Sakelar Buluh 101

WB Ellwood menemukan Reed Switch di Bell Telephone Laboratories pada tahun 1936. Pada tahun 1940-an, Reed Switch mulai diminati sebagai sensor dan relai Reed. Di sana, Reed Switch digunakan dalam berbagai aplikasi stepping/switch, peralatan elektronik, dan pengujian. Western Electric mulai menggunakan relai Reed pada akhir tahun 1940-an di stasiun switching telepon kantor pusat mereka, dan masih digunakan di beberapa area hingga saat ini. Reed Switch memainkan peran yang cukup penting dalam perkembangan teknologi telekomunikasi. Selama bertahun-tahun, berbagai produsen bermunculan dan umumnya menghasilkan produk berkualitas baik dan andal yang berkontribusi pada pertumbuhan signifikan teknologi telekomunikasi saat ini.

Saat ini, teknologi Reed Switch digunakan di berbagai bidang seperti telekomunikasi, otomotif, peralatan keamanan, serta teknologi pengujian dan pengukuran. Contoh penerapan reed switch adalah untuk mendeteksi bukaan pintu, ketika digunakan sebagai proximity switch untuk alarm pencuri. Reed switch memiliki tingkat pertumbuhan yang sangat pesat, bahkan sedemikian rupa sehingga produksi dunia tidak dapat memenuhi permintaan. Reed Switch dapat digunakan di hampir semua lingkungan karena kedap udara (kedap udara). Meskipun strukturnya sederhana, proses manufakturnya menggunakan banyak teknologi.

Kunci kualitas dan keandalannya adalah segel kedap udara antara kaca dan logam. Kaca dan logam yang digunakan harus memiliki koefisien muai linier yang sangat presisi (mengacu pada perubahan relatif panjang material per derajat perubahan suhu) agar tidak retak yang mengakibatkan segel yang buruk. Selama bertahun-tahun, ukuran Reed Switch telah menyusut dari sekitar 50 mm (2 inci) menjadi 6 mm (0,24 inci). Ukuran yang lebih kecil ini telah membuka lebih banyak aplikasi.

Fitur

• Resistansi kontak (resistansi aktif) tipikal 50 miliOhm (mΩ)
• Dalam keadaan mati, tidak memerlukan daya atau sirkuit
• Kemampuan untuk menawarkan fitur penguncian
• Waktu operasi dalam kisaran 100 μs hingga 300 μs
• Kemampuan untuk beroperasi pada rentang suhu ekstrim dari –40 oC hingga 80 oC
• Kemampuan untuk beroperasi di semua jenis lingkungan termasuk udara, air, vakum, minyak, bahan bakar, dan atmosfer yang penuh debu
• Umur panjang. Tanpa komponen yang aus, pengalihan beban di bawah 5 Volt pada 10 mA, akan beroperasi dengan baik hingga miliaran operasi.

Kapan sakelar buluh sebaiknya digunakan?

Sakelar buluh berbiaya rendah dan sangat serbaguna. Sakelar ini sangat cocok digunakan dengan PLC dan perangkat logika lainnya. Seringkali dilengkapi dengan rangkaian pembatas arus bawaan, memberikan perlindungan terhadap lonjakan arus yang umum terjadi pada PLC dan kabel panjang. Lonjakan arus besar yang umum terjadi pada beban induktif dapat sangat membatasi masa pakai sakelar.

Beberapa kesalahpahaman umum

1. Sakelar buluh memerlukan sertifikat area berbahaya dari ATEX, CSA, atau IECEX: Sakelar buluh diklasifikasikan sebagai peralatan sederhana yang dapat digunakan di Zona 1 atau lebih tinggi asalkan sakelar tersebut mengalihkan kurang dari 1,2V, 0,1A, 25 mW
2. Sakelar buluh akan bekerja tanpa batas, mereka adalah perangkat mekanis dengan jumlah siklus terbatas: Masa pakainya akan bergantung pada frekuensi yang diperlukan, voltase dan arus yang dialihkan, serta tingkat getaran yang dialami.
3. Sakelar buluh pada papan meter tidak dapat dihubungkan secara eksternal dengan sumber DC: Sakelar buluh dapat mengalihkan tegangan yang lebih tinggi tetapi akan memperpendek umur sakelar.

Buluh rata-rata

Sakelar Reed terdiri dari dua bilah feromagnetik yang biasanya terbuat dari besi dan nikel. Bilah-bilah ini tertutup rapat dalam kapsul kaca. Bilah-bilah tersebut saling tumpang tindih di dalam kapsul kaca, dengan celah di antaranya. Bilah-bilah ini saling bersentuhan ketika terdapat medan magnet yang sesuai. Area kontak antara bilah-bilah ini biasanya dilapisi atau disputter (deposit logam pada permukaan dengan menggunakan ion cepat untuk mengeluarkan partikelnya dari target) dengan logam keras seperti Rhodium atau Ruthenium. Kekerasan logam-logam ini berkontribusi pada umur panjang Sakelar Reed jika kontak-kontak ini tidak kelebihan beban. Di dalam kapsul terdapat gas, yang biasanya berupa Nitrogen atau gas inert yang setara. Pada beberapa Sakelar Reed, sakelar ini memiliki vakum internal untuk meningkatkan kemampuannya dalam mengalihkan dan menahan tegangan tinggi. Bilah-bilah tersebut bertindak sebagai konduktor fluks magnet ketika terpapar medan magnet eksternal dari magnet permanen atau kumparan elektromagnetik. Kutub-kutub dengan polaritas yang berlawanan terbentuk dan kontak-kontak menutup ketika gaya magnet melebihi gaya pegas bilah-bilah reed. Ketika medan magnet eksternal berkurang sehingga gaya antar-reed lebih kecil daripada gaya pemulih bilah-bilah reed, kontak-kontak akan terbuka. Sakelar Reed yang dijelaskan di atas adalah Reed 1 Form A (normal terbuka) atau Single Pole Single Throw (SPST).

