Un Solid State Relay nebo SSR (Solid State Relay), je zařízení, které slouží stejnému účelu jako konvenční relé, ale má oproti němu některé výhody, jak uvidíte v tomto článku. Pokud si dobře nepamatujete, co je relé nebo k čemu slouží, můžete také Více informací naleznete v tomto dalším článku.
Když už to bylo řečeno, pojďme se podívat na vše, co o tom potřebujete vědět elektronické zařízení:
Co je to elektromechanické relé?
Un elektromagnetické relé, často jednoduše nazývané relé, je elektromechanické zařízení používané k ovládání elektrického obvodu pomocí elektromagnetické cívky. Je to v podstatě spínač, který se ovládá přivedením nebo odebráním elektrického proudu v cívce relé. Když je cívka pod napětím, vytváří magnetické pole, které přitahuje nebo odpuzuje páčku nebo spínač uvnitř relé, otevírá nebo zavírá elektrické kontakty, v závislosti na tom, zda jsou NC nebo NO, jak jsme viděli v jiném článku, který vám doporučuji přečíst na začátku.
Tato relé se používají v různých aplikacích k provádění funkcí, jako je např spínání vysokovýkonných elektrických obvodů nebo elektrické izolace mezi dvěma obvody, které pracují s různými typy proudu, jako je stejnosměrný a střídavý proud. Jsou zvláště užitečné v situacích, kdy potřebujete ovládat obvod na dálku nebo když chcete izolovat řídící obvod od výkonnějšího. Relé lze nalézt v široké řadě zařízení a systémů, od domácích spotřebičů a průmyslových zařízení až po řídicí a automatizační systémy.
Co je polovodičové relé?
Un polovodičové relé je elektronické spínací zařízení, které umožňuje tok elektrického proudu, když je na jeho ovládací svorky přiveden malý proud, nebo mu brání, když proud není přiváděn. To znamená, že v tomto smyslu je velmi podobný činnosti konvenčního relé.
Tato polovodičová relé zahrnují snímač, který reaguje na řídicí signál, elektronický polovodičový spínač, který řídí zátěžový obvod, a spojovací mechanismus, který aktivuje spínač bez nutnosti pohybu mechanických součástí, jako je tomu v případě elektromagnetických. Na druhou stranu mohou být tato relé navržena pro spínání střídavý i stejnosměrný proud.
Aby to bylo možné bez pohyblivých částí, výkonové polovodiče, jako jsou tyristory a tranzistory, k řízení proudů o intenzitě až 100 ampér. Dále, jelikož jsou v pevném stavu, vyznačují se schopností spínat velmi vysokou rychlostí, v řádu milisekund, ve srovnání s elektromechanickými relé, a nemají mechanické kontakty, které by se časem opotřebovávaly. To však nejsou všechny výhody, jak uvidíme později.
Pro elektrickou izolaci mezi dvěma obvody je řídicí signál připojen k řídicímu obvodu a většina SSR používá optická spojka. To znamená, že řídicí napětí aktivuje interní LED, která svítí a aktivuje fotocitlivou diodu (fotovoltaickou), která zase řídí TRIAC (používaný v AC), SCR nebo MOSFET (obvykle je jeden nebo několik paralelně k CC) přepnout a přejít z otevřeného na zavřené nebo naopak…
Výhody a nevýhody polovodičového relé
Jak si dokážete představit, polovodičové relé má výhoda oproti elektromechanickému relé, jako je:
- Menší velikost.
- Nízkonapěťový provoz s možností aktivace od 1,5V nebo méně.
- Jelikož neobsahuje pohyblivé části, je zcela tichý.
- Jsou rychlejší než magnetické, protože mají dobu odezvy v milisekundách.
- Tím, že nemají mechanické části, které se opotřebovávají nebo kontakty, které se zhoršují při vysokých proudech, jsou tato relé spolehlivější a odolnější.
