Princip činnosti polovodičového jednofázového AC relé
Použijte SSR k ovládání vysoce výkonných zátěží pomocí Arduino, Raspberry Pi a dalších mikrokontrolérů.
Reléové moduly vám pomohou přepínat topná tělesa v rychlovarné konvici pro kutily, zapínat/vypínat osvětlení nebo řídit jednofázový elektromotor.
Seznam modelů
| model | Počet kanálů | Řídicí napětí | Spínací napětí | Spínací proud |
|---|---|---|---|---|
| SSR-1 D4810 | 1 | 3–32 V DC | 24–480 V AC | 10 A |
| SSR-1 D4825 | 1 | 3–32 V DC | 24–480 V AC | 25 A |
| SSR-1 D4840 | 1 | 3–32 V DC | 24–480 V AC | 40 A |
Přehled
Solid State Relay SSR (Solid State Relay) je elektronický spínač, který spíná napájecí napětí pomocí nízkého proudu. To umožňuje externím ovladačům, jako je Arduino nebo Raspberry Pi, ovládat výkonné domácí spotřebiče. V tomto případě není elektrické spojení mezi řídicí elektronikou a spínanou zátěží – žádné rušení neovlivní činnost zařízení.
- Pokud je na ovládacích kontaktech napětí, pak je mezi silovými kontakty elektrické spojení.
- Pokud na ovládacích kontaktech není žádné napětí, není mezi silovými kontakty žádné elektrické spojení.
Na rozdíl od mechanických relé nemají polovodičová relé řídicí cívku a pohyblