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Reedschalter gehören zu den unterschätzten Komponenten, die bei der Entwicklung von Geräten oft vergessen werden. In welchen Anwendungen funktionieren sie am besten?
Angehende Elektronikerinnen und Elektroniker fragen sich, was ein Reed-Schalter ist und wofür dieses kleine Kontaktelement in der Praxis eingesetzt werden kann. Und wenn sie sich das fragen, liegen sie genauso oft falsch – wir kennen wahrscheinlich alle Varianten von Schreibweisen wie kontrakton, kontraktron i kontakton*. In einer Zeit, in der magnetische Sensoren und optische Miniatursensoren die Oberhand haben, neigen wir dazu, die schwieriger zu handhabenden, empfindlichen (oft gläsernen) Bauteile zu übersehen. Dabei genügt es, sich einige Grundprinzipien zu merken, damit preiswerte Reed-Röhren in den praktischen Geräten, die wir täglich in unseren Werkstätten bauen, ihren Dienst tun können. In diesem Artikel werden wir diese interessanten und nützlichen Bauteile näher betrachten und einige praktische Tipps zu ihrer Verwendung geben.
* falsch!
Wie ist ein Reed-Schalter aufgebaut und wie funktioniert er?
Der klassische Reed-Schalter hat die Form einer kleinen Glasröhre mit einem Durchmesser von nur wenigen Millimetern und einer Länge von typischerweise 20-30 mm. Das Element hat zwei axiale Zuleitungen in Form von Drähten, die hermetisch in die beiden Enden des Rohrs eingelassen sind. An den Drähten sind im Inneren des Röhrchens zwei dünne ferromagnetische Platten befestigt, die so angeordnet sind, dass sie offen bleiben, wenn kein äußeres Magnetfeld vorhanden ist. Die Annäherung eines Magneten (oder Elektromagneten), d. h. das Auftreten eines äußeren Magnetfeldes, erzeugt eine Anziehungskraft zwischen den freien Enden der beiden Kontaktplatten. Wenn das Feld stark genug ist, um die Lamellen ausreichend zu magnetisieren, wird der Stromkreis durch Kurzschluss der Arbeitsflächen der Kontakte geschlossen. Wichtig ist, dass das Material der Lamellen so gewählt wird, dass die Magnetisierung nicht dauerhaft ist, d. h. sie verschwindet, wenn der Magnet wegbewegt oder der Strom abgeschaltet wird (im Falle eines Elektromagneten).
Parameter und Typen von Reedschaltern
Neben einfachen Röhren-Reedschaltern mit zwei Schließerkontakten (NO) gibt es auch eine Reihe von Spezialelementen mit Wechselkontakten (NO/NC), die über drei Leitungen verfügen (ein NO, ein NC und ein gemeinsamer Kontakt, COM genannt). Ein gemeinsames Merkmal der meisten Reedschalter ist jedoch die relativ geringe Strombelastbarkeit und Spannungsfestigkeit – daher ist es nicht die beste Idee, einen Reedschalter zu belasten, indem man ihn direkt in den Stromversorgungsstromkreis eines Geräts mit einem höheren Strombedarf einbindet. Der Grund dafür ist ganz banal: Eine zu hohe Belastung der Kontakte führt zu Lichtbogenbildung und kann zum dauerhaften, irreversiblen Schmelzen (Kurzschluss) beider Kontakte führen.
Dieses Prinzip gilt auch für so genannte Reed-Relais – Elemente, die mit schnellen, aber empfindlichen Reed-Kontakten arbeiten, die mit einer in einem einzigen Gehäuse untergebrachten Spule zusammenwirken. Vom allgemeinen Funktionsprinzip her unterscheiden sich diese Elemente nicht grundlegend von normalen Relais, eignen sich aber besser zum Schalten empfindlicher Schaltungen, die mit niedrigen Spannungs- und Stromsignalen arbeiten (z. B. in Audioschaltungen oder Messgeräten).
Reedschalter-Anwendungen
Eine der grundlegenden und am häufigsten genannten Anwendungen der betreffenden elektronischen Bauteile sind Alarmanlagen für Innenräume.Das Öffnen eines Fensters oder einer Tür kann durch einen Reed-Schalter erkannt werden, für den ein Dauermagnet verwendet wird, der z. B. auf dem Flügel der überwachten Tür angebracht ist. Eine solche Methode zur Erkennung des unbefugten Zutritts zu einer Wohnung, einem Büro oder einem Lager ist wirksam, erfordert jedoch in der Regel einen zusätzlichen Schutz in Form einer so genannten Sabotageschleife, die in gewisser Weise die von den Schließern selbst stammenden Informationen ergänzt.
Ein zusätzliches Leitungspaar ermöglicht die Unterscheidung zwischen einem kurzgeschlossenen Kontakt (verursacht durch einen Eindringling) und dem Durchtrennen der vom Sensor zum Steuergerät führenden Leitungen, um den Alarm zu neutralisieren. Reedschalter werden manchmal auch in Fahrradzählern verwendet, um die Umdrehungen der Räder zu zählen (der Magnet ist an einer der Speichen angebracht, der Reedschalter – in einem hermetischen Gehäuse – an der Fahrradgabel). In allen Fällen ist auf eine korrekte Montage des Reedschalters zu achten – bei Bauteilen in Glasgehäusen besteht die Gefahr einer Beschädigung des Gehäuses durch Stoß oder Belastung.
