रीड स्विच क्या है और यह कैसे काम करता है?

अगर आप किसी आधुनिक कारखाने में जाएँ और असेंबली सेल में काम कर रहे अद्भुत इलेक्ट्रॉनिक्स का निरीक्षण करें, तो आपको वहाँ कई तरह के सेंसर दिखाई देंगे। इनमें से ज़्यादातर सेंसर में पॉजिटिव वोल्टेज सप्लाई, ग्राउंड और सिग्नल के लिए अलग-अलग तार होते हैं। बिजली देने से सेंसर अपना काम कर पाता है, चाहे वह आस-पास फेरोमैग्नेटिक धातुओं की मौजूदगी का निरीक्षण करना हो या कारखाने की सुरक्षा व्यवस्था के तहत प्रकाश किरण भेजना हो। रीड स्विच जैसे साधारण मैकेनिकल स्विच, जो इन सेंसर को ट्रिगर करते हैं, उन्हें अपना काम करने के लिए केवल दो तारों की ज़रूरत होती है। ये स्विच चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग करके सक्रिय होते हैं।

रीड स्विच क्या है?

रीड स्विच का जन्म 1936 में हुआ था। यह बेल टेलीफोन प्रयोगशालाओं में डब्ल्यूबी एलवुड के दिमाग की उपज थी, और इसे 1941 में पेटेंट मिला। स्विच एक छोटे कांच के कैप्सूल की तरह दिखता है जिसके दोनों सिरों से विद्युत तार निकले हुए हैं।

रीड स्विच कैसे काम करता है?

स्विचिंग तंत्र दो लौहचुंबकीय ब्लेडों से बना होता है, जो केवल कुछ माइक्रोन की दूरी पर स्थित होते हैं। जब कोई चुंबक इन ब्लेडों के पास आता है, तो दोनों ब्लेड एक-दूसरे की ओर खिंचते हैं। स्पर्श करते ही, ब्लेड सामान्य रूप से खुले (NO) संपर्कों को बंद कर देते हैं, जिससे विद्युत प्रवाहित होती है। कुछ रीड स्विचों में एक गैर-लौहचुंबकीय संपर्क भी होता है, जो एक सामान्य रूप से बंद (NC) आउटपुट बनाता है। पास आने वाला चुंबक संपर्क को काट देगा और स्विचिंग संपर्क से दूर खींच लेगा।

संपर्क कई प्रकार की धातुओं से बनाए जाते हैं, जिनमें टंगस्टन और रोडियम शामिल हैं। कुछ किस्मों में पारे का भी उपयोग किया जाता है, जिसे सही ढंग से स्विच करने के लिए सही दिशा में रखना आवश्यक है। एक अक्रिय गैस—आमतौर पर नाइट्रोजन—से भरा एक काँच का आवरण, एक वायुमंडल से कम आंतरिक दाब पर संपर्कों को सील कर देता है। सील करने से संपर्क अलग-थलग हो जाते हैं, जिससे जंग लगने और संपर्क की गति से उत्पन्न होने वाली किसी भी चिंगारी से बचाव होता है।

वास्तविक दुनिया में रीड स्विच अनुप्रयोग

आपको कार और वाशिंग मशीन जैसी रोज़मर्रा की चीज़ों में सेंसर मिल जाएँगे, लेकिन इन स्विच/सेंसर का सबसे प्रमुख उपयोग बर्गलर अलार्म में होता है। दरअसल, अलार्म इस तकनीक का लगभग एक आदर्श अनुप्रयोग हैं। एक चलती खिड़की या दरवाज़े में एक चुंबक लगा होता है, और सेंसर उसके आधार पर लगा होता है, जो चुंबक के हटने तक सिग्नल भेजता रहता है। खिड़की खुली होने पर—या अगर कोई तार काट दे—तो अलार्म बज उठेगा।

