Внешне геркон больше напоминает советский германиевый диод. Человек, незнакомый с этой деталью, едва ли догадается, что этот крохотный предмет относится к классу реле. Но если присмотреться к содержимому и разобраться в том, какие бывают герконы, все вопросы исчезнут.
Что такое геркон
Геркон представляет собой разновидность реле. Слово «геркон» – это сокращение от слов «герметизированный контакт». В этом и заключается основная особенность этого электронного прибора.
В обычных электромагнитных реле имеются подвижные и неподвижные металлические контакты. Между ними находится воздушный промежуток. При их замыкании или размыкании образуется электрическая дуга. В качестве проводника выступает воздух, находящийся между контактами. Образование дуги портит контакты и сокращает срок службы реле.
Геркон работает похожим образом, однако выводы находятся в среде инертного газа. По этой причине зажжение дуги невозможно. Следовательно, контакты герконового реле не подгорают, что увеличивает срок службы электронного прибора.
Устройство детали
Датчик геркон выглядит как небольшая стеклянная трубочка из зеленого полупрозрачного стекла. С двух сторон имеются проволочные выводы. Они позволяют припаять деталь к плате или подсоединить к ней провода. Существуют и трехконтактные модели.
Внутри стеклянной трубочки есть полость с безвоздушной средой. В полости находятся контакты, которые подключены к выводам прибора, находящимся снаружи. Такая деталь не имеет полупроводников. Поэтому она может работать на переменном токе.
Герконы довольно разнообразны по размерам. Небольшие модели имеют длину 10-15 мм. Более крупные бывают размером с ладонь.
Это интересно! Существует тенденция к уменьшению габаритных размеров герконов. В 2017 году американская компания «Hermetic Switch Inc» выпустила в серийное производство деталь с длиной трубки 4,01 мм. Достижения в этой области есть и у японских производителей. Компания «OKI» в 2005 году заявила о выпуске опытного образца с длиной колбы 2 мм. Однако широкого распространения данные детали пока что не получили.
Виды контактов
Герконы имеют схожую с другими видами реле классификацию. С точки зрения состояния контактов, существуют следующие модели:
- С нормально замкнутыми контактами. Если поднести магнит, выводы прибора размыкаются.
- С нормально разомкнутыми контактами. Если поднести магнит, выводы замкнутся.
- С переключающимися контактами. Если магнит рядом, замкнута одна группа выводов. Если магнит убрать, первая группа сработает на размыкание, но замкнется вторая.
По устройству контактов герконы делятся на 2 вида:
- С сухими контактами. Выполнены из твердого металла.
- Со смоченными контактами. Внутри имеется капля ртути. Она уменьшает переходное сопротивление прибора и исключает дребезг контактов.
С точки зрения внутренней среды существует 2 типа приборов:
- Внутри трубки находится инертный газ (обычно азот).
- Внутри создана вакуумированная среда. Такой герконовый выключатель применяют в схемах с высоким напряжением, включая 220 вольт и выше.
Принцип работы геркона
Контакты срабатывают под воздействием магнитного поля. Его источником обычно служит постоянный или управляемый электрический магнит.
Поле от магнита беспрепятственно проникает через стекло в герметичную полость. Попав внутрь, оно взаимодействует с металлическими контактами прибора.
Магнитное поле приводит их в движение, тем самым замыкая или размыкая электрическую цепь, подключенную к выводам детали. Поэтому, чтобы проверить работоспособность такого реле, достаточно поднести к нему любой магнит.
На замыкание и размыкание контактов требуется некоторое время их намагничивания. Оно исчисляется единицами миллисекунд, поэтому на практике обычно не учитывается. В большинстве случаев допустимо считать, что геркон срабатывает сразу в момент попадания в магнитное поле.
Технические параметры выбора
При выборе следует учесть ряд технических характеристик этого прибора. К основным из них относятся:
- коммутационная способность по току,
- максимальное напряжение,
- напряжение пробоя промежутка между контактами,
- переходное сопротивление контактов,
- предельная мощность нагрузки, которую можно подключить к выводам герметизированного контакта,
- время замыкания и размыкания прибора,
- напряженность поля, при которой сработает геркон.
