Kako narediti DIY polprevodniški rele z uporabo TRIAC

Kupite lahko tako mehanske kot polprevodniške relejne module. Vendar pa so polprevodniški releji novejši in stanejo nekoliko dražje od tradicionalnih relejnih stikalnih modulov, ki jih morda že uporabljate v svojih pametnih stikalih DIY ali projektih za avtomatizacijo doma.

V tem priročniku bomo zgradili polprevodniški rele iz le nekaj lahko dostopnih komponent. Te DIY polprevodniške releje lahko uporabite v proizvodnem okolju in v projektih za avtomatizacijo doma ali pametna stikala.

Polprevodniški rele proti mehanskemu releju: hitra primerjava

Za razliko od mehanskih relejnih stikal, polprevodniški rele nima gibljivih delov. To je podobno primerjavi mehanskega trdega diska in pogona SSD, ki je veliko hitrejši in energetsko učinkovit.

Podobno polprevodniški rele (SSR) deluje hitreje in ne porablja energije, ko ni v uporabi ali izklopljen. Deluje ali se vklopi, ko sprožilno napetost zagotavlja priključen MCU. Najpomembneje je, da polprevodniški rele zavzema manjši odtis in ob sprožitvi ne oddaja nobenega klikanja.

SSR se lahko uporablja tudi za induktivno preklapljanje obremenitve. Vendar morate dodati a snubber vezje na SSR, da preprečite poškodbe TRIAC (trioda za izmenični tok). To morda ni potrebno v nekaterih TRIAC-ih, kot je BTA16.

Prav tako je gradnja polprevodniškega releja cenejša od nakupa enega ali izdelave mehanskega relejnega modula. Zgradili smo jih nekaj in jih zadnjih nekaj mesecev uporabljamo v produkcijskem okolju. Delujejo zanesljivo bolj gladko brez težav do danes.

Izdelava AC polprevodniškega releja z uporabo TRIAC

Glede na vaše zahteve se lahko odločite za izdelavo enokanalnega, dvokanalnega ali večkanalnega polprevodniškega releja. Za izdelavo enokanalnega polprevodniškega releja boste potrebovali naslednje komponente:

• 220 ohm ¼ vatni upor
• 1K ¼ vatni upor
• BT136 ali podoben TRIAC
• MOC3021 optični sklopnik
• Vijačni terminal
• Dvopolni moški konektor berg trak
• PCB splošnega namena
• 6-pinska osnova IC (izbirno)
• Hladilnik (izbirno, vendar priporočljiv za vožnjo težjih bremen)
• LED (neobvezno)
• Spajkalnik in spajkalnik

Prav tako boste morali naučite se spajkati, če tega še nikoli niste storili, za izdelavo tega DIY polprevodniškega relejnega modula.

korak: Spajkajte komponente na PCB

Pridobite ploščo PCB za splošne namene in povežite vse komponente, kot je prikazano na naslednjem diagramu.

Tako naj bi izgledalo po sestavljanju in spajkanju potrebnih komponent na plošči.

2. korak: Preizkusite polprevodniški rele

Za testiranje DIY polprevodniškega releja potrebujete nekaj žic in napajalnik 3,3 V ali 5 V. Uporabite lahko katero koli 3,3 V baterijo ali MCU, kot je NodeMCU, D1 Mini, Arduino Uno itd., Za oskrbo s sprožilno napetostjo, potrebno za testiranje stikala polprevodniškega releja.

Testiranje in namestitev polprevodniškega releja vključuje ravnanje z napajalnikom 110V-240V AC. Nadaljujte le, če veste, kaj počnete. To bi lahko bilo smrtno, če se ne naredi previdno.

