Spis treści:
Kontaktrony należą do niedocenianych elementów, o których często zapominamy podczas projektowania urządzeń. W jakich aplikacjach najlepiej się sprawdzą?
Początkujący elektronicy zastanawiają się, co to jest kontaktron oraz do czego może w praktyce posłużyć ten niewielki element stykowy. A gdy się zastanawiają, to równie często się mylą – widzieliśmy już chyba wszystkie wersje zapisu takie jak kontrakton, kontraktron i kontakton*. W dobie, w której królują czujniki magnetyczne i miniaturowe sensory optyczne zwykle pomijamy trudniejsze w zastosowaniu, delikatne (często szklane) elementy, a przecież wystarczy pamiętać o kilku podstawowych zasadach, by niedrogie rurki kontaktronowe mogły służyć w praktycznych urządzeniach budowanych na co dzień w naszych warsztatach. W tym artykule przyglądamy się bliżej tym interesującym i przydatnym komponentom, podajemy także szereg praktycznych porad, umożliwiających ich zastosowanie.
* źle!
Jak jest zbudowany i jak działa kontaktron?
Klasyczny kontaktron ma postać niewielkiej, szklanej tulejki o średnicy nieprzekraczającej kilku milimetrów i długości zwykle 20-30 mm. Element posiada dwa osiowe wyprowadzenia w postaci drucików, zatopionych hermetycznie w obu końcach rurki. Do wyprowadzeń, wewnątrz światła rurki, przymocowane są dwie cienkie, ferromagnetyczne blaszki umieszczone w taki sposób, by pozbawione zewnętrznego pola magnetycznego – pozostawały rozwarte. Zbliżenie magnesu (lub elektromagnesu), czyli pojawienie się zewnętrznego pola magnetycznego powoduje powstanie siły przyciągania pomiędzy wolnymi końcami obu blaszek stykowych. Jeżeli pole jest wystarczająco silne, aby odpowiednio mocno namagnesować blaszki, obwód ulega zamknięciu poprzez zwarcie powierzchni roboczych styków. Co ważne, materiał blaszek zostaje dobrany tak, by namagnesowanie było nietrwałe, tj. zanikało po oddaleniu magnesu lub wyłączeniu prądu, w przypadku elektromagnesu.
Parametry i rodzaje kontaktronów
Oprócz prostych kontaktronów rurkowych z dwoma stykami normalnie otwartymi (NO), istnieje także szereg specjalnych elementów ze stykami przełącznymi (NO/NC), posiadających trzy wyprowadzenia (jedno NO, jedno NC oraz styk wspólny, określany jako COM. Wspólną cechą większości kontaktronów jest natomiast stosunkowo niewielka obciążalność prądowa i wytrzymałość napięciowa – stąd nie jest najlepszym pomysłem obciążenie kontaktronu poprzez włączenie go bezpośrednio w obwód zasilania urządzenia o większym zapotrzebowaniu na energię elektryczną. Powód okazuje się prozaiczny – zbyt wysokie obciążenie styków powoduje powstawanie łuku elektrycznego i może doprowadzić do trwałego, nieodwracalnego stopienia (zwarcia) obu styków.
Zasada ta dotyczy także tzw. przekaźników kontaktronowych – elementów wykorzystujących szybkie, ale delikatne styki kontaktronowe, współpracujące z zamkniętą z nimi w jednej obudowie cewką. Pod względem ogólnej zasady działania elementy te nie różnią się zasadniczo od zwykłych przekaźników, lepiej nadają się jednak do przełączania delikatnych obwodów pracujących z sygnałami o niewielkim napięciu i natężeniu prądu (np. w obwodach audio lub urządzeniach pomiarowych).
Zastosowania kontaktronów
Jedną z podstawowych i najczęściej wymienianych aplikacji omawianych elementów elektronicznych są systemy alarmowe, montowane w pomieszczeniach. Otwarcie okna lub drzwi może być wykryte przez kontaktron, do czego służy magnes stały, zamontowany np. na skrzydle monitorowanych drzwi. Taki sposób detekcji nieuprawnionego dostępu do mieszkania, biura lub magazynu jest skuteczny, ale wymaga najczęściej dodatkowego zabezpieczenia w postaci tzw. pętli sabotażowej, która niejako uzupełnia informację, płynącą z samych styków NO/NC.
Dodatkowa para przewodów umożliwia rozróżnienie stanu zwarcia/rozwarcia styków (spowodowanego włamaniem) od przecięcia przewodów biegnących od czujnika do centralki w celu unieszkodliwienia alarmu. Kontaktrony bywają ponadto stosowane w licznikach rowerowych do liczenia obrotów koła (magnes jest montowany na jednej ze szprych, a kontaktron w hermetycznej obudowie – na widelcu roweru). W każdym przypadku należy pamiętać o odpowiednim zamocowaniu kontaktronu – w przypadku elementów w obudowach szklanych istnieje ryzyko uszkodzenia obudowy w wyniku uderzenia lub naprężenia.