- Výstupní odpor zůstává konstantní bez ohledu na použití.
- Spoje bez odskoků, zabraňující kolísání spínání kontaktů.
- Nevytvářejí jiskry ani elektrické oblouky, které mohou být nebezpečné v hořlavém prostředí.
- Odolnější vůči nárazům, vibracím atd., protože nemá žádné pohyblivé části, které by se mohly zlomit.
- Nevyzařují elektromagnetické vlny, které by mohly způsobit rušení jiných zařízení.
Jako všechno, také mají jeho nevýhody, jako:
- Vydávají teplo díky odporu, což znamená ztráty.
- Polarita výstupu může ovlivnit polovodičová relé, což se u elektromechanických nestává.
- Díky jejich výrazně rychlejší spínací schopnosti mohou polovodičová relé zaznamenat falešné spínání v důsledku přechodných zátěží.
- V případě poruchy mají tendenci zůstat v uzavřeném okruhu, zatímco elektromechanická relé mají tendenci zůstat v otevřeném stavu. To může být pro některé aplikace pozitivní, i když ne pro všechny...
aplikace
Lze použít polovodičové relé (SSR). velké množství aplikací, jako:
- Řízení zátěže stejnosměrného i střídavého proudu pro ovládání elektrických ohřívačů, osvětlení, motorů, spotřebičů, vytápění, chlazení, vodních čerpadel pro zavlažování atd. Lze je například použít v obvodu, který pomocí teplotního čidla aktivuje ventilátor, pokud teplota stoupne na určité stupně.
- Průmyslová automatizace. Protože se jedná o proudově řízené spínače, lze je použít v průmyslových řídicích systémech pro automatizaci strojů a procesů.
- Lékařské vybavení, jako jsou přístroje MRI, zařízení pro klinickou analýzu a systémy fyzikální terapie pro ovládání napájení a zařízení těchto zařízení.
- Odporové a reaktivní řízení zátěže. Polovodičová relé jsou užitečná v aplikacích, kde je třeba přepínat odporové zátěže (jako jsou ohřívače) a reaktivní zátěže (jako jsou motory) kvůli jejich schopnosti zvládnout širokou škálu typů zátěží.
- Dopravní systémy, jako například v železniční a veřejné dopravě, se SSR používají k ovládání signálů, osvětlení a systémů řízení dopravy.
- Ostatní…
Kde koupit polovodičové relé?
Pokud chcete, aby koupit polovodičové relé, můžete jej koupit za velmi málo ve specializovaných obchodech nebo na online prodejních platformách, jako je Amazon:
Použijte polovodičové relé s Arduinem
Chcete-li použít polovodičové relé s Arduinem, je připojení velmi jednoduché, zvláště pokud používáte modul SSR. Chcete-li připojit toto relé k desce Arduino, musíte proveďte následující připojení:
- DC+: tento reléový vstup je připojen k 5V konektoru desky Arduino.
- DC-: Tento druhý vstup relé se připojuje ke GND nebo zemnímu spojení desky Arduino.
- CH1: pokud se jedná o jednokanálové polovodičové relé, jako je to, které uvedeme jako příklad, tento reléový vstup bude připojen k digitálnímu výstupu Arduino pro ovládání, například D9.
- NO/C: jsou to výstupy polovodičového relé, které bude připojeno k zařízení, které chceme ovládat. Například žárovka. Vezměte v úvahu datový list relé, které si koupíte, a stanovené limity. Někteří tolerují například pouze zátěž 250V AC a maximální intenzitu 2A, tu hlídejte, nepřekračujte...
Když jsme to řekli, teď se podívejme jak by se to naprogramovalopomocí tohoto jednoduchého příkladu 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
}
Jak vidíte, je to velmi jednoduchý kód, takže jej můžete upravit a naučit se používat relé. V tomto případě jsme jednoduše vytvořili smyčku, takže relé neustále přechází z jednoho stavu do druhého...