Твердотельное реле своими руками
В последнее время набрали популярность твёрдотельные реле. Для очень многих устройств силовой электроники твёрдотельные реле стали просто необходимы. Их преимущество в несоизмеримо большем количестве срабатываний, по сравнению с электромагнитными реле и большой скоростью переключений. С возможностью подключения нагрузки в момент перехода напряжения через ноль, тем самым избегая тяжёлых пусковых токов. В некоторых случаях их герметичность тоже играет свою положительную роль, но одновременно лишая владельца такого реле преимущества в возможности ремонта с заменой некоторых деталей. Твёрдотельное реле, в случае выхода из строя, не ремонтируется и подлежит замене целиком, это его отрицательное качество. Цены на такие реле несколько кусаются, и получается расточительно.
Попробуем вместе сделать твёрдотельное реле своими руками с сохранением всех положительных качеств, но, не заливая схему смолой или герметиком, чтобы иметь возможность ремонта, в случае выхода из строя.
Схема
Посмотрим схему этого очень полезного и нужного устройства.
Основу схемы составляют силовой симистор Т1 – BT138-800 на 16 Ампер и управляющий им оптрон МОС3063. На схеме выделены чёрным цветом проводники, которые нужно проложить медным проводом повышенного сечения, в зависимости от планируемой нагрузки.
Управление светодиодом оптрона мне удобнее запитать от 220 Вольт, а можно от 12 или 5 Вольт, кому как нужно.
Для управления от 5 Вольт, нужно гасящий резистор 630 Ом поменять на 360 Ом, остальное всё одинаково.
Номиналы деталей рассчитаны на МОС3063, если примените другой оптрон, то номиналы нужно пересчитать.
Варистор R7 защищает схему от бросков напряжения.
Цепочку индикаторного светодиода можно совсем убрать, но с ней получается нагляднее, что аппарат работает.
Резисторы R4, R5 и конденсаторы C3, C4 служат для предотвращения выхода из строя симистора, их номиналы рассчитаны на ток не выше 10 Ампер.
Если потребуется реле на большую нагрузку, то номиналы нужно пересчитывать.
Радиатор охлаждения для симистора впрямую зависит от нагрузки на него. При мощности триста Ватт, радиатор не нужен вовсе, и соответственно – чем больше нагрузка, тем больше площадь радиатора. Чем меньше будет симистор перегреваться, тем дольше проработает и поэтому даже кулер охлаждения не будет лишним.
Если вы планируете управлять повышенной мощностью, то наилучшим выходом будет поставить симистор большей мощности, например, ВТА41, который рассчитан на 40 Ампер, или подобный ему. Номиналы деталей подойдут без пересчёта.
Детали и корпус
Нам потребуется:
- F1 – предохранитель на 100 мА.
- S1 – любой маломощный переключатель.
- C1 – конденсатор 0.063 мкФ 630 Вольт.
- C2 – 10 – 100 мкФ 25 Вольт.
- C3 – 2.7 нФ 50 Вольт.
- C4 – 0.047 мкФ 630 Вольт.
- R1 – 470 кОм 0.25 Ватт.
- R2 – 100 Ом 0.25 Ватт.
- R3 – 330 Ом 0.5 Ватт.
- R4 – 470 Ом 2 Ватта.
- R5 – 47 Ом 5 Ватт.
- R6 – 470 кОм 0.25 Ватт.
- R7 – варистор TVR12471, или подобный.
- R8 – нагрузка.
- D1 – любой диодный мост на напряжение не менее 600 Вольт, или собрать из четырёх отдельных диодов, например – 1N4007.
- D2 – стабилитрон на 6.2 Вольта.
- D3 – диод 1N4007.
- T1 – симистор ВТ138-800.
- LED1 – любой сигнальный светодиод.
Изготовление твердотельного реле
Сначала намечаем размещение радиатора, макетной платы и прочих деталей в корпусе и закрепляем их на места.
