Relay Knowledge Base

<i>Relé. Zařízení a princip činnosti. Elektromagnetická a polovodičová relé.</i>

Teorie

KOMPONENTY

ARDUINO

• Co je Arduino?
• Vývojové prostředí Arduino IDE
• Porovnání desek Arduino. Kterou si vybrat?
• Jak flashovat desku Arduino pomocí jiného Arduina (ArduinoISP)
• Online služba TinkerCAD – emulátor Arduino
• Smíšené vizuální vývojové prostředí pro Arduino
• Konfigurace podpory pro čip STM32F103C8T6 s Arduino IDE

MALINA

ROZHRANÍ PRO PŘENOS DAT

Relé je elektricky ovládaný, mechanický spínač. Uvnitř tohoto pouzdra je elektromagnet, když do něj zasáhne elektrický proud, spustí se, v důsledku čehož je kotva přitahována k elektromagnetu a kontaktní skupina uzavře nebo otevře napájecí obvod zátěže.

Jednoduše řečeno: Tím, že relé dodává určitý proud do elektrického obvodu, sepne (otevře) jiný elektrický obvod. Schéma pro přehlednost:

Relé má 2 samostatné obvody: ovládací obvod (kontakty A1, A2) a ovládaný obvod (kontakty 1, 2, 3). Řetězy nejsou navzájem nijak spojeny.

Mezi kontakty A1 и A2 je instalováno kovové jádro, když protéká proud, kterým je k němu přitahována pohyblivá kotva (2). Kontakty 1 и 3 bez hnutí. Za zmínku stojí, že kotva je odpružená a dokud nepropustíme proud jádrem, kotva bude držena přitisknutá ke kontaktu 3. Při použití proudu, jak již bylo zmíněno, se jádro změní na elektromagnet a je přitahováno ke kontaktu 1. Když je bez napětí, pružina vrací kotvu opět do kontaktu 3.

ELEKTROMAGNETICKÉ RELÉ

Aktivně se používá k ovládání různých akčních členů, spínacích obvodů a ovládacích zařízení v elektronice. elektromagnetické relé.

Konstrukce relé je poměrně jednoduchá. Jeho základem je naviják, skládající se z velkého počtu závitů izolovaného drátu.

Instalováno uvnitř cívky tyč z měkkého železa. Výsledkem je elektromagnet. Součástí konstrukce relé je také kotva. Je připojen k pružinový kontakt. Samotný pružinový kontakt je připevněn k jho. Spolu s tyčí a kotvou tvoří třmen magnetický obvod.

Pokud je cívka připojena ke zdroji proudu, výsledné magnetické pole zmagnetizuje jádro. Ten zase přitahuje kotvu. Kotva je namontována na pružinovém kontaktu. Dále se pružinový kontakt sepne dalším pevným kontaktem. V závislosti na provedení relé může kotva mechanicky ovládat kontakty odlišně.

Zařízení elektromagnetického relé

Ve většině případů je relé namontováno v ochranném krytu. Může být kovový nebo plastový. Podívejme se na reléové zařízení jasněji na příkladu importovaného elektromagnetického relé. Pojďme se podívat na to, co je uvnitř tohoto relé.

Toto relé nemá ochranný kryt. Jak vidíte, relé má cívku, tyč, pružinový kontakt, na kterém je připevněna kotva, a také ovládací kontakty.

Na schematických diagramech je určeno elektromagnetické relé takto:

Symbol relé ve schématu se skládá ze dvou částí. Jeden kus (Z1) je symbol pro elektromagnetickou cívku. Je označen jako obdélník se dvěma vývody. Druhá část (K1.1; K1.2) – jedná se o skupiny kontaktů ovládané relé. V závislosti na své složitosti může mít relé poměrně velký počet spínacích kontaktů. Jsou rozděleni do skupin. Jak vidíte, označení ukazuje dvě skupiny kontaktů (K1.1 a K1.2).

Jak relé funguje?

Princip činnosti relé názorně znázorňuje následující schéma. Je tam řídící obvod. Toto je samotné elektromagnetické relé K1, vypínač SA1 a baterie G1. Je zde také akční člen, který je ovládán relé. Výkonný okruh se skládá ze zátěže HL1 (signálka), kontakty relé K1.1 a baterie G2. Zatížení může být například elektrická lampa nebo elektromotor. V tomto případě se jako zátěž používá signální žárovka HL1.

Jakmile sepneme ovládací obvod vypínačem SA1, proud baterie G1 jde do relé K1. Relé bude fungovat a jeho kontakty K1.1 výkonný okruh je uzavřen. Zátěž bude napájena z baterie G2 a lampa HL1 se rozsvítí. Pokud obvod rozpojíte vypínačem SA1, pak s relé K1 napájecí napětí a kontakty relé budou odstraněny K1.1 znovu otevřít a lampu HL1 se vypne.

Spínané kontakty relé mohou mít vlastní konstrukci. Tak například rozlišují normálně otevřené kontakty, normálně zavřené kontakty и spínací kontakty (přepínací).

Normálně otevřené kontakty

Normálně otevřené kontakty – jedná se o kontakty relé, které jsou v rozepnutém stavu, dokud cívkou relé neprotéká proud. Zjednodušeně řečeno, když je relé vypnuté, kontakty jsou také otevřené. Ve schématech jsou relé s normálně otevřenými kontakty označena takto:

Normálně zavřené kontakty

Normálně zavřené kontakty – jedná se o kontakty relé, které jsou v sepnutém stavu, dokud cívkou relé nezačne protékat proud. Ukazuje se tedy, že když je relé vypnuto, kontakty jsou uzavřeny. Takové kontakty jsou znázorněny na schématech takto:

Přepínání kontaktů

Přepínání kontaktů – Jedná se o kombinaci normálně zavřených a normálně otevřených kontaktů. Spínací kontakty mají společný vodič, který přepíná z jednoho kontaktu na druhý.

