Relay Keadaan Pepejal DIY: Petunjuk Pemasangan dan Petua Sambungan

Solid State Relay (TTR) adalah peranti dari rangkaian komponen elektronik tindakan bukan mekanikal. Kekurangan mekanik membuka lebih banyak peluang bagi pencinta elektronik untuk membuat geganti keadaan pepejal dengan tangan mereka sendiri untuk kegunaan peribadi.

Pertimbangkan kemungkinan ini dengan lebih terperinci.

Reka bentuk dan prinsip operasi TTR

Sekiranya sebahagian besar elektronik sedemikian secara tradisional mengandungi bahagian bergerak dari kumpulan hubungan, geganti keadaan pepejal sama sekali tidak mempunyai bahagian seperti itu. Menukar litar dengan litar peranti dilakukan mengikut prinsip kunci elektronik. Dan peranan kunci elektronik biasanya dimainkan oleh semikonduktor yang terdapat di dalam badan geganti - transistor kuasa, triac, thyristor.

Sebelum anda membuat relay keadaan pepejal sendiri, adalah logik untuk membiasakan diri dengan reka bentuk asas peranti sedemikian, untuk memahami prinsip operasi mereka.

Relay keadaan pepejal dari pelbagai konfigurasi dihasilkan oleh industri, direka untuk keadaan praktikal yang paling pelbagai. Pelbagai pilihan pengubahsuaian

Dalam rangka kajian yang ketat terhadap peranti, perlu segera menunjukkan kelebihan TTR:

• pensuisan beban tinggi;
• kelajuan beralih tinggi;
• pengasingan galvanik yang sempurna;
• keupayaan untuk menahan beban yang tinggi secara ringkas.

Di antara struktur mekanikal, tidak mustahil untuk mencari geganti dengan parameter yang serupa. Secara umum, kelebihan berbanding dengan mekanikal relay keadaan pepejal dinyatakan oleh senarai yang mengagumkan.

Dua peranti elektronik yang secara fungsional menyediakan peralihan litar: di sebelah kiri dibuat berdasarkan reka bentuk keadaan pepejal, di sebelah kanan adalah sistem peralihan mekanikal tradisional

Keadaan operasi untuk TTR secara praktikal tidak mengehadkan penggunaan peranti ini. Selain itu, ketiadaan bahagian mekanikal yang bergerak mempengaruhi jangka hayat peranti.Oleh itu, ada sebab untuk mengatasi relay keadaan pepejal - untuk memasang peranti dengan tangan anda sendiri.

Namun, secara adil, bersama dengan aspek positif, perlu diketahui sifat relay, yang dicirikan sebagai kekurangan. Jadi, untuk operasi peranti yang kuat, sebagai peraturan, diperlukan komponen tambahan struktur, yang dirancang untuk menghilangkan panas.

Sekiranya menukar beban yang kuat, relay keadaan pepejal hampir selalu dilengkapi dengan radiator penyejuk yang kuat. Titik ini merumitkan penggunaan TTR.

Radiator penyejukan relay keadaan pepejal mempunyai dimensi keseluruhan beberapa kali lebih besar daripada dimensi TTR, yang mengurangkan kemudahan dan rasional pemasangan.

Peranti TTR semasa operasi (dalam keadaan tertutup) memberikan arus kebocoran terbalik dan menunjukkan ciri voltan arus tidak linear. Tidak semua relay keadaan pepejal dapat digunakan tanpa sekatan dalam ciri voltan yang dihidupkan.

Reka bentuk untuk digunakan hanya dalam litar di mana kuasa dibekalkan oleh arus terus. Biasanya, peranti ini dibezakan oleh dimensi kecil dan daya beralih yang rendah

Jenis peranti tertentu direka untuk menukar arus terus sahaja. Pengenalan relay keadaan pepejal di litar biasanya memerlukan langkah tambahan yang bertujuan untuk menyekat penggera palsu.

