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Reed-Switches
Um componente de grande utilidade que pode ser usado como sensor em muitas aplicações mecatrônicas, robóticas e de automação é o reed-switch ou interruptor de lâminas. Veja, neste artigo, como ele funciona e como usá-lo como sensor na elaboração de sensíveis relés, ou ainda como comutador em circuitos de controle.
Newton C. Braga
Os reed-switches ou interruptores de lâminas consistem em dispositivos formados por um bulbo de vidro no interior do qual existem lâminas flexíveis feitas de materiais que podem sofrer a ação de campos magnéticos. O bulbo de vidro é cheio com um gás inerte de modo a evitar a ação corrosiva do ar sobre as lâminas, o que afetaria o contacto elétrico em pouco tempo.
Na sua versão mais simples temos duas lâminas, montadas conforme mostra a figura 1.
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Nas condições normais, as lâminas estão separadas e nenhuma corrente pode circular através do componente. Ele opera como uma chave aberta. Aproximando-se um ímã permanente do dispositivo, veja a figura 2 , a ação do campo magnético faz com que as lâminas se magnetizem e com isso se atraiam, unindo-se. Nestas condições, o contato elétrico é fechado.
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Em outras palavras, o reed-switch abre e fecha seus contatos conforme a ação de um campo magnético externo.
É importante observar que para termos uma ação apropriada das lâminas fechando os contatos, o campo magnético precisa ser corretamente orientado. Se o campo não magnetizar as lâminas de modo que elas se atraiam, não há a atuação da chave. Na figura 3 indicamos as posições corretas que devem ser usadas para que ímãs permanentes acionem um reed-switch.
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Além do tipo básico com duas lâminas, podemos encontrar reed-switches que funcionam como chaves reversíveis. Assim, no tipo apresentados na figura 4 a ação é de uma chave de 1 pólo x 2 posições.
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Quando não há campo magnético externo atuando sobre o dispositivo, o contato C (comum) permanece ligado ao NF (normalmente fechado), como num relé. Quando aplicamos um campo magnético, as lâminas se mangetizam e o movimento do contato C é no sentido de encostar no contato NA (normalmente aberto). Temos, então, a comutação do circuito externo.
Como usar um reed-switch?
Os reed-swtiches comuns são dispositivos de baixa corrente. Os tipos usuais são especificados para controlar correntes que não vão muito além dos 200 mA.
Assim, nunca devemos empregar esses componentes para controlar diretamente cargas de maior potência como motores, solenóides, e lâmpadas cujas correntes sejam maiores do que os valores indicados.
Para controlar uma carga maior temos duas possibilidades, que são ilustradas na figura 5.
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Numa delas, usamos o reed-switch para controlar um relé cujos contatos possam suportar a corrente drenada pela carga que deve ser controlada. N0a outra usamos o reed-switch para comutar um transistor ou outro semicondutor que tenha a carga controlada no seu coletor. O resistor de polarização do componente determina a corrente através do reed-switch.
As tensões máximas que esse componente suporta quando os contatos estão abertos também não é das mais elevadas. Em geral eles não devem ser usados com tensões acima de uns 50 V, tipicamente. Para valores maiores, as especificações do componente devem ser consultadas.
Finalmente, o reed-switch é um componente que tem uma velocidade de resposta relativamente alta. Podemos usá-lo para abrir e fechar os contatos rapidamente pela passagem de um campo magnético rápido.
Isso permite que ele seja utilizado como sensor de rotações ou de movimento, conforme exibe a figura 6.
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A cada volta do volante, o pequeno ímã passa diante do reed-switch acionando-o. Com isso, é produzido um pulso que vai para um contador de revoluções. Até mais de 100 voltas por segundo podem ser contadas com um sensor deste tipo.
Aplicações Práticas
Podemos usar os reed-switches em diversos circuitos interessantes para aplicações em mecatrônica. Vamos dar exemplos:
a) Reed-relé
Enrolando fio esmaltado em torno de um reed-switch de modo a formar uma bobina podemos elaborar um sensível relé, conforme mostra a figura 7.
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A sensibilidade do relé dependerá do número de espiras. Para termos um relé sensível de 6 V, por exemplo, sugerimos enrolar pelo menos 500 voltas de f0io esmaltado fino (32 ou 34 AWG).
Esse relé pode ser acionado por circuitos sensiveis de sensores, como o exemplificado na figura 8 , com a vantagem de isolar o circuito de acionamento do circuito acionado.
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Apenas lembramos que a carga controlada não deverá consumir mais do que uns 200 mA, se for usado um reed-switch comum de baixa corrente.
b) Sensor de corrente
Enrolando algumas voltas de fio grosso (24 a 28 AWG) em torno de um reed-switch, conforme
A freqüência dos pulsos do circuito é dada pela rotação do objeto. Podemos integrar esses pulsos e obter uma tensão proporcional para indicação num instrumento comum, como um miliamperímetro.
A saída deste circuito é compatível tanto com lógica TTL quanto CMOS.
Conclusão
Reed-switches são fáceis de obter e baratos. O leitor pode elaborar muitos dispositivos interessantes usando essas chaves como sensores, comutadores ou relés.
Neste artigo vimos apenas algumas das muitas aplicações existentes para esses úteis componentes.
*Originalmente publicado na revista Mecatrônica Fácil - Ano 6 - Edição 36 - Set/Out/