हालाँकि बर्गलर अलार्म रीड स्विच का एक बेहतरीन उपयोग हैं, ये उपकरण और भी छोटे हो सकते हैं। एक छोटा स्विच पिलकैम नामक निगले जाने वाले चिकित्सा उपकरणों के अंदर फिट हो जाएगा। जब मरीज़ इस छोटे से प्रोब को निगल लेता है, तो डॉक्टर शरीर के बाहर लगे एक चुंबक का उपयोग करके इसे सक्रिय कर सकते हैं। यह देरी तब तक बिजली बचाती है जब तक प्रोब सही तरीके से न लगा दिया जाए, जिसका अर्थ है कि ऑनबोर्ड बैटरियाँ और भी छोटी हो सकती हैं, जो मानव पाचन तंत्र से होकर गुजरने के लिए डिज़ाइन की गई किसी भी चीज़ में एक महत्वपूर्ण विशेषता है। अपने छोटे आकार के अलावा, यह अनुप्रयोग यह भी दर्शाता है कि ये सेंसर कितने संवेदनशील हो सकते हैं, क्योंकि ये सेंसर मानव शरीर के माध्यम से चुंबकीय क्षेत्र को पकड़ सकते हैं।

रीड स्विच को सक्रिय करने के लिए किसी स्थायी चुंबक की आवश्यकता नहीं होती; एक विद्युत-चुंबक रिले उन्हें चालू कर सकता है। चूँकि बेल लैब्स ने शुरुआत में इन स्विचों का विकास किया था, इसलिए यह कोई आश्चर्य की बात नहीं है कि 1990 के दशक में जब तक सब कुछ डिजिटल नहीं हो गया, तब तक टेलीफोन उद्योग ने नियंत्रण और मेमोरी कार्यों के लिए रीड रिले का उपयोग किया। इस प्रकार के रिले अब हमारी संचार प्रणाली की रीढ़ नहीं हैं, लेकिन आज भी कई अन्य अनुप्रयोगों में ये आम हैं।

रीड रिले के लाभ

हॉल इफेक्ट सेंसर एक सॉलिड-स्टेट उपकरण है जो चुंबकीय क्षेत्रों का पता लगा सकता है, और यह रीड स्विच का एक विकल्प है। हॉल इफेक्ट सेंसर निश्चित रूप से कुछ अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त होते हैं, लेकिन रीड स्विच अपने सॉलिड-स्टेट समकक्षों की तुलना में बेहतर विद्युत पृथक्करण प्रदान करते हैं, और बंद संपर्कों के कारण उन्हें कम विद्युत प्रतिरोध का सामना करना पड़ता है। इसके अतिरिक्त, रीड स्विच विभिन्न वोल्टेज, भार और आवृत्तियों के साथ काम कर सकते हैं, क्योंकि स्विच एक जुड़े या कटे हुए तार के रूप में कार्य करता है। वैकल्पिक रूप से, हॉल सेंसर को अपना काम करने में सक्षम बनाने के लिए आपको सहायक सर्किटरी की आवश्यकता होगी।

रीड स्विच, एक यांत्रिक स्विच की तुलना में, अविश्वसनीय रूप से उच्च विश्वसनीयता प्रदान करते हैं और खराब होने से पहले अरबों चक्रों तक काम कर सकते हैं। इसके अतिरिक्त, अपनी सीलबंद संरचना के कारण, ये विस्फोटक वातावरण में भी काम कर सकते हैं जहाँ एक चिंगारी से भी विनाशकारी परिणाम हो सकते हैं। रीड स्विच भले ही एक पुरानी तकनीक हो, लेकिन ये अभी भी पुरानी नहीं हुई हैं। आप स्वचालित पिक-एंड-प्लेस मशीनों का उपयोग करके रीड स्विच वाले पैकेज को प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) पर लगा सकते हैं।

आपके अगले निर्माण में कई तरह के एकीकृत सर्किट और पुर्जे शामिल हो सकते हैं, जो सभी पिछले कुछ वर्षों में ही शुरू हुए हैं, लेकिन साधारण रीड स्विच को न भूलें। यह अपना बुनियादी स्विचिंग कार्य बेहद सरल तरीके से पूरा करता है। 80 से ज़्यादा वर्षों के उपयोग और विकास के बाद, आप रीड स्विच के परखे हुए और विश्वसनीय डिज़ाइन पर भरोसा कर सकते हैं कि यह लगातार काम करेगा।