Relay keadaan pepejal sering dijumpai sama panel elektrik apartmen.

Bagaimana relay keadaan pepejal berfungsi?

Isyarat kawalan (biasanya voltan rendah, yang berasal, misalnya, dari pengawal kawalan) dibekalkan kepada LED pasangan optoelektronik yang terdapat dalam litar TTR. LED mula memancarkan cahaya ke arah photodiode, yang pada gilirannya terbuka dan mula mengalirkan arus.

Skema TTR umum, yang dengan jelas menunjukkan bagaimana fungsi alat elektronik: 1 - sumber voltan kawalan; 2 - optocoupler di dalam perumahan geganti; 3 - memuatkan sumber semasa; 4 - beban

Arus yang melalui fotodioda datang ke elektrod kawalan transistor kunci atau thyristor. Kunci dibuka, menutup litar beban.

Ini adalah bagaimana fungsi pertukaran peranti berfungsi. Semua elektronik secara tradisional dilampirkan dalam kandang monolitik. Oleh itu, sebenarnya, peranti itu dipanggil relay keadaan pepejal.

Cara menyambung relay keadaan pepejal boleh didapati di barang ini.

Suis Keadaan Pepejal

Seluruh rangkaian peranti yang ada dapat dibahagikan secara bersyarat kepada beberapa kumpulan berdasarkan kategori beban yang disambungkan, ciri kawalan voltan dan pensuisan.

Oleh itu, sebanyak tiga kumpulan akan diambil:

1. Peranti yang beroperasi di litar DC.
2. Peranti yang beroperasi di litar AC.
3. Reka bentuk universal.

Kumpulan pertama diwakili oleh peranti dengan parameter voltan kawalan kerja 3 - 32 volt. Ini adalah elektronik bersaiz kecil, dikurniakan dengan petunjuk LED, mampu berfungsi tanpa gangguan pada suhu -35 / +75 ºС.

Reka bentuk peranti elektronik yang meluas untuk digunakan dalam rangkaian elektrik fasa tunggal. Pilihan reka bentuk lain juga dijumpai, tetapi lebih jarang.

Kumpulan kedua - peranti yang direka untuk pemasangan di rangkaian AC. Berikut adalah reka bentuk TTR untuk pemasangan di rangkaian AC, yang dikendalikan oleh voltan 24 - 250 volt. Terdapat peranti yang mampu menukar beban kuasa tinggi.

Kumpulan ketiga adalah peranti sejagat. Litar jenis peranti ini menyokong penalaan manual untuk digunakan dalam keadaan tertentu.

Sekiranya anda bermula dari sifat beban yang disambungkan, anda harus membezakan dua jenis relay AC keadaan pepejal: fasa tunggal dan tiga fasa. Kedua-dua jenis ini dirancang untuk menukar beban yang cukup kuat pada arus 10 - 75 A.Dalam kes ini, nilai semasa jangka pendek puncak dapat mencapai 500 A.

Versi yang meluas untuk digunakan dalam rangkaian elektrik tiga fasa. Selalunya digunakan sebagai pengatur linier pemanas elektrik yang kuat (SEPULUH)

Litar aruhan kapasitif, resistif, boleh bertindak sebagai beban yang dihidupkan oleh relay keadaan pepejal. Reka bentuk suis membolehkan anda mengawal dengan lancar, contohnya, elemen pemanasan, lampu pijar, motor elektrik tanpa bunyi yang tidak perlu.

Kebolehpercayaan cukup tinggi. Tetapi dalam banyak cara, kestabilan dan ketahanan relay keadaan pepejal bergantung pada kualiti pengeluaran. Oleh itu, peranti yang dihasilkan di bawah tanda dagangan Impuls tertentu sering ditandai dengan jangka hayat yang pendek.

Sebaliknya, produk Schneider Electric tidak perlu dikritik.

Bagaimana membuat TTR dengan tangan anda sendiri?