Симистор нужно изолировать от радиатора охлаждения специальной теплопроводной пластиной с применением теплопроводной пасты. Паста должна слегка вылезти из-под симистора при закручивании крепёжного винта.
Далее размещаем следующие детали в соответствии со схемой и припаиваем их.
Припаиваем провода для подключения питания и нагрузки.
Помещаем устройство в корпус, предварительно испытав его при минимальной нагрузке.
Испытание прошло успешно.
Смотрите видео
Смотрите видео испытания устройства совместно с цифровым регулятором температуры.
Последние новости туризма на сегодня 2022
Отдых и Туризм — Новости туризма 2022
Февраль 12, 2022 8 комментариев
С чем у любого туриста ассоциируется Хорватия? В первую очередь — отличная экология, чистейшее лазурного цвета Адриатическое море и невероятно живописные берега…
Февраль 1, 2022
Февраль 1, 2022
Февраль 1, 2022
Февраль 2, 2022
Правильное питание
Ноябрь 19, 2021 5 комментариевХотя общая идея заключается в том, что замороженные фрукты не несут никакой пользы для здоровья, многочисленные доказательства противоречат.
..
Ноябрь 19, 2021 17 комментариев
Ноябрь 19, 2021 10 комментариев
Ноябрь 19, 2021 20 комментариев
Общество
Ноябрь 19, 2021 7 комментариев
Найти идеальный подарок на Новый год для близких и друзей — непростая задача.
Если нет уверенности в правильности своего решения, то может…
Ноябрь 19, 2021 20 комментариев
Ноябрь 19, 2021 4 комментарияНоябрь 19, 2021 5 комментариев
Cпорт отдых туризм
Ноябрь 20, 2021 16 комментариев
Занять всю семью непросто.
И что ж, нужно время, чтобы постоянно придумывать новые…
Бизнес
Ноябрь 20, 2021 2 комментария
Во французском языке существительное menu имеет два совершенно разных…
Спорт
Ноябрь 21, 2021 8 комментариев
Если вы все-таки решились на покупку первого сноуборда, при выборе однозначно не стоит…
Как собрать своими руками твердотельное реле с помощью TRIAC
Вы можете купить как механические, так и твердотельные релейные модули.
Однако твердотельные реле новее и стоят немного дороже, чем традиционные модули релейных переключателей, которые вы, возможно, уже используете в своих интеллектуальных переключателях DIY или проектах домашней автоматизации.
В этом руководстве мы создадим твердотельное реле всего из нескольких доступных компонентов. Вы можете использовать эти самодельные твердотельные реле в производственной среде, а также в проектах домашней автоматизации или интеллектуальных переключателей.
В отличие от механических релейных переключателей твердотельные реле не имеют движущихся частей. Это похоже на сравнение механического жесткого диска и твердотельного накопителя, который намного быстрее и энергоэффективнее.
Точно так же твердотельное реле (ТТР) работает быстрее и не потребляет энергии, когда оно не используется или выключено. Он работает или включается, когда триггерное напряжение обеспечивается подключенным MCU. Самое главное, твердотельное реле занимает меньшую площадь и не издает щелчков при срабатывании.
Твердотельное реле также можно использовать для индуктивного переключения нагрузки. Тем не менее, вы должны добавить снабберную цепь к твердотельному реле, чтобы предотвратить повреждение симистора (триода для переменного тока). Это может не требоваться в некоторых TRIACS, таких как BTA16.
Кроме того, изготовление твердотельного реле обходится дешевле, чем его покупка или изготовление модуля механического реле. Мы создали несколько и использовали их в производственной среде в течение последних нескольких месяцев. На сегодняшний день они работают более плавно и без проблем.
