podaljšanje življenjske dobe kontaktovKontaktna površina je običajno prevlečena s trdimi kovinami, kot so rodij ali rutenij da se uprejo odrgninam zaradi večkratnega zapiranja. Poleg tega notranji plin v kapsuli (običajno dušik ali inertni plini ali celo vakuum v visokonapetostnih različicah) preprečuje oksidacijo in električno obločenje, kar prispeva k dolgoročna zanesljivost.

Uporaba trstičnega stikala v resničnem življenju

P reed stikala Uporabljajo se v številnih kontekstih zaradi svojih visoka zanesljivost in nizki stroški. Videli jih boste v varnostnih sistemih za vrata in okna, detektorjih odpiranja in zapiranja, elektronskih tehtalnih sistemih, merilnikih nivoja in pretoka ter celo v pralnih strojih, fotokopirnih strojih in domačih alarmih. široka uporaba je zaznavanje položaja brezkontaktno v motorjih ali vrtljivih mehanizmih, na primer v merilnikih hitrosti koles ali detektorjih ciklov v industrijski avtomatizaciji.

Razlike med trstičnimi stikali, Hallovimi stikali in moduli, kot sta A3144 in KY-025

Zlahka je zamenjati reed stikala s Hallovimi senzorji, kot so npr. A3144 ali z integriranimi moduli, kot je npr. KY-025Poglejmo, kako se razlikujejo:

  • Reed stikalo: To je mehansko stikalo Magnetno aktiviran. Za delovanje ne potrebuje napajanja; aktivira se le pod vplivom magnetnega polja in lahko preklopi majhne napetosti in tokovi neposredno.
  • Hallov senzor (npr. A3144): Uporabite a drugačno fizikalno načeloHallov efekt. Ko magnetno polje deluje pravokotno na tok, ki teče v polprevodniškem materialu, nastane prečna napetost. Hallovi senzorji A3144 spremenite to napetost v digitalni izhodni signal, idealno za branje z mikrokrmilnikom. Zahteva električno napajanje (običajno 3.3 V ali 5 V).
  • KY-025: To je modul ki združuje a trstično stikalo skupaj z drugimi elektronskimi komponentami (komparator, potenciometer, LED diode, upori). Omogoča vam prilagajanje občutljivosti in zagotavlja analogni in digitalni izhodi, kar omogoča integracijo s sistemi, kot je Arduino.

Notranje komponente in značilnosti modula KY-025

El KY-025 Je eden najbolj priljubljenih magnetnih stikalnih modulov med proizvajalci in ljubitelji elektronike. Sestavljen je iz:

  • Trstično stikalo 2x14 mm, normalno odprt
  • Un Dvojni diferencialni primerjalnik LM393
  • Un potenciometer za trimer (model 3296W-104) za nastavitev občutljivosti
  • Več uporov in dve indikatorski LED diodi
  • Štirje priključni priključki: napajanje, ozemljitev, analogni izhod in digitalni izhod

The Tehnične specifikacije Tipične značilnosti KY-025 so:

  • Delovna napetost: 3.3 V do 5 V
  • Izhodni tok primerjalnika: do 16 mA
  • Odhodi: analogni (A0) in digitalni (D0)
  • Velikost: 15 x 35.2 x 1.1 mm
  • teža: 3 gramov

Kako KY-025 deluje z mikrokrmilnikom, kot je Arduino?

Zahvaljujem se vam OblikovanjeKY-025 je zelo enostaven za povezavo in uporabo s ploščami, kot je Arduino:

  • Napajalni pin (+) do 5V Arduina
  • Ozemljitveni zatič (G) na ozemljitev Arduina
  • Analogni izhod (A0) iz modula na analogni pin A0 Arduina
  • Digitalni izhod (D0) na digitalni pin 3 Arduina

La digitalni izhod (D0) se aktivira (preide v visoko stanje), ko trstično stikalo zazna zadostno magnetno polje. To omogoča vklop LED diode, sprožitev alarma, beleženje dogodka itd. analogni izhod (A0) zagotavlja sorazmerno vrednost, ki jo je mogoče uporabiti za prilagajanje občutljivosti ali zaznavanje sprememb v jakosti magnetnega polja.

Primer kode za Arduino bi lahko bil:

int led = 13; int digitalniPin = 3; int analogniPin = A0; int digitalnaVal; int analognaVal; void setup(){ pinMode(led, IZHOD); pinMode(digitalniPin, VHOD); Serial.begin(9600); } void zanka(){ digitalnaVal = digitalnoRead(digitalniPin); if(digitalnaVal == HIGH){ digitalWrite(led, HIGH); } else { digitalWrite(led, LOW); } analognaVal = analognoRead(analogniPin); Serial.println(analognaVal); delay(100); }

Ta koda vam omogoča preverjanje delovanja KY-025, vklop LED diode ob zaznavi magneta in branje analognih vrednosti za nastavitev občutljivosti zahvaljujoč integriranemu potenciometru.

Senzor A3144: Digitalni Hallov senzor

El A3144 Gre za tri-terminalni Hallov senzor z digitalnim izhodom. Zasnovan je za zaznavanje prisotnosti magnetnih polj, vendar za razliko od trstičnega stikala nima gibljivih mehanskih delov. Njegovo delovanje temelji na zaznavanju potencialnih razlik, ki nastanejo v polprevodniku, ko teče tok in je nanj uporabljeno pravokotno magnetno polje.