Memandangkan ciri reka bentuk peranti (monolit), litar tidak dipasang pada papan teksol, seperti biasa, tetapi pada pemasangan di dinding.

Inilah rupa reka bentuk relay keadaan pepejal buatan sendiri. Mudah melakukan sesuatu seperti ini Hanya kemahiran asas jurutera elektronik dan juruelektrik yang diperlukan. Kos bahan kecil

Terdapat banyak penyelesaian litar ke arah ini. Pilihan khusus bergantung pada daya beralih yang diperlukan dan parameter lain.

Komponen elektronik untuk pemasangan litar

Senarai elemen litar mudah untuk pembangunan praktikal dan pembinaan relay keadaan pepejal dengan tangan anda sendiri adalah seperti berikut:

1. Jenis optocoupler MOS3083.
2. Jenis Triac VT139-800.
3. Transistor siri KT209.
4. Perintang, diod Zener, LED.

Semua komponen elektronik ini disolder dengan pemasangan permukaan mengikut rajah berikut:

Gambarajah skematik geganti keadaan pepejal berkuasa rendah untuk pemasangan DIY. Sebilangan kecil bahagian dan pemasangan berengsel sederhana membolehkan pematerian litar tanpa kesukaran

Oleh kerana penggunaan optocoupler MOS3083 dalam litar penjanaan isyarat kawalan, voltan input boleh berbeza dari 5 hingga 24 volt.

Dan kerana rantai, yang terdiri daripada diod zener dan perintang penghad, arus yang melewati LED kawalan dikurangkan ke tahap minimum yang mungkin. Penyelesaian ini memberikan jangka hayat LED kawalan yang lama.

Memeriksa litar pemasangan untuk kebolehoperasian

Litar pemasangan mesti diperiksa untuk dikendalikan. Tidak perlu menyambungkan voltan beban 220 volt ke litar pensuisan melalui triac. Cukup untuk menyambungkan alat ukur - penguji selari dengan garisan pensuisan triac.

Memeriksa prestasi relay keadaan pepejal menggunakan alat pengukur. Sekiranya voltan kawalan diterapkan pada input peranti, peralihan triac mesti terbuka

Mod pengukuran penguji mesti ditetapkan ke "mOhm" dan menggunakan kuasa (5-24V) ke litar penjanaan voltan kawalan. Sekiranya semuanya berfungsi dengan betul, penguji harus menunjukkan perbezaan rintangan dari "mOhm" hingga "kOhm."

Perumahan monolitik

Plat aluminium setebal 3-5 mm akan diperlukan di bawah pangkal geganti keadaan pepejal masa depan. Dimensi plat tidak kritikal, tetapi mesti mematuhi syarat untuk penyingkiran haba yang cekap dari triac semasa elemen elektronik ini dipanaskan.

Rangka untuk menuangkan casing peranti masa depan. Dibuat dari jalur kadbod atau bahan lain yang sesuai. Ia dipasang pada substrat aluminium dengan gam sejagat.

Permukaan plat aluminium hendaklah rata. Selain itu, perlu memproses kedua-dua belah pihak - untuk mengupas dengan kertas pasir halus, cat.

Pada tahap berikutnya, pelat yang disiapkan dilengkapi dengan "bekisting" - batas yang terbuat dari kadbod atau plastik dilekatkan di sekitar perimeter. Itu mestilah sejenis kotak, yang kemudiannya akan dipenuhi dengan epoksi.

Litar elektronik relay keadaan pepejal yang dipasang oleh "kanopi" diletakkan di dalam kotak yang dibuat. Hanya triac yang diletakkan di permukaan plat aluminium.

Memperbaiki triac pada substrat aluminium. Syarat utama ialah komponen elektronik ini mesti ditekan dengan kuat ke dasar logam. Ini adalah satu-satunya cara untuk memastikan pelesapan haba berkualiti tinggi dan operasi yang boleh dipercayai.