Moderní rozšířená relé mají zpravidla spínací kontakty, ale mohou existovat i relé, která mají pouze normálně otevřené kontakty.

U importovaných relé jsou normálně otevřené kontakty relé označeny zkratkou NE. A normálně zavřené kontakty NC. Společný kontakt relé je zkrácen KOM (ze slova společný – “generál”).

Parametry elektromagnetických relé

Rozměry samotných relé zpravidla umožňují tisk jejich hlavních parametrů na pouzdro. Jako příklad uvažujme relé SONGLE SRD-12VDC-SL-C. Na jeho těle jsou napsány následující nápisy.

12VDC – je jmenovité provozní napětí relé (12V). Protože se jedná o stejnosměrné relé, je uvedena zkratka pro konstantní napětí (snížení DC znamená konstantní proud/napětí).

Dále na relé jsou uvedeny elektrické parametry jeho kontaktů. Je zřejmé, že výkon kontaktů relé může být odlišný. To závisí jak na celkových rozměrech kontaktů, tak na použitých materiálech. Při připojování zátěže ke kontaktům relé musíte znát výkon, pro který jsou určeny. Pokud zátěž spotřebovává více energie, než pro jaké jsou kontakty relé navrženy, zahřejí se, jiskří a „přilepí se“. Přirozeně to povede k rychlému selhání kontaktů relé.

U relé jsou zpravidla uvedeny parametry variabilní a konstantní proudu, který kontakty vydrží.

Například reléové kontakty SONGLE SRD-12VDC-SL-C jsou schopné spínat střídavý proud v 10 A a napětí 125 V / 250 V. Tyto parametry jsou zašifrovány v nápisu 10A 250VAC / 10A 125VAC (snížení AC znamená střídavý proud).

Relé je také schopno spínat stejnosměrný proud silou 10 A a napětí 28 B. Svědčí o tom nápis 10A 28VDC. To byly výkonové charakteristiky relé, respektive jeho kontaktů.

PEVNÉ RELÉ

Polovodičové relé (SSR) – Elektronické zařízení, typ relé bez mechanických pohyblivých částí, které zapíná a vypíná obvod s vysokým výkonem pomocí nízkého napětí aplikovaného na ovládací svorky.

Polovodičové relé slouží k ovládání silových obvodů pomocí nízkonapěťového řídicího obvodu. Jako spínač výkonového obvodu se používají výkonné spínače na polovodičových strukturách vyrobené podle typu: tranzistor, tyristor nebo triak.

Polovodičové relé je ve skutečnosti analogem známého elektromechanické, ale vyrobené pomocí polovodičové technologie.

Taková relé mohou v závislosti na typu pracovat v obvodech variabilníA trvalý proud.

Princip činnosti polovodičového relé

Polovodičové relé funguje následovně: Řídicí signál je odeslán do LED. Optické záření způsobuje vzhled emf na fotodetektoru (fotodiod). Toto napětí je přiváděno do řídicího obvodu, který generuje signál pro ovládání výstupního spínače.

Veškerá práce polovodičového relé se tedy provádí v několika fázích oddělených od sebe:

• vstupní obvod (vyzařovací dioda);
• optická izolace;
• fotodioda s ovládací spouští (ovládací obvod);
• spínací obvod (triak);
• ochranný obvod výstupního spínače (varistor atd.).

V závislosti na účelu a parametrech polovodičového relé může mít různou konstrukci. Jak již bylo zmíněno, jako klíčový prvek výkonu, který spíná proud zátěže, lze použít triak, MIS tranzistor, tyristor, diodu, bipolární tranzistor nebo IGBT tranzistor. Díky tomu můžete najít v prodeji polovodičové relé pro jakýkoli úkol.

Základní parametry polovodičového relé:

• spínací napětí U_макс;
• spínací proud I_макс;
• řídicí signál;
• rychlost přepínání.

Kvalitativní rozdíly mezi polovodičovými relé a elektromechanickými

Proč polovodičová relé stále častěji nahrazují „klasická“ elektromechanická? Jak je známo, elektromechanická relé existuje mnoho nevýhod: dlouhá doba odezvy, pálení kontaktů (v důsledku toho nízká spolehlivost), odskakování kontaktů, jiskření (způsobuje rušení provozu zařízení).

Ve srovnání s elektromagnetickými relé mají polovodičová relé řadu nepochybných výhod výhody:

• Povolena je minimálně miliarda sepnutí, což je tisíckrát více než u běžných elektromechanických.
• Kompatibilní s úrovněmi logických čipů. To znamená, že SSR lze ovládat přímo z výstupu mikroobvodů.
• Nedostatek kontaktů a tím pádem i tlachání.
• Tichý chod, odolnost proti vibracím, vysoký výkon.
• Velmi nízká spotřeba energie.

Je třeba poznamenat, že polovodičová relé jsou velmi citlivá k překročení napětí i proudu. Proto při výběru polovodičového relé musíte vždy počítat s rezervou minimálně 20 %. Také tato zařízení se velmi bojí přehřátía během provozu se polovodičová struktura velmi zahřívá, takže je nutná přítomnost radiátoru. Velmi často je spínaný obvod bočníkem s varistorem na ochranu proti pulzním rázům.