Дополнительная информация! Переходное сопротивление контактов способно увеличиваться по мере их выработки. Также оно зависит от силы магнитного поля, действующего на геркон, и его положения в пространстве.
Как управлять герконом
Герконы замыкают (размыкают) контакты при воздействии магнитного поля. В качестве источника поля обычно служит постоянный или электрический магнит.
Если речь идет о постоянном магните, то геркон находится в замкнутом состоянии, когда магнит рядом. Если отвести его в сторону на 5-7 мм, контакты прибора разомкнутся.
В случае с электрическим магнитом ничего двигать не надо. Трубка геркона располагается внутри катушки электромагнита. Когда на него подается напряжение, образуется магнитное поле. Оно удерживает выводы в замкнутом состоянии. Если с электромагнита убрать напряжение, поле пропадет, и выводы разомкнутся.
Достоинства и недостатки
Как и любые электронные компоненты, герконы имеют достоинства и недостатки. Преимущества:
- повышенная износоустойчивость,
- компактные габаритные размеры относительно обычных реле,
- отсутствие собственных шумов и искажений сигналов,
- контакты изолированы от пыли внешней среды.
Недостатки:
- неспособность работать в условиях посторонних магнитных полей,
- самопроизвольное размыкание и залипание контактов при больших токах,
- хрупкость, непереносимость вибраций,
- повышенный дребезг контактов из-за их упругости.
Расшифровка маркировки
На принципиальных электрических схемах геркон имеет обозначение круга с нормально разомкнутыми или нормально замкнутыми контактами. Символ напоминает обыкновенную кнопку, заключенную в окружность.
В технической документации геркон имеет маркировку из букв и цифр. Для обозначений большинства подобных приборов справедливо следующее:
- 1-й символ – наименование детали (МК – магнитоуправляемый контакт),
- 2-й символ – тип контактов (А – замыкающие, В – размыкающие)
- 3-й символ – буква «Р» указывается только на приборах со ртутью,
- 4-й символ – длина колбы в миллиметрах (двухзначное число),
- 5-й символ – функциональная особенность прибора (1 – малой и средней мощности, 2 – повышенной мощности),
- 6-й символ – порядковый номер разработки.
Для примера можно разобрать модель МКА-14103:
- МК – магнитоуправляемый контакт,
- А – замыкающий,
- буква «Р» отсутствует, значит без ртути,
- 14 – длина колбы 14 мм.
- 1 – малая или средняя мощность,
- 03 – порядок разработки (бесполезен на практике).
Простые примеры использования в быту
Геркон – простая деталь, поэтому радиолюбители охотно собирают на ней различные устройства своими руками. Ниже приведены 3 популярных решения, которые реализуются с помощью этой детали:
- Сигнализация. На двери закрепляется потайной магнитик (желательно использовать неодимовый). На облицовке устанавливается геркон двери. Крепить нужно так, чтобы при открытом проходе выводы геркона размыкались, а при закрытом — замыкались. В результате состояние двери преобразуется в электрический сигнал. Его можно преобразовать и в звук сигнализации.
- Самодельный бортовой компьютер на велосипед. В данном случае магнит устанавливается на колесо или ведущую звездочку велосипеда. Геркон фиксируется на раме «железного коня». Чем выше скорость движения велосипеда, тем чаще магнит оказывается в непосредственной близости от детали. С помощью схемы на микроконтроллере данные импульсы можно преобразовать в текущую скорость велосипеда или посчитать пройденное за день расстояние.
- Использование в качестве концевого выключателя на подвижных механизмах (например, на автоматических воротах).
Дополнительная информация! Электронная промышленность также выпускает герконы для охранной сигнализации. К таким устройствам любительского класса относится беспроводной датчик открытия двери ALD01. В профессиональных системах используются врезные герконы, которые не привлекают внимания. Они позволяют скрыть факт действия извещателя.
Принцип работы геркона основан на его взаимодействии с магнитным полем. Если поднести к геркону намагниченный предмет, его выводы замкнутся. А если поместить эту деталь в поле управляемого электрического магнита, то получится реле с повышенной износоустойчивостью.
Выбирать данный прибор следует исходя из предельно допустимого тока и напряжения. Одновременно необходимо учесть и условия эксплуатации. Такие устройства, как электромагнитный замок домофона, находящийся вблизи геркона, способны влиять на его работу.