10
1 Making Sense Volume 1 – Insight for Engineers

Making Sense Volume 1

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Making Sense Volume 1

8/11/2019 Making Sense Volume 1

http://slidepdf.com/reader/full/making-sense-volume-1 1/10

1

Making SenseVolume 1 – Insight for Engineers

Page 2: Making Sense Volume 1

8/11/2019 Making Sense Volume 1

http://slidepdf.com/reader/full/making-sense-volume-1 2/10

2

Table of Contents

Top Three Reed Switch No-No’s

3

Specifications versus Applications

4

Reed Switch Customization

5

Wisdom from the Design Journey

6

A New Solution to an Old Application

8

Making Sense Author Profiles

9

Page 3: Making Sense Volume 1

8/11/2019 Making Sense Volume 1

http://slidepdf.com/reader/full/making-sense-volume-1 3/10

3

Top Three Reed Switch No-No’sAuthor: Lawrence McClure

The reed switch: A simple electro‐mechanical device with a contact 

area and two to three leads that, when the correct magnetic or 

electrical force is applied, facilitates continuity through the switch. 

Although simple in nature and application, we engineers sometimes 

can get a little creative when it comes to the correct application of  this device. Below are three 

common “no‐no’s” that can help you get the best performance out of  your reed switch. 

No‐No #1: Treating a reed switch like a resistor 

Whenever the reed switch leads are manipulated in any way, it can affect the magnetic properties of  

the switch. For example, you cannot bend or cut the leads and expect to get the same magnetic 

properties of  the switch as when the leads are straight or at standard length. The switch is designed 

with specific properties. It is recommended that any custom modifications, such as bending or cutting, 

be done by the manufacturer, who can make sure that the resultant magnetic effect is understood 

and that the hermeticity is maintained in the process. 

No‐No #2: Dropping the reed switch or smacking it on a table 

As obvious as it may sound, dropping the reed switch or even banging it up against a table‐‐as we’re 

tempted to do when the switch is not operating as expected‐‐is not a very good idea.  Due to the 

properties within

 the

 hermetic

 seal,

 the

 internal

 workings

 of 

 the

 switch

 are

 highly

 sensitive,

 especially

 

in the smaller switches.  If  the switch does not work, replace it. Don’t break it. 

No‐No #3: Overloading the reed switch 

Again, it may seem self ‐evident, yet it occurs from time to time that a switch specified to a certain 

load is pushed a little too far over the edge. The electrical specifications on the switch have been 

tested and approved so for instance, loading a 250‐mA switch with 3 amps might not provide the 

results that you are looking for. 

I hope

 these

 fundamental

 facts

 about

 reed

 switch

 application

 will

 prove

 to

 help

 you

 in

 future

 projects

 

and potentially save a lot of  time on R&D and troubleshooting. 

For more information about Reed Switch Basics, check out our Application Notes. Or, if  you have other 

questions about reed switch functionality,  just ask. We’re here to help! 

Page 4: Making Sense Volume 1

8/11/2019 Making Sense Volume 1

http://slidepdf.com/reader/full/making-sense-volume-1 4/10

4

Specifications versus ApplicationsAuthor: Zack McGillIt is challenging to create a general specification sheet for a product that exhibits application‐

dependent performance.

 HSI

 spec

 sheets

 are

 meant

 to

 provide

 users

 with

 useful

 information

 about

 

the expected performance of  standard products. In most cases our reed switches are more capable 

than the spec sheet ratings suggest, but safety factors are necessary to guarantee compliance across a 

broad range of  applications. 

Let’s say that you are looking at a small Form‐C switch with rhodium contacts rated at 3W, 120V DC, 

and 0.25A. Can you switch this reed at 120V DC and 0.25A and expect 10 million operations? No. The 

effective load on this switch would be 30W…more than 10 times the maximum power rating! The 

switch can be operated at max voltage, or max current, but not at the same time. 

You are searching for a sensor that will operate at 0.5” and release at 1”.  The spec sheet provides the 

dimensions, electrical ratings, operation direction, and actuator part number, but you would like to 

use a different actuator and you aren’t sure yet about the approach direction. The operational 

information is specific to the actuator being used in the manner and orientation listed. An actuator 

(magnet) can be purchased with a host of  different parameters that affect the operational range of  

the switch (size, shape, material, Gauss strength, field direction, etc.). 

So what do you do if  your application doesn’t exactly “fit” the spec sheet for one of  our standard 

products? Just give us a call or shoot us an e‐mail and we would be glad to provide specific application 

assistance. That

 switch

 can

 probably

 handle

 the

 heavy

 load

 without

 failure

 if  you

 operate

 it

 at

 a 

reasonable rate and only need it to last for 100k cycles. If  you need it to handle that load and still 

reach 10 million cycles, we can provide a larger 

switch, customize the Rhodium thickness to provide 

a higher power rating, or provide you with a 

tungsten contact switch. That sensor may work  just 

fine with your current actuator approaching from 

the side instead of  end‐on, but the operate and 

release distances will differ from the spec sheet 

listings. We

 can

 tune

 a standard

 product

 or

 custom

 

engineer a new sensor for your specific application. 

