Reed-rele


reed_relay_switch1.jpg
Kuva 1. Reed-rele ja -kytkin.
Reed-rele (tunnetaan myös kielireleenä) on sähkömekaaninen kytkin, jota ohjataan sähkövirralla. Reed-releitä käytetään nopeaa kytkentää vaativissa sovelluksissa, joissa ei tarvita suurta virrankestoa. Reed-rele eroaa tavallisesta releestä siten, että kontaktipinnat ovat lasiputken sisällä suojassa hapettumiselta ja kontaktit ovat galvaanisesti erotettu ohjaussignaalista.

Rakenne


reed_relay_switch2.jpg
Kuva 2. Reed-kytkimen kielet ja releen käämi.

Reed-rele koostuu kahdesta osasta, reed-kytkimestä ja käämistä [1] . Reed-kytkimessä on lasiputken sisällä kaksi liuskaa, jotka magnetoituvat ja kytkeytyvät toisiinsa magneettikentän läheisyydessä. Käämin sisällä käytetään ferromagneettista ainetta, kuten rautaa, vahvistamaan magneettikentän voimakkuutta, jolloin ohjausvirta voidaan pitää pienenä. Nämä komponentit sijoitetaan saman kotelon sisään joka on usein muovia. Usein muovikoteloon myös mukaan valetaan hartsia, joka suojaa kosteudelta ja estää komponentteja liikkumasta toistensa suhteen. Reed-rele on mahdollista mahduttaa myös IC-piirien kanssa usein käytettyyn keraamiseen DIP (Dual In-line Package) -kotelointiin.

Toimintaperiaate


Relettä ohjataan käämin läpi kulkevan virran avulla. Syötettäessä virtaa käämiin muodostuu käämistä ja sen sisällä olevasta ferromagneettisesta aineesta sähkömagneetti. Tällä sähkömagneetilla saadaan luotua magneettikenttä kytkinkärkien lähelle, jotka magnetoivat ja kytkeytyvät toisiinsa. Käämin ohjausjännite vaihtelee tyypillisesti 5-24 VDC välillä ja ohjausvirta 5 - 50 mA releen mallista riippuen. Reed-rele toimii selvästi nopeammin kuin tavallinen rele [2] , mikä johtuu liikkuvan massan pienuudesta suhteessa tavalliseen releeseen. Toimintanopeutta rajoittaa kytkinkärkien liikkumisen lisäksi käämin induktanssi.

Käyttökohteet


Reed-releitä käytetään ohjaussignaalien tuottamiseen, koska niiden virrankesto ei ole suuri, tyypillisesti vain 0,5 - 1 A. Rajakytkinkäytössä reed on omiaan, koska se ei vaadi fyysistä kontaktia Hall-anturin tavoin. Hall-anturiin verrattuna etuna on huomattavasti yksinkertaisempi kytkentä, mutta huomioonotettava seikka on kytkinkärkien kuluminen joka kytkentäkerralla. Liikkuvia osia sisältävä reed-rele ei kestä suuria kiihtyvyyksiä eikä tärinää. Kytkinkärkien jännitekesto on tyypillisesti 100-200 V, mutta myös useita kilovoltteja kestäviä releitä valmistetaan [3] , joilla saavutetaan jopa 50 W tehonkesto. Reed-releellä voidaan myös erottaa ohjaava piiri ohjattavasta kytkennästä galvaanisesti.

Reed-kytkin


Reed-kytkin muodostuu kahdesta yleensä hopealla päällystetystä [4] ferromagneettisesta kielestä, jotka on suljettu hermeettisesti lasiputkeen. Lasiputki täytetään usein inertillä kaasulla kuten typellä, mutta joskus lasiputken sisällä on tyhjiö. Tämä lisää reed-kytkimen elinikää huomattavasti ehkäisemällä kytkinkärkien hapettumista. Riittävän suurelle magneettikenttälle altistettaessa reed-kytkimen kielet magnetoituvat ja napsahtavat toisiinsa kiinni. Tämä tapahtuu hyvin nopeasti, jopa alle yhdessä millisekunnissa. Magneettikentän pientyessä kielet erkanevat toisistaan hieman hitaammin kuin kytkennässä. Saman lasiputken sisällä voi olla useampia kielipareja rinnakkain. Reed-kytkimistä löytyy myös vaihtokoskettimillisia versioita.

Esimerkkikomponentti


Esimerkkikomponentin ostin Bebekiltä hintaan 2,50 e. Releessä on kaksi erillistä kytkinparia, joita ohjataan 12 V jänniteellä. Ostin myös erillisen reed-kytkimen, 1 e, jonka lasikuoren läpi pystyy havainnoimaan (kuva 2.), kuinka lähellä kytkinkärjet ovat toisiaan. Kytkimen virrankestoisuus on luultavasti parin ampeerin luokkaa, koska kytkimen johtimet ovat järeät oloiset.
  1. ^ Wikipedia: Rele (osio Reed rele) http://fi.wikipedia.org/wiki/Rele#Reed_rele [viitattu 5.2.2010]
  2. ^ http://koti.mbnet.fi/erkkak/elektroniikka/releet.pdf [viitattu 4.2.2010]
  3. ^ Cynergy3, Reed relays, High Voltage http://www.cynergy3.com/product.aspx?id=9 [viitattu 4.2.2010]
  4. ^ Wikipedia: Reed switch, Description http://en.wikipedia.org/wiki/Reed_switch#Description [viitattu 5.2.2010]