Njegove glavne značilnosti so:

  • Napajanje od 3.3 V do 5 V
  • Zelo nizka poraba (v vrstnem redu miliamperov)
  • Digitalni izhod, združljiv z mikrokontrolerji (0V za nezadostno polje, Vcc za zadostno polje)
  • zelo hiter odziv
  • Visoka vzdržljivost zaradi "brezkontaktnega" delovanja

Idealen je za aplikacije, kjer je treba magnetna polja zaznati natančno in brez mehanske obrabe, na primer v števcih vrtljajev, senzorjih bližine ali kot zamenjava za običajna mehanska stikala. Če želite izvedeti več o drugih sorodnih komponentah, si oglejte to Članek o Hallovih senzorjih v HWLibre.

Kje se ti moduli uporabljajo v praksi?

Ne pretiravamo, če rečemo, da trstično stikalo Hallovi senzorji se nahajajo v številnih napravah. Njihova najpogostejša uporaba vključuje:

  • Senzorji odpiranja vrat in oken: V varnostnih in alarmnih sistemih ločitev magneta od senzorja zazna odpiranje dostopnih vrat.
  • Števci vrtljajev in ciklov: Z magnetom na kolesu, ki poteka pred senzorjem, je mogoče šteti vrtljaje ali meriti hitrost.
  • Industrijske aplikacije: zaznavanje položaja v strojih, avtomatizacija procesov, končna stikala v robotskih rokah itd.
  • Gospodinjski aparati: nadzor prisotnosti zaprtih vrat v pralnih strojih, hladilnikih, fotokopirnih strojih itd.
  • Merilniki pretoka in nivoja: Zaznavajo prehod magnetnih plovcev v tekočinah ali položaj gibljivih delov znotraj rezervoarjev.

Prednosti in omejitve trstičnih stikal in modulov KY-025/A3144

Prednosti trstičnih stikal in izpeljanih modulov

  • Preprostost: Za osnovne preklopne naloge ne potrebujejo zapletenega vezja.
  • Zanesljivost: Njegova zatesnjena konstrukcija ščiti pred prahom, vlago in oksidacijo.
  • Poceni: So poceni in enostavno zamenjajo komponente.
  • Električna izolacija: Idealno za ločevanje nizkonapetostnih in visokonapetostnih tokokrogov.

Omejitve trstičnega stikala in kako jih ublažiti

  • Omejen rok trajanja v primerjavi s Hallovimi senzorji – čeprav ga lahko dober premaz in primeren notranji plin znatno podaljšata.
  • Počasnejši odziv kot elektronski senzorji – niso priporočljivi za zelo visoke frekvence ali ultrahitre aplikacije.
  • Mehanska obraba Če je preklapljanje pogosto, je v teh primerih boljša izbira Hallov senzor (kot je A3144).
  • Občutljivost na intenzivnost in razdaljo magnetnega polja – prilagajanje občutljivosti modulov, kot je KY-025, pomaga premagati to omejitev.

Kako izbrati med trstičnimi stikali, Hallovimi stikali in integriranimi moduli

Ustrezna izbira je odvisna od posebnih potreb:

  • za ekonomične in preproste rešitveZa zaznavanje prisotnosti magneta ali ne sta primerna trstično stikalo ali modul KY-025.
  • V aplikacijah za visoke hitrosti in brez mehanske obrabeje A3144 je bolj priročno.
  • Za pridobitev nastavljivih analognih in digitalnih izhodov je KY-025 zagotavlja večjo vsestranskost.

Praktični primer uporabe trstičnega stikala in modula KY-025 z Arduinom

Da bi ponazorili, kako kar najbolje izkoristiti te komponente, si poglejmo, kako zgraditi sistem za zaznavanje odpiranja oken z Arduinom in modulom KY-025:

  1. Priključitev KY-025: Pin + na 5V, GND na ozemljitev, D0 (digitalni) na digitalni pin in A0 (analogni) na analogni pin, če želite proporcionalne odčitke.
  2. Postavitev magneta: Magnet pritrdite na gibljivi del (vrata/okno), modul pa na okvir, poravnano tako, da ob zaprtju okna magnetno polje deluje na trstično stikalo.
  3. Programiranje: Uporabite kodo, podobno zgornji, da aktivirate alarm, vklopite LED ali pošljete obvestilo, ko senzor zazna odpiranje.
  4. Prilagajanje občutljivosti: Potenciometer na modulu KY-025 obračajte, dokler se senzor ne odzove pravilno le, ko so vrata/okno dejansko odprta ali zaprta.
Schmittov sprožilec
Povezani članek:
Schmitt Trigger: vse, kar morate vedeti o tej komponenti

Začni pogovor

Pustite svoj komentar

Vaš e-naslov ne bo objavljen. Obvezna polja so označena z *

*

*

  1. Za podatke odgovoren: Miguel Ángel Gatón
  2. Namen podatkov: Nadzor neželene pošte, upravljanje komentarjev.
  3. Legitimacija: Vaše soglasje
  4. Sporočanje podatkov: Podatki se ne bodo posredovali tretjim osebam, razen po zakonski obveznosti.
  5. Shranjevanje podatkov: Zbirka podatkov, ki jo gosti Occentus Networks (EU)
  6. Pravice: Kadar koli lahko omejite, obnovite in izbrišete svoje podatke.