HSI has the technical expertise to answer your 

questions and multiple product lines to meet your application needs.  Custom reed switches and 

proximity sensors are what we do…better than anyone in the industry. 

Page 5: Making Sense Volume 1

8/11/2019 Making Sense Volume 1

http://slidepdf.com/reader/full/making-sense-volume-1 5/10

5

Reed Switch CustomizationAuthor: Mark MandrellEach switch and sensor that we manufacture has its own particular characteristics, and how you 

handle one

 may

 not

 be

 the

 same

 as

 the

 other.

 Knowing

 how

 to

 correctly

 manipulate

 a switch

 is

 very

 

critical to the proper operation of  that device for its intended purpose. Many times we have 

customers contact us with questions as to why they are experiencing problems when they are not 

getting the results that they are expecting, or when damage to the switch occurs.. 

A reed switch may  just look like a piece of  glass with leads protruding from it, but really it is a very 

intensely engineered special device that works in an amazing way, 

and the methods used to customize it for your particular 

application are very critical. The stresses induced at the time of  

modification can

 damage

 or

 severely

 change

 the

 performance

 

from its original design function. A simple bend of  a lead without 

the correct gripping method can be all it takes for that device to 

not work as it is intended, and this can lead to great frustration for 

our customers. 

With 45 years of   leading the way in custom design and 

applications for this industry, we here at HSI have engineered solutions to these production, 

modification and testing processes. And let me tell you, we face new modification challenges every 

day! To put it in the words of  my great grandmother, “It’s like being a goose and waking up in a new 

world every

 day.”

 This

 has

 been

 my

 experience

 with

 all

 the

 customer

 applications

 I’ve

 seen

 through

 

the years. It’s crazy (amazing?) to think about how many places and ways that our customers can 

dream up of  where and how to use our products; our customers put us to the test in a new way every 

day! 

When it comes to the tooling required to make necessary modifications to a product‐‐whether they 

are requested by a customer for a specific application, or whether it is a requirement for the switch to 

work precisely in one of  our custom proximity sensors‐‐you can’t  just go out and purchase it. We have 

a fully equipped precision machine shop in‐house, along with machinist that have a combined 

experience of 

 over

 60

 years,

 and

 we

 design

 and

 manufacture

 all

 of 

 our

 own

 equipment

 to

 be

 able

 to

 

meet these special needs. From the machines that produce the switches, to the benders, the cutters, 

the fixtures to perform the welding functions, the potting of  the proximity sensors and the testing, we 

do it all. 

Please let us utilize our knowledge and ability to meet the unique needs that your project demands. 

Our experience and expertise can save a lot of  unnecessary frustration, damaged product, and the 

most important project commodity of  all that can never be regained, TIME! 

Page 6: Making Sense Volume 1

8/11/2019 Making Sense Volume 1

http://slidepdf.com/reader/full/making-sense-volume-1 6/10

6

Wisdom from the Design JourneyAuthor: Eddie Shearer

In my

 years

 of 

 work

 with

 product

 design

 at

 HSI

 Sensing

 I have

 been

 involved

 with

 many

 projects

 that

 

went very smoothly and also several that did not. Is there a key characteristic that largely determines 

on which side of  that fence a new project will land? I believe that there is. 

In the broadest possible terms the phase at which we enter the project has the biggest impact on the 

effectiveness of  the solution we can provide. Ideally we want to be part of  the design discussion from 

the very beginning. We want to help with establishing the electrical circuit and also with the physical 

constraints. Choices about component layout and material type greatly affect the outcome for 

magnetically‐based switching and/or sensing solutions. 

I do understand that many of  the projects that reach my desk are retrofit applications. Someone (who 

usually does not work at the company anymore) used a different solution originally, and now, for 

whatever reason, need us to keep the same geometry but use a reed switch. Most of  the time we can 

still provide a solution in these difficult situations, but that is an article for another day. 

Today I am talking about the design projects that are basically starting from a blank page. The 

customer knows what they want the end result to do, but still they don’t call us right away. I can only 

surmise that they oversimplify the reed switch. A reed switch is  just a piece of  glass with some 

magnetically sensitive blades right? How hard can that be? They will go shopping online to find the 

smallest switch

 available

 without

 checking

 

the electrical ratings for that switch. They 

end up allowing room for a small switch 

but need the load capabilities of  one five 

or ten times the size. 

I have seen occasions where customers 

allowed space for a switch and a magnet 

but didn’t understand the relationship 

between the

 two,

 so

 they

 designed

 the

 

magnet to deliver magnetism to the switch 

in an inefficient way. By the time they are 

able to test and realize it doesn’t work as 

they planned, other things have been put 

into place that prevent moving the magnet 

and/or switch to make it work correctly. 