1. Pridobite podaljšek in se prepričajte, da ni priključena ali priključena na AC vtičnico.
2. Pridobite AC napravo, kot je ventilator ali žarnica.
3. Vzemite dve žici in ju povežite z izmeničnim tokom, npr. ventilator ali žarnica.
4. Priključite eno od žic, povezanih z AC obremenitvijo, na vijačni priključek (T1) polprevodniškega releja.
5. Vzemite še eno žico in en konec povežite z vijačnim priključkom polprevodniškega releja (T2), drugega pa z vtičnico podaljške plošče. To bi moralo izgledati kot naslednji diagram. Prepričajte se, da so povezave varne, da preprečite kratke stike.
6. Zdaj povežite dva terminala 3,3 V baterije ali 3,3 V in GND terminala MCU na vhodne zatiče polprevodniškega releja, kot je prikazano na diagramu. Če uporabljate MCU, uporabite DuPont žice. Prepričajte se tudi, da je polarnost pravilna, kot je prikazano na diagramu.
7. Priključite podaljšek v stikalo AC in ga vklopite.
8. Obremenitev se mora vklopiti. Če odklopite napajanje 3,3 V z vhodnih sponk polprevodniškega releja, bi se morala obremenitev izklopiti.

Delovanje polprevodniškega releja

Ko se polprevodniški rele napaja s sprožilno napetostjo 3,3 V, se notranja LED ali IR LED v optični sklopki vklopi in začne oddajati svetlobo optičnemu senzorju, ki je priključen na pin 4 in pin 6.

Posledično se upor med zatičem 4 in nožem 6 zmanjša, kar sproži TRIAC in vklopi priključeno obremenitev AC. Optospojnik pomaga ločiti visokonapetostna in nizkonapetostna vezja in tako varuje Arduino ali MCU pred kakršnimi koli motnjami ali poškodbami.

3. korak: seznanite polprevodniški rele z Arduinom ali ESP8266

Sedaj lahko priključite polprevodniški rele na Arduino ali drug MCU. Namesto treh premostitvenih žic za mehanski rele potrebujete samo dve za SSR: eno za vhodni signal (3,3 V) in drugo za ozemljitev (GND).

Glede na obremenitev lahko izberete TRIAC z večjo obremenitvijo, kot je BTA16, s hladilnim odvodom za izdelavo polprevodniških relejev za velike obremenitve (2000 W ali več). Ne pozabite uporabiti vezja dušilca, če boste uporabljali SSR za induktivno preklapljanje obremenitve, na primer za motor ali črpalko.

Uporabite DIY polprevodniške releje za izdelavo pametnih stikal

Te polprevodniške relejne module lahko uporabite v projektih pametnega doma. Module pametnega stikala, ki jih poganja ESP12, lahko oblikujete z integriranim polprevodniškim relejem z orodjem za skiciranje elektronike Fritzing. Ko je izdelan, lahko tiskano vezje natisnete pri ponudniku storitev za izdelavo prototipov/proizvodnji PCB ali pa preprosto nadaljujete z uporabo PCB-jev splošnega namena.

Ta rele lahko uporabite za zgradite pametno stikalo za luči, ki zaznava gibanje ali stikala Wi-Fi in jih namestite v vaš dom ali pisarno. Pametne naprave vam lahko pomagajo zmanjšati izgubo energije v znatni meri, poleg tega pa so priročne za uporabo. Poleg tega lahko tudi na Raspberry Pi nastavite strežnik Home Assistant dodati avtomatizacijo.

Zamenjajte mehanske releje s polprevodniškimi releji

Zdaj, ko ste se naučili graditi polprevodniške releje, lahko svoje mehanske releje zamenjate s SSR za učinkovito preklapljanje in se izognete hrupu klikanja. Z manjšim odtisom v primerjavi z mehanskimi releji lahko načrtujete in izdelate prototipe ali pametna stikala v veliko manjših 3D natisnjenih ohišjih za vaš projekt pametnega doma.

Kako svoji klimatski napravi dodati nadzor Wi-Fi in jo narediti pametno

Preberite Naprej