Вы можете выбрать одноканальное, двухканальное или многоканальное твердотельное реле в зависимости от ваших требований. Для сборки одноканального твердотельного реле вам потребуются следующие компоненты:
- 220 Ом ¼ ватт резистор
- 1K ¼ ватт резистор
- BT136 или аналогичный TRIAC
- MOC3021 Optocoupler
- VINT TERMINAL
- Two-PIN BERG CNENCER
- 70018
- Двухсторонний мужская полоса BERG Connecter
- 77
- . 0017 6-контактная база ИС (дополнительно)
- Радиатор (дополнительно, но рекомендуется для управления более тяжелыми нагрузками)
- Светодиод (дополнительно)
- Паяльник и припой
0017 6-контактная база ИС (дополнительно)Вам также необходимо научиться паять, если вы Я никогда не делал этого раньше, для сборки твердотельного релейного модуля своими руками.
Шаг 1. Припаяйте компоненты к печатной плате
Возьмите печатную плату общего назначения и подключите все компоненты, как показано на следующей схеме.
Так должно выглядеть после сборки и пайки необходимых компонентов на плате.
Для проверки самодельного твердотельного реле вам понадобится несколько проводов и блок питания на 3,3В или 5В. Вы можете использовать любую батарею на 3,3 В или микроконтроллер, например NodeMCU, D1 Mini, Arduino Uno и т. д., для подачи триггерного напряжения, необходимого для тестирования переключателя твердотельного реле.
Проверка твердотельного реле и его установка предполагают работу с источником питания переменного тока 110–240 В.
Пожалуйста, продолжайте, только если вы знаете, что делаете. Это может быть смертельным, если не сделать это осторожно.
- Получите плату расширения и убедитесь, что она не подключена к розетке переменного тока.
- Приобретите устройство переменного тока, например вентилятор или лампочку.
- Возьмите два провода и подключите их к нагрузке переменного тока, например. вентилятор или лампочка.
- Подсоедините один из проводов, подключенных к нагрузке переменного тока, к винтовой клемме твердотельного реле (T1).
- Возьмите еще один провод и подключите один конец к винтовой клемме твердотельного реле (T2), а другой — к гнезду платы расширения. Это должно выглядеть так, как показано на следующей диаграмме. Убедитесь, что соединения надежны, чтобы избежать короткого замыкания.
- Теперь подключите две клеммы батареи 3,3 В или клеммы 3,3 В MCU и GND к входным контактам твердотельного реле, как показано на схеме. Если вы используете MCU, используйте провода DuPont. Также убедитесь, что полярность правильная, как показано на схеме.
- Подключите плату расширения к выключателю переменного тока и включите его.
- Нагрузка должна включиться. Если отключить питание 3,3 В от входных клемм твердотельного реле, нагрузка должна отключиться.
Также убедитесь, что полярность правильная, как показано на схеме.Когда на твердотельное реле подается напряжение 3,3 В или триггерное напряжение, внутренний светодиод или ИК-светодиод в оптроне включается и начинает излучать свет на оптический датчик, подключенный к контактам 4 и 6.
В результате сопротивление между контактами 4 и 6 становится низким, что приводит к срабатыванию симистора и подключенной нагрузке переменного тока. Оптопара помогает разделить высоковольтные и низковольтные цепи, защищая Arduino или микроконтроллер от любых помех или повреждений.
Теперь вы можете подключить твердотельное реле к Arduino или другому микроконтроллеру. Вместо трех перемычек для механического реле вам нужны только две для твердотельного реле: одна для входного сигнала (3,3 В) и другая для земли (GND).
В зависимости от нагрузки вы можете выбрать симисторы с более высокой нагрузкой, такие как BTA16, с радиатором для создания твердотельных реле для больших нагрузок (2000 Вт и более). Не забудьте использовать снабберную схему, если вы собираетесь использовать твердотельное реле для индуктивного переключения нагрузки, например, для двигателя или насоса.