Menutup kontak sakelar buluh

Umumnya ada dua cara untuk menutup kontak Reed Switch. Pertama, menggunakan magnet permanen (seperti diagram A di bawah). Kedua, menggunakan kumparan yang dililit tembaga (lihat diagram B di bawah).

Ketika magnet permanen didekatkan ke Reed Switch, setiap reed akan termagnetisasi dengan polaritas magnet yang menarik. Ketika medan magnet eksternal menjadi cukup kuat, gaya tarik magnet akan menutup bilah-bilahnya. Bilah-bilah reed dianil dan diproses untuk menghilangkan retensi magnetik. Ketika medan magnet dihilangkan, medan magnet pada bilah-bilah reed juga akan menghilang. Jika terdapat sisa magnet pada bilah-bilah reed, karakteristik Reed Switch akan berubah. Pemrosesan dan anil yang tepat jelas merupakan langkah penting dalam pembuatannya.

Catatan aplikasi penting

• Permintaan arus dan tegangan beban TIDAK BOLEH melebihi nilai arus dan tegangan sakelar. Untuk tegangan DC, selalu perhatikan polaritasnya. Tegangan harus 5 – 120 VAC/VDC dan arus harus maksimal 4 watt.
• Sakelar buluh tidak dapat dihubungkan langsung ke catu daya tanpa beban seri. Hal ini akan merusak sakelar.
• Jangan pernah menguji sakelar dengan bola lampu filamen. Arus masuk yang tinggi akan menyebabkan kerusakan atau kegagalan dini.
• Ada tiga jenis beban: Resistif (PC atau PLC), Kapasitif (kabel panjang), dan Induktif (solenoid).
• Selalu jaga area di sekitar sakelar tetap bersih dan bebas debu.
• Sakelar buluh tidak memiliki fitur penahan lonjakan arus bawaan. Saat menggunakan sakelar untuk mengaktifkan solenoid atau beban induktif apa pun, selalu gunakan versi penahan lonjakan arus dari solenoid dan/atau konektor penahan lonjakan arus. Tanpa tindakan pencegahan ini, lonjakan induktif yang besar dapat sangat membatasi masa pakai sakelar.
• Gunakan sakelar hanya untuk memberi sinyal akhir langkah. Jangan hanya mengandalkan sakelar untuk menghentikan piston di tengah langkah.
• Sakelar buluh dilengkapi dengan lampu indikator. Lampu tersebut selalu menunjukkan tegangan keluaran dari sakelar.

Memperpanjang umur Reed Switch Anda

Ada beberapa cara untuk memperpanjang umur sakelar buluh. Sakelar buluh adalah perangkat mekanis, biasanya terbuka, tetapi dua bilah feromagnetik, yang disegel dengan gas inert dalam ruang kaca, akan menutup ketika magnet di rotor melewati dan mengalirkan arus. Idealnya, untuk memaksimalkan umur sakelar buluh, pelanggan harus membatasinya hingga sakelar di bawah 5V pada 10 mA. Perubahan suhu juga akan memengaruhi umur sakelar buluh karena perubahan suhu yang cepat akan memecahkan bodi kaca. Berikut ini adalah beberapa hal yang dapat dilakukan untuk memaksimalkan umur sakelar buluh:

1. Tegangan switching di bawah 5V
2. Arus pada 10 mA
3. Minimalkan getaran yang dapat memecahkan badan kaca
4. Batasi perubahan suhu di bawah 18°F/menit (10°C/menit)
5. Frekuensi pulsa juga akan membatasi masa pakai sakelar - biasanya dua miliar pulsa dalam kondisi ideal.

Misalnya, FLOMEC® OM025 memiliki frekuensi tertinggi dari semua meter kami pada laju aliran maksimum 67 Hz. Ini berarti jika berjalan mendekati laju aliran maksimum yang ditentukan secara terus-menerus, sakelar buluh akan memiliki masa pakai yang diharapkan 1 tahun untuk 2 miliar pulsa. Cara untuk mengatasi hal ini adalah dengan menentukan meter yang lebih besar dengan frekuensi yang lebih rendah pada awalnya, atau beralih ke sensor efek Hall (untuk informasi lebih lanjut tentang Sensor Efek Hall klik di sini) yang secara teoritis tidak dibatasi oleh frekuensi. Perhatikan bahwa kami tidak menyarankan untuk menjalankan pada 100% dari rentang laju aliran meter karena keausan bantalan rotor akan berlebihan, kami akan merekomendasikan meter untuk berjalan terutama di bawah 80% dari rentang penuh - masa pakai sakelar buluh 18 bulan. Jadi seperti yang Anda lihat, masa pakai sakelar buluh berada dalam batas penggunaan yang diharapkan jika mereka berjalan mendekati rentang laju aliran penuh. Tegangan switching atau arus yang lebih tinggi atau perubahan suhu yang cepat juga akan berkontribusi pada kegagalan dini.

Kami harap artikel techcorner tentang sakelar buluh ini informatif. Untuk bantuan terkait apa pun yang dibahas dalam artikel ini atau pengukuran aliran secara umum, kami memiliki banyak sumber daya untuk membantu Anda. Hubungi kami untuk informasi lebih lanjut.