There have been times when the designer did a great  job picking the correct switch and providing a 

Page 7: Making Sense Volume 1

8/11/2019 Making Sense Volume 1

http://slidepdf.com/reader/full/making-sense-volume-1 7/10

Page 8: Making Sense Volume 1

8/11/2019 Making Sense Volume 1

http://slidepdf.com/reader/full/making-sense-volume-1 8/10

8

A New Solution to an Old ApplicationAuthor: David Posey

The world is full of  mechanisms, machines and devices with moving 

parts. Many of  these "old" pieces of  equipment or technology have 

mechanical switches converting mechanical motions into electrical 

signals. Often those mechanical switches get dirty, the contacts have 

aged, or there are new requirements for environmental safety or 

switch longevity or performance. There is always a fear that it will be 

very difficult to replicate the exact performance of  the old mechanical arrangement with a new 

sensing method ‐‐ "difficult" can mean too expensive, too time intensive, or that the expertise doesn't 

exist to make a fail‐safe transition. 

Time and time again HSI Sensing is consulted to convert a specific mechanical motion into an electrical 

signal. Most of  the time we are assisting, guiding, or providing the full service for our customers to 

convert the mechanical motion into an electrical signal. The pushback that sometimes occurs comes 

from the perception that reed switch technology is not as capable as the old mechanical switches. This 

often is true; however, we always ask “what signal are you actually switching?”  The previously 

employed mechanical switches are often rated 3, 5, or 10 amps switching capability. But in the new 

application ‐‐ now typically signalling a computerized control system ‐‐ the rating is often below 0.1 

amp. Hermetically sealed switches are very capable in these signal applications. 

Mechanical switches are also activated by levers that sometimes move very small amounts. With the 

correct type of  magnet, polarity, switch type (engineered for close differential), and shielding, the 

same motion can be achieved with reed switches fabricated into a proximity sensor. Now the sensor is 

working in a "non‐contact" method. In other words, mechanical switches need a lever to move or a 

button to be pushed, requiring physical contact that is also a method for wear. The reed switch‐based 

proximity sensor has no need of  physical contact. 

Typical mechanical switches can be built with one or two sets of  contacts. Reed switch‐based 

proximity sensors can have one, two, three, or more sets of  contacts in one proximity sensor housing. 

If  redundancy

 is

 needed

 for

 multiple

 independent

 signals,

 this

 type

 of 

 assembly

 should

 be

 considered.

 

Some may say reed switch technology is ancient ‐‐ it was invented in 1930s and 1940s. That is correct. 

But the use of  reed switches in various applications is far and wide. They are cost efficient in 

manufacturing, simple to apply, require no power consumption to operate, and are hermetically 

sealed for long life.  Difficulty or simplicity is based on the knowledge of  the application and how to 

apply the technology. HSI Sensing has many years of  experience in solving conversion of  mechanical 

motion to electrical signal. Contact us to see how we can help your conversion. 

Page 9: Making Sense Volume 1

8/11/2019 Making Sense Volume 1

http://slidepdf.com/reader/full/making-sense-volume-1 9/10

9

Making Sense Author Profiles

David Posey, Chief Technology OfficerDavid didn’t invent the reed switch. But he spent 30 years perfecting it. He's 

engineered solutions for pacemakers,  jumbo  jets, and for products like 

submarines and the space station that push the boundaries of  where we go 

and what we do next. No one else in the world has seen all he’s seen, and 

no one else loves putting that experience to work for you more than he 

does. 

Eddie Shearer, Product Development EngineerA mechanical engineer and 13‐year veteran at HSI Sensing, Eddie 

understands that no two customer's challenges are alike, and he views the 

task of  custom engineering as a creative process. 

"We start with a problem," he says. "At the end of  the process we're holding 

a device that solves that problem. It's the most rewarding thing I do." 

Lawrence McClure, Product Design EngineerLawrence thrives on the intensity it takes to solve a customer's problem 

without backing down, and he enjoys the process of  using his mind and his 

hands in tandem to engineer solutions to real‐world design challenges. 

"The most rewarding thing to me is finishing a project," he says. "It's seeing 

an idea come to life that started with  just a sketch." 

Zack McGill, Product Quality EngineerLike most engineers, Zack is a creative problem solver, and he loves putting 

that skill to work for our customers. He believes when you push a product to 

new limits and find new ways, everybody wins. 

"You'd be surprised what a reed switch is capable of  if  given the chance," he 

says. "We might even make it dance." 

Page 10: Making Sense Volume 1

8/11/2019 Making Sense Volume 1

http://slidepdf.com/reader/full/making-sense-volume-1 10/10

10

Mark Mandrell, Senior Designer/Technical AdvisorMark was privileged to begin his 22‐year  journey with HSI by learning 

directly from its founder, Bill Posey, and experiencing first‐hand many 

experiments and ground‐breaking products. 

"It would be nice if  you could open up a book and find that kind of  

knowledge," he says. "I take great pride in being able to pass that 

knowledge on in order to meet our customers’ needs."