Un твърдотелно реле или SSR (Solid State Relay), е устройство, което служи за същата цел като конвенционалното реле, но има някои предимства пред него, както ще видите в тази статия. Ако не помните добре какво е реле или за какво служи, можете също Вижте повече информация в тази друга статия.
Като казахме това, нека видим всичко, което трябва да знаете за това електронно устройство:
Какво е електромеханично реле?
Un електромагнитно реле, често наричан просто реле, е електромеханично устройство, използвано за управление на електрическа верига чрез използването на електромагнитна намотка. Това е основно превключвател, който се управлява чрез прилагане или премахване на електрически ток в намотката на релето. Когато намотката е под напрежение, тя създава магнитно поле, което привлича или отблъсква лост или превключвател вътре в релето, отваряйки или затваряйки електрическите контакти, в зависимост от това дали са NC или NO, както видяхме в другата статия, която ви препоръчвам прочетете в началото.
Тези релета се използват в различни приложения за изпълнение на функции като превключване на електрически вериги с висока мощност или електрическа изолация между две вериги, които работят с различни видове ток, като DC и AC. Те са особено полезни в ситуации, когато трябва да контролирате верига от разстояние или когато искате да изолирате управляваща верига от такава с по-висока мощност. Релетата могат да бъдат намерени в широка гама от устройства и системи, от домакински уреди и индустриално оборудване до системи за управление и автоматизация.
Какво е твърдотелно реле?
Un Твърдо състояние реле е електронно превключващо устройство, което позволява протичането на електрически ток, когато слаб ток е приложен към неговите контролни клеми, или го предотвратява, когато не е приложен ток. Тоест в този смисъл той е много подобен на работата на конвенционалното реле.
Тези релета в твърдо състояние включват сензор, който реагира на управляващ сигнал, електронен превключвател в твърдо състояние, който управлява веригата на натоварване, и механизъм за свързване, който активира превключвателя без необходимост от движещи се механични компоненти, както в случая с електромагнитните. От друга страна, тези релета могат да бъдат проектирани да превключват както AC, така и DC ток.
За да направите това възможно без движещи се части, силови полупроводници, като тиристори и транзистори, за управление на токове с интензитет до повече от 100 ампера. Освен това, тъй като са в твърдо състояние, те се характеризират със способността си да превключват при много високи скорости, от порядъка на милисекунди, в сравнение с електромеханичните релета, и нямат механични контакти, които се износват с времето. Това обаче не са всички предимства, както ще видим по-късно.
За електрическа изолация между двете вериги управляващият сигнал е свързан към управляващата верига и повечето SSR използват оптично свързване. Това означава, че управляващото напрежение активира вътрешен светодиод, който свети и активира фоточувствителен диод (фотоволтаичен), който от своя страна управлява TRIAC (използван в AC), SCR или MOSFET (обикновено има един или няколко паралелно на CC) за превключване и преминаване от отворен към затворен или обратното...
Предимства и недостатъци на твърдотелно реле
Както можете да си представите, полупроводниковото реле има ventajas спрямо електромеханично реле, като например:
- По-малък размер.
- Работа при ниско напрежение, с възможно активиране от 1,5 V или по-малко.
- Тъй като не включва движещи се части, той е напълно безшумен.
- Те са по-бързи от магнитните, тъй като имат време за реакция от милисекунди.
- Като нямат механични части, които се износват или контакти, които се влошават при високи токове, тези релета са по-надеждни и издръжливи.
- Изходното съпротивление остава постоянно независимо от употребата.
- Връзки без отскачане, избягване на колебания в превключването на контактите.
- Те не произвеждат искри или електрически дъги, които могат да бъдат опасни в запалими среди.
- По-устойчив на удари, вибрации и др., тъй като няма движещи се части, които могат да се счупят.
- Те не излъчват електромагнитни вълни, които биха могли да причинят смущения в други устройства.
Както всичко, те също имат неговите недостатъци, като:
- Те отделят топлина поради съпротивление, което означава загуби.
- Полярността на изхода може да повлияе на полупроводниковите релета, нещо, което не се случва в електромеханичните.
- Поради тяхната значително по-бърза способност за превключване, полупроводниковите релета могат да получат фалшиво превключване в резултат на преходни натоварвания.
- Те са склонни да останат в затворена верига в случай на повреда, докато електромеханичните релета са склонни да останат в отворено състояние. Това може да е положително за някои приложения, но не за всички...
приложения
Твърдотелни релета (SSR) могат да се използват в множество приложения, като:
- Контрол на натоварването както в DC, така и в AC, за управление на електрически нагреватели, осветление, двигатели, уреди, отопление, охлаждане, водни помпи за напояване и др. Например, те могат да се използват във верига, която активира вентилатор, ако температурата се покачи до определени градуси, използвайки температурен сензор.
- Индустриална автоматизация. Тъй като те са ключове, управлявани от ток, те могат да се използват в индустриални системи за управление за автоматизация на машини и процеси.
- Медицинско оборудване като машини за ЯМР, оборудване за клиничен анализ и системи за физиотерапия за контрол на мощността и устройствата на това оборудване.
- Резистивен и реактивен контрол на товара. Релетата в твърдо състояние са полезни в приложения, при които трябва да се превключват резистивни товари (като нагреватели) и реактивни товари (като двигатели), поради способността им да се справят с голямо разнообразие от видове товари.
- Транспортни системи, като например приложения за железопътен и обществен транспорт, SSRs се използват за управление на сигнали, осветление и системи за контрол на трафика.
- Други ...
Къде да купя твърдотелно реле?
Ако искате купете твърдотелно реле, можете да го купите за много малко в специализирани магазини или в онлайн платформи за продажба като Amazon:
Използвайте полупроводниковото реле с Arduino
За да използвате твърдотелно реле с Arduino, връзката е много проста, особено ако използвате SSR модул. За да свържете това реле към платката Arduino, трябва направете следните връзки:
- DC+: този релеен вход е свързан към 5v връзката на платката Arduino.
- DC-: Този друг вход на релето се свързва към GND или земната връзка на платката Arduino.
- CH1: ако това е едноканално твърдотелно реле, като това, което ще дадем като пример, този релеен вход ще бъде свързан към цифров изход на Arduino за управление, например D9.
- NO/C: те са изходите на полупроводниковото реле, което ще бъде свързано към устройството, което искаме да управляваме. Например електрическа крушка. Вземете предвид листа с данни на релето, което купувате, и наложените ограничения. Например, някои понасят само натоварване от 250 V AC и максимален интензитет от 2 A, уверете се, че не го надвишавате...
Като каза това, сега да видим как ще бъде програмиран, използвайки тази проста примерна скица:
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 }
Както можете да видите, това е много прост код, така че можете да го промените и да научите как да използвате релето. В този случай ние просто сме създали цикъл, така че релето постоянно да преминава от едно състояние в друго...