Вы можете использовать эти твердотельные релейные модули в своих проектах умного дома. Вы можете проектировать модули интеллектуальных переключателей на базе ESP12 со встроенным твердотельным реле, используя инструмент для создания эскизов электроники Fritzing. После разработки вы можете заказать печать печатной платы у поставщика услуг по прототипированию/производству печатных плат или просто продолжать использовать печатные платы общего назначения.
Вы можете использовать это реле для создания интеллектуального выключателя освещения с датчиком движения или выключателя Wi-Fi и установить их дома или в офисе.
Интеллектуальные устройства могут помочь вам в значительной степени сократить потери энергии, помимо того, что они удобны в использовании. Кроме того, вы также можете настроить сервер Home Assistant на Raspberry Pi, чтобы добавить автоматизации.
Теперь, когда вы научились создавать твердотельные реле, вы можете заменить механические реле твердотельным реле для эффективного переключения и предотвращения щелчков. Имея меньшую площадь по сравнению с механическими реле, вы можете проектировать и создавать прототипы или интеллектуальные переключатели в гораздо меньших 3D-печатных корпусах для вашего проекта умного дома.
25A – 110/220V Цепи твердотельных реле (SSR) с симистором BTA24-600 С печатной платой
Рис. 1 — 25A — 110/220В твердотельные реле (ТТР) Схемы с использованием симистора BTA24-600 с печатной платой бесценно! С его помощью мы можем подключаться к цифровым устройствам управления, таким как; Arduino , PIC , ESP , CLP , Raspberry и т. д.Реле 0109 SSR , а еще в наших руках контроль, что если что-то пойдет не так, мы сможем починить его без особых проблем. Твердотельное релеA Твердотельное реле аналогично переключающим реле, все они работают как переключатель, который управляется входным напряжением или током, изолированным от выхода. Основное отличие состоит в том, что твердотельное реле, или ( SSR ), не имеет движущихся частей, а использует электрические и оптические свойства твердотельных полупроводников. Электромеханические реле ( EMR ), с другой стороны, используют катушки, магнитные поля, пружины и механические контакты для работы и переключения через напряжение питания. В нашей схеме используется мало внешних компонентов, ее легко собрать, компоненты легко приобрести на рынке, и в основном их два:
ОСТОРОЖНО!!!Эта схема работает напрямую от электрической сети 110/220В и имеет большую нагрузку, любая небрежность или неправильное подключение, ошибка в проекте или любой другой случай может привести к необратимому повреждению. Мы не несем ответственности ни за какие события. Если у вас недостаточно опыта для сборки этой схемы, не делайте этого, а если и будете, то при тестировании обязательно иметь надлежащую защиту и быть в сопровождении кого-то еще. BTA24 ОписаниеСимистор BTA24 TRIAC , доступный в корпусах для сквозного или поверхностного монтажа, подходит для коммутации общего назначения AC . Они могут использоваться в качестве функции ВКЛ/ВЫКЛ в таких приложениях, как статические реле, регулирование нагрева, пусковые цепи асинхронных двигателей… или для управления фазой в регуляторах освещенности, регуляторах скорости двигателя. Исполнения без демпфера ( BTA/BTB…W и T25 серия ) особенно рекомендуются для использования с индуктивными нагрузками благодаря их высоким коммутационным характеристикам. Благодаря использованию внутренней керамической прокладки, серия BTA предоставляет изолированный по напряжению язычок (номинальное значение 2500 В среднеквадратичное значение), соответствующий стандартам UL . 6-контактный Dip Zero-Cross Opto-Isolators Triac Driver Выход(пик 400 вольт) MOC3041 , MOC3042 и MOC3043 DEVICE монолитный кремниевый детектор, выполняющий функцию двустороннего симисторного драйвера перехода через нуль напряжения. Они предназначены для использования с симистором в интерфейсе логических систем к оборудованию, питающемуся от линий переменного тока 115/220 В, например, к твердотельным реле, промышленным элементам управления, двигателям, соленоидам и бытовой технике и т. д.
Список компонентов
|
