Reedkontakt

Am Fenster deiner Alarmanlage, im Fahrradtacho mit Speichenmagnet, im Schwimmerschalter der Zisterne und in der Kühlschranktür, die das Licht einschaltet: Überall steckt ein unscheinbares Glasröhrchen mit zwei Metallzungen darin. Kommt ein Magnet in die Nähe, ziehen sich die Zungen an und schließen einen Kontakt. Das ist der Reedkontakt – ein Schalter ohne Mechanik von außen, hermetisch dicht, ohne Stromverbrauch im Ruhezustand. Er ist über 80 Jahre alt und trotzdem in vielen Fällen noch die einfachste Lösung.

Aufbau und Funktionsweise

Zwei flache Zungen aus einer weichmagnetischen Nickel-Eisen-Legierung sind von beiden Seiten in ein Glasröhrchen eingeschmolzen. Ihre Enden überlappen sich in der Mitte mit einem Spalt von wenigen Hundertstel Millimetern. Die Kontaktflächen sind mit Rhodium, Ruthenium oder Iridium beschichtet, und das Röhrchen ist mit Schutzgas gefüllt oder evakuiert. Deshalb heißt das Bauteil auch Schutzrohrkontakt: Staub, Feuchte und Sauerstoff kommen nicht an die Kontakte.

Kommt ein Magnetfeld in Längsrichtung, wird es von den weichmagnetischen Zungen gebündelt. Die beiden Zungenenden werden zu entgegengesetzten Magnetpolen und ziehen sich an. Ist die Kraft größer als die Federkraft der Zungen, schnappen sie zusammen und der Kontakt schließt. Wird das Feld schwächer, federn sie zurück. Warum weichmagnetisches Material das Feld so stark konzentriert, erklärt Magnetismus.

Wie beim Hall-Schalter gibt es eine Hysterese: Das Feld, bei dem der Kontakt schließt, ist größer als das, bei dem er wieder öffnet. Ist der Kontakt geschlossen, ist der Luftspalt im Magnetkreis verschwunden; die Zungen halten sich daher auch bei schwächerem Feld noch fest.

Neben dem Schließer (Form A) gibt es Öffner (Form B) und Wechsler (Form C), bei dem eine Zunge zwischen einem magnetischen und einem nichtmagnetischen Gegenkontakt umschaltet.

Schaltzeichen

Der Reedkontakt wird als Schließer gezeichnet, umgeben von einem Kreis oder Oval, der das Schutzrohr darstellt. Wird er von einer Spule betätigt, zeichnest du ihn wie einen Relaiskontakt mit gestrichelter Wirkverbindung zur Spule. Mehr Schaltzeichen findest du unter Schaltzeichen.

Kennwerte

Die Empfindlichkeit eines Reedkontakts wird in Amperewindungen (AT) angegeben. Man steckt ihn in eine genormte Prüfspule und erhöht den Strom, bis er schaltet; das Produkt aus Strom und Windungszahl ist der Ansprechwert. Ein kleiner Wert bedeutet: Er schaltet schon bei einem schwachen Magneten. Hersteller sortieren ihre Kontakte in Klassen wie 10–15 AT oder 20–25 AT. Die Feldgröße selbst beschreibt Magnetische Größen.

Als Beispiel ein verbreiteter kleiner Reedkontakt, der Littelfuse MDSR-7 mit 12,7 mm Glaslänge:

Die Grenzen gelten alle gleichzeitig. Besonders die Schaltleistung wird gern übersehen.

Bei kleinen Lasten ist die Lebensdauer enorm: Viele hundert Millionen Schaltspiele sind bei Signalströmen üblich. Bei großer Last und vor allem bei induktiven und kapazitiven Lasten sinkt sie stark.

Bauformen

• Glasröhrchen mit axialen Drähten, von etwa 7 mm bis über 50 mm Länge. Die kleinen sind empfindlich für Abstände bis wenige Millimeter, die großen schalten mehr Leistung.
• SMD-Reedkontakte mit umspritztem Kunststoffgehäuse, die das Glas schützen.
• Reedsensoren in Kunststoff- oder Metallgehäusen mit Kabel, etwa Tür- und Fensterkontakte mit passendem Magnetteil oder Zylindersensoren für Pneumatikzylinder.
• Reedrelais: Reedkontakt mit Spule im DIL-Gehäuse. Sie schalten sehr schnell und mit winzigen Leckströmen, ideal für Messtechnik.

Typische Schaltungen und Anwendungen

Am häufigsten liest ein Mikrocontroller den Reedkontakt: Ein Anschluss an Masse, der andere an einen Eingang mit Pull-up-Widerstand. Ist der Magnet da, liest der Eingang Low. Weil der Kontakt hermetisch dicht ist, schaltet er auch winzige Ströme zuverlässig – 0,33 mA bei 10 kΩ und 3,3 V sind kein Problem.

Wie jeder mechanische Kontakt prellt er: Die Zungen schlagen beim Schließen einige Male auf, bevor sie liegen bleiben – typisch für einige Zehntel Millisekunden. Zählst du Impulse, etwa am Fahrradrad oder an einem Regenmesser, entprellst du in Software oder mit einem RC-Glied. Mit 10 kΩ und 100 nF ergibt sich eine Zeitkonstante von

Beim Schließen entlädt der Kontakt den Kondensator sofort. Öffnet er während des Prellens kurz, lädt der Pull-up den Kondensator nur langsam wieder auf – so kurze Unterbrechungen erreichen die Schaltschwelle nicht. Ein Eingang mit Schmitt-Trigger sorgt dafür, dass die langsame Flanke sauber schaltet. Wie das RC-Glied lädt, zeigt RC- und RL-Glied; den Verlauf rechnest du mit dem Rechner Kondensator laden nach.

Weitere Anwendungen:

• Füllstand: Ein Schwimmer mit Magnet gleitet an einem Rohr entlang, in dem Reedkontakte sitzen.
• Durchflusszähler und Gaszähler: Ein Magnet im Zählwerk schließt bei jeder Umdrehung den Kontakt.
• Reedrelais in Prüfgeräten: schalten Messsignale ohne Leckströme und mit kleinem, stabilem Kontaktwiderstand.

Gegenüber dem Hallsensor braucht der Reedkontakt keine Versorgung und verträgt hohe Spannungen; der Hallsensor dagegen prellt nicht, hat keinen Verschleiß und reagiert sehr schnell.

Auswahl und Praxistipps

Wähle die Empfindlichkeit passend zu Magnet und Abstand, prüfe dann Spannung, Strom und Leistung gegen deine Last. Die Lage des Magneten ist entscheidend: Ein Stabmagnet parallel zum Röhrchen ergibt eine klare Schaltzone. Steht er quer, kann es mehrere Schaltpunkte mit einer toten Zone dazwischen geben – probiere es im Aufbau aus.

Häufige Fehler:

• Glas gebrochen: Biegst oder kürzt du die Drähte direkt am Glas, springt die Einschmelzung. Biege mit einer Zange als Gegenhalter und mit einigen Millimetern Abstand zum Glas. Gekürzte Drähte machen den Kontakt außerdem unempfindlicher.
• Induktive Last ohne Schutz: Eine Relaisspule erzeugt beim Abschalten eine hohe Spannungsspitze, die den Kontakt abbrennt. Eine Freilaufdiode über der Spule hilft; mehr zur Ursache unter Induktion.
• Kapazitive Last: Schon einige Meter Kabel oder ein großer Kondensator am Kontakt erzeugen beim Schließen einen Stromstoß. Ein Widerstand von einigen zehn Ohm in Reihe begrenzt ihn.
• Eisen in der Nähe: Stahlrahmen bei Fenstern lenken das Feld ab. Für Stahltüren gibt es eigene Kontakte.
• Leistung nicht gerechnet: Strom- und Spannungsgrenze einhalten reicht nicht – siehe Beispiel oben.

Selbsttest