Tidak ada bahagian atau konduktor litar lain yang boleh menyentuh substrat aluminium. Triac digunakan pada aluminium oleh bahagian badan, yang dirancang untuk pemasangan pada radiator.

Anda harus menggunakan pasta pengalir haba di kawasan hubungan badan triac dan substrat aluminium. Sebilangan jenama triac dengan anod tidak berlindung mesti diletakkan melalui pad mika.

Pilihan untuk memasang triac ke substrat menggunakan rivet. Di bahagian belakang, paku keling rata dengan permukaan substrat

Triac mesti ditekan dengan kuat ke pangkal dengan beberapa jenis berat dan diisi dengan gam epoksi di sekeliling perimeter atau diikat dengan cara tertentu tanpa mengganggu permukaan belakang substrat (misalnya, paku keling).

Penyediaan kompaun dan pengisian badan

Untuk pembuatan badan pepejal peranti elektronik, campuran sebatian akan diperlukan. Komposisi campuran sebatian berdasarkan dua komponen:

1. Resin epoksi tanpa pengeras.
2. Serbuk alabaster.

Berkat penambahan alabaster, master menyelesaikan dua masalah sekaligus - dia menerima jumlah kompaun pengisi yang lengkap dengan penggunaan resin epoksi nominal dan mewujudkan pengisian konsistensi yang optimum.

Campuran mesti dicampurkan dengan teliti, selepas itu anda boleh menambahkan pengeras dan mencampurkan lagi dengan teliti. Seterusnya, pasang dengan teliti pemasangan "terpasang di dinding" di dalam kotak kadbod dengan kompaun yang dibuat.

Ini adalah seperti contoh relay keadaan pepejal yang dipasang oleh anda sendiri. Agak luar biasa dan tidak begitu rapi, tetapi cukup dipercayai

Isi dilakukan ke tingkat atas, hanya tinggal sebahagian kepala LED kawalan di permukaan. Pada mulanya, permukaan kompaun mungkin tidak kelihatan licin sepenuhnya, tetapi setelah beberapa lama gambar akan berubah. Tinggal hanya menunggu pelakon mengukuhkan sepenuhnya.

Sebenarnya, anda boleh menggunakan penyelesaian pemutus yang sesuai. Kriteria utama adalah bahawa komposisi pemutus tidak boleh konduktif elektrik, dan tahap kekukuhan pemutus yang baik harus terbentuk setelah pemejalan. Sarung relay keadaan pepejal yang dibentuk adalah sejenis perlindungan litar elektronik daripada kerosakan fizikal yang tidak disengajakan.

Kesimpulan dan video berguna mengenai topik tersebut

Video ini menunjukkan bagaimana dan berdasarkan komponen elektronik mana relay keadaan pepejal dapat dibuat. Penulis dengan jelas membicarakan semua butir-butir praktik pembuatan yang dia sendiri temui semasa pembuatan suis elektronik:

Video mengenai masalah yang mungkin anda hadapi setelah memperoleh TTR fasa tunggal dari penjual dari China. Sepanjang perjalanan, melakukan semakan terhadap peranti beralih peranti:

Pembuatan sendiri relay keadaan pepejal adalah penyelesaian yang mungkin, tetapi berkenaan dengan produk di bawah voltan rendah, memakan tenaga yang agak rendah.

Sukar untuk membuat peranti voltan tinggi yang lebih berkuasa dengan tangan anda sendiri. Dan usaha kewangan ini akan menelan belanja yang sama dengan anggaran kilang. Oleh itu, jika perlu, lebih mudah untuk membeli peranti industri siap pakai.

Sekiranya anda mempunyai pertanyaan mengenai pemasangan relay keadaan pepejal, tanyakan pada kotak komen, dan kami akan cuba memberikan jawapan yang sangat jelas. Di sana anda boleh berkongsi pengalaman relai pembuatan sendiri atau memberikan maklumat berharga mengenai topik artikel.