如何使用Arduino開發(fā)板連接干簧管（Reed Switch）

如果您見過筆記本電腦或翻蓋式的手機(jī)，可能就已經(jīng)注意到，當(dāng)打開和關(guān)閉這些設(shè)備時，它會相應(yīng)地自動的點(diǎn)亮和熄滅屏幕。但它怎么知道？如果您認(rèn)為轉(zhuǎn)軸上安裝了某種開關(guān)來檢測這種打開和關(guān)閉動作，那么您是對的！

這些設(shè)備使用一種廉價且非常可靠的傳感器，稱為干簧管（磁簧開關(guān)，Reed Switch），當(dāng)磁鐵靠近時它會導(dǎo)通或關(guān)斷。

干簧管用于各種創(chuàng)意應(yīng)用，如開門傳感器、風(fēng)速計（確定風(fēng)速）等。它們非常適合任何需要非接觸式控制的項目。因此，讓我們仔細(xì)看看它們是什么以及它們是如何工作的！

干簧管概述

常見的干簧管包含一對由鐵磁材料制成的金屬簧片（這種材料很容易被磁化，但離開磁場時會失去磁性）?；善|點(diǎn)的表面鍍有耐磨金屬，例如銠、釕、鈀或銥，以延長其開關(guān)數(shù)百萬次時的使用壽命。

簧片被密封在管狀玻璃外殼內(nèi)，以保持它們沒有灰塵和污垢。干簧管的密封性使其適用于易爆環(huán)境，在這些環(huán)境中，傳統(tǒng)開關(guān)的小火花會構(gòu)成危險。玻璃管充滿惰性氣體，通常是氮?dú)?，或真空，以防止觸點(diǎn)氧化。

通常，觸點(diǎn)由鎳鐵合金制成，這些材料易于磁化（具有高磁導(dǎo)率）但不會長時間保持這種狀態(tài)（具有低磁保持性）。作為一種機(jī)械設(shè)備，它們需要一些時間來響應(yīng)磁場的變化 - 換句話說，與電子開關(guān)相比，它們的開關(guān)速度較低（通常為0.6ms開啟時間，0.2 ms關(guān)閉時間）。

在存在磁場的情況下，兩個觸點(diǎn)都會移動，它們會形成一個平坦、平行的相互接觸區(qū)域。這有助于增加簧片開關(guān)的壽命和可靠性。

干簧管只檢測磁場的存在，不測量其強(qiáng)度。如果您對測量強(qiáng)度感興趣，可以考慮使用模擬霍爾效應(yīng)傳感器。

干簧管如何工作？

了解干簧管如何工作的關(guān)鍵是要認(rèn)識到它們既是磁路的一部分，也是電氣電路的一部分 - 磁力和電流一樣流經(jīng)它們。

當(dāng)您將磁鐵靠近簧片開關(guān)時，整個開關(guān)將成為包括磁鐵在內(nèi)的“磁路”的一部分（圖像中的虛線表示磁場的一部分）。

干簧管的兩個觸點(diǎn)變成相反的磁極，這就是它們吸引并卡在一起的原因?？拷盆F的哪一端并不重要：觸點(diǎn)仍然以相反的方式極化并相互吸引。

當(dāng)你把磁鐵拿走時，觸點(diǎn)分離并返回到原來的位置。

像這樣的干簧管是常開的。這意味著通常當(dāng)開關(guān)不受磁場影響時，開關(guān)打開且不導(dǎo)電。當(dāng)磁鐵足夠靠近以激活開關(guān)時，觸點(diǎn)閉合并且電流流過。

在這些插圖中，觸點(diǎn)的移動在很大程度上被夸大了。真正的干簧管的觸點(diǎn)僅相距幾微米（大約比人的頭發(fā)細(xì)十倍）。所以這些動作是肉眼看不到的。

將干簧管連接到Arduino開發(fā)板

為我們的示例設(shè)置的電路盡可能簡單。首先彎曲開關(guān)的兩個引腳，使其垂直遠(yuǎn)離開關(guān)主體，使它們形成“U”形。

將干簧管插入面包板。然后使用跳線將開關(guān)的一端連接到地，另一端連接到Arduino的D2引腳。

如果以這種方式連接開關(guān)，則需要激活A(yù)rduino的內(nèi)置輸入引腳上拉電阻。否則，您必須在電路中使用外部10K上拉電阻。以下是示例電路：

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Arduino代碼 - 讀取干簧管數(shù)據(jù)

這是一個基于上述電路的非?；镜腁rduino草圖，當(dāng)您將磁鐵靠近開關(guān)時，它將點(diǎn)亮內(nèi)置LED（連接到引腳13），當(dāng)您將其移開時熄滅。

const int REED_PIN = 2;        // Pin connected to reed switch
const int LED_PIN = 13;        // LED pin


void setup() {
        Serial.begin(9600);
        pinMode(REED_PIN, INPUT_PULLUP);        // Enable internal pull-up for the reed switch
        pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
}


void loop() {
        int proximity = digitalRead(REED_PIN); // Read the state of the switch

        // If the pin reads low, the switch is closed.
        if (proximity == LOW) {
                Serial.println("Switch closed");
                digitalWrite(LED_PIN, HIGH);        // Turn the LED on
        }
        else {
                Serial.println("Switch opened");
                digitalWrite(LED_PIN, LOW);                // Turn the LED off
        }
}

上傳草圖后，抓住磁鐵，把它靠近開關(guān)。當(dāng)磁鐵到達(dá)干簧管1厘米的距離時，它應(yīng)該觸發(fā)。

代碼說明

該代碼比較通俗易懂。首先定義了兩個常量，它們聲明了干簧管和內(nèi)置LED連接到的Arduino引腳。

const int REED_PIN = 2;
const int LED_PIN = 13;

在setup()函數(shù)中，干簧管引腳配置為輸入，而LED引腳配置為輸出。干簧管引腳啟用了內(nèi)部上拉電阻。

void setup() {
        Serial.begin(9600);
        pinMode(REED_PIN, INPUT_PULLUP);
        pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
}

在loop()函數(shù)中，如果讀取到干簧管引腳為低電平，則點(diǎn)亮內(nèi)置的LED燈，否則熄滅。

void loop() {
        int proximity = digitalRead(REED_PIN);


        if (proximity == LOW) {
                Serial.println("Switch closed");
                digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
        }
        else {
                Serial.println("Switch opened");
                digitalWrite(LED_PIN, LOW);
        }
}