Un polovodičové relé alebo SSR (pevné relé), je zariadenie, ktoré slúži na rovnaký účel ako konvenčné relé, ale má oproti nemu určité výhody, ako uvidíte v tomto článku. Ak si dobre nepamätáte, čo je relé alebo na čo slúži, môžete tiež Viac informácií nájdete v tomto ďalšom článku.
Potom sa pozrime na všetko, čo o tom potrebujete vedieť elektronické zariadenie:
Čo je to elektromechanické relé?
Un elektromagnetické relé, často jednoducho nazývané relé, je elektromechanické zariadenie používané na ovládanie elektrického obvodu pomocou elektromagnetickej cievky. Je to v podstate spínač, ktorý sa ovláda privedením alebo odstránením elektrického prúdu v cievke relé. Keď je cievka pod napätím, vytvára magnetické pole, ktoré priťahuje alebo odpudzuje páčku alebo spínač vo vnútri relé, otvára alebo zatvára elektrické kontakty, v závislosti od toho, či sú NC alebo NO, ako sme videli v inom článku, ktorý vám odporúčam prečítať na začiatku.
Tieto relé sa používajú v rôznych aplikáciách na vykonávanie funkcií ako napr spínanie vysokovýkonných elektrických obvodov alebo elektrickej izolácie medzi dvoma obvodmi, ktoré pracujú s rôznymi typmi prúdu, ako je DC a AC. Sú užitočné najmä v situáciách, keď potrebujete ovládať obvod na diaľku alebo keď chcete izolovať riadiaci obvod od výkonnejšieho obvodu. Relé možno nájsť v širokej škále zariadení a systémov, od domácich spotrebičov a priemyselných zariadení až po riadiace a automatizačné systémy.
Čo je polovodičové relé?
Un Polovodičové relé je elektronické spínacie zariadenie, ktoré umožňuje tok elektrického prúdu, keď sa na jeho riadiace svorky privádza malý prúd, alebo mu zabraňuje, keď nie je privádzaný žiadny prúd. To znamená, že v tomto zmysle je veľmi podobný činnosti konvenčného relé.
Tieto polovodičové relé zahŕňajú snímač, ktorý reaguje na riadiaci signál, elektronický polovodičový spínač, ktorý riadi zaťažovací obvod, a spojovací mechanizmus, ktorý aktivuje spínač bez potreby pohybu mechanických komponentov, ako v prípade elektromagnetického. Na druhej strane môžu byť tieto relé navrhnuté na spínanie striedavý aj jednosmerný prúd.
Aby to bolo možné bez pohyblivých častí, výkonové polovodiče, ako sú tyristory a tranzistory, na riadenie prúdov s intenzitou až do 100 ampérov. Ďalej, keďže sú v pevnom stave, vyznačujú sa schopnosťou spínať pri veľmi vysokých rýchlostiach, rádovo milisekúnd, v porovnaní s elektromechanickými relé, a nemajú mechanické kontakty, ktoré by sa časom opotrebovali. Nie sú to však všetky výhody, ako uvidíme neskôr.
Na elektrickú izoláciu medzi týmito dvoma obvodmi je riadiaci signál prepojený s riadiacim obvodom a väčšina SSR používa optická spojka. To znamená, že riadiace napätie aktivuje internú LED, ktorá rozsvieti a aktivuje fotocitlivú diódu (fotovoltaickú), ktorá zase riadi TRIAC (používaný v AC), SCR alebo MOSFET (zvyčajne je jeden alebo niekoľko paralelne k CC) prepnúť a prejsť z otvoreného na zatvorené alebo naopak...
Výhody a nevýhody polovodičového relé
Ako si viete predstaviť, polovodičové relé má výhoda oproti elektromechanickému relé, ako napríklad:
- Menšia veľkosť.
- Nízkonapäťová prevádzka s možnosťou aktivácie od 1,5 V alebo menej.
- Keďže neobsahuje pohyblivé časti, je úplne tichý.
- Sú rýchlejšie ako magnetické, pretože majú dobu odozvy milisekúnd.
- Tým, že nemajú mechanické časti, ktoré sa opotrebúvajú alebo kontakty, ktoré sa zhoršujú pri vysokých prúdoch, sú tieto relé spoľahlivejšie a odolnejšie.
- Výstupný odpor zostáva konštantný bez ohľadu na použitie.
- Spojenia bez odskokov, zabraňujúce kolísaniu spínania kontaktov.
- Neprodukujú iskry ani elektrické oblúky, ktoré môžu byť nebezpečné v horľavom prostredí.
- Odolnejšie voči otrasom, vibráciám atď., pretože nemá žiadne pohyblivé časti, ktoré by sa mohli zlomiť.
- Nevyžarujú elektromagnetické vlny, ktoré by mohli spôsobiť rušenie iných zariadení.
Ako všetko, aj oni majú jeho nevýhody, ako napríklad:
- Odporom vydávajú teplo, čo znamená straty.
- Polarita výstupu môže ovplyvniť polovodičové relé, čo sa v elektromechanických nestáva.
- Vďaka svojej podstatne rýchlejšej spínacej schopnosti môžu polovodičové relé zaznamenať falošné spínanie v dôsledku prechodného zaťaženia.
- V prípade poruchy majú tendenciu zostať v uzavretom okruhu, zatiaľ čo elektromechanické relé majú tendenciu zostať v otvorenom stave. To môže byť pozitívne pre niektoré aplikácie, aj keď nie pre všetky...
aplikácie
Je možné použiť polovodičové relé (SSR). množstvo aplikácií, ako napríklad:
- Riadenie záťaže v jednosmernom aj striedavom prúde, na ovládanie elektrických ohrievačov, osvetlenia, motorov, spotrebičov, kúrenia, chladenia, vodných čerpadiel na zavlažovanie atď. Môžu byť napríklad použité v obvode, ktorý aktivuje ventilátor, ak teplota stúpne na určité stupne, pomocou teplotného snímača.
- Priemyselná automatizácia. Pretože ide o spínače riadené prúdom, možno ich použiť v priemyselných riadiacich systémoch na automatizáciu strojov a procesov.
- Lekárske vybavenie, ako sú prístroje na magnetickú rezonanciu, zariadenia na klinickú analýzu a systémy fyzikálnej terapie na ovládanie výkonu a zariadení týchto zariadení.
- Odporové a reaktívne riadenie záťaže. Polovodičové relé sú užitočné v aplikáciách, kde je potrebné prepínať odporové záťaže (ako sú ohrievače) a reaktívne záťaže (ako sú motory) kvôli ich schopnosti zvládnuť širokú škálu typov záťaže.
- Dopravné systémy, ako napríklad v aplikáciách železničnej a verejnej dopravy, sa SSR používajú na ovládanie signálov, osvetlenia a systémov riadenia dopravy.
- Ostatné…
Kde kúpiť polovodičové relé?
Ak chcete, aby kúpiť polovodičové relé, môžete si ho kúpiť za veľmi málo v špecializovaných predajniach alebo na online predajných platformách, ako je Amazon:
Použite polovodičové relé s Arduino
Ak chcete použiť polovodičové relé s Arduino, pripojenie je veľmi jednoduché, najmä ak používate modul SSR. Ak chcete pripojiť toto relé k doske Arduino, musíte vykonajte nasledujúce pripojenia:
- DC+: tento reléový vstup je pripojený k 5V prípojke dosky Arduino.
- DC-: Tento druhý vstup relé sa pripája k GND alebo zemnému spojeniu dosky Arduino.
- CH1: ak ide o jednokanálové polovodičové relé, ako je to, ktoré uvedieme ako príklad, tento reléový vstup bude pripojený k digitálnemu výstupu Arduino na ovládanie, napríklad D9.
- NO/C: sú to výstupy polovodičového relé, ktoré bude pripojené k zariadeniu, ktoré chceme ovládať. Napríklad žiarovka. Berte do úvahy technický list relé, ktoré si kúpite, a stanovené limity. Niektorí tolerujú napríklad len záťaž 250V AC a maximálnu intenzitu 2A, určite ju neprekračujte...
Keď som to povedal, teraz sa pozrime ako by sa to naprogramovalopomocou tohto jednoduchého vzorového náčrtu:
const int pin = 9; //Pin de control del relé en el que lo hayas conectado, en este caso D9.
void setup()
{
Serial.begin(9600); //Iniciar puerto serie
pinMode(pin, OUTPUT); //Definir pin D9 como salida para el envío de señal.
}
void loop()
{
digitalWrite(pin, HIGH); // Poner el D9 en estado alto para activar el relé
delay(5000); // Esperar 5 segundos
digitalWrite(pin, LOW); // Poner el D9 en estado bajo, para desactivar.
delay(5000); // Esperar 5 segundos
}
Ako vidíte, je to veľmi jednoduchý kód, takže ho môžete upraviť a naučiť sa používať relé. V tomto prípade sme jednoducho vytvorili slučku, takže relé neustále prechádza z jedného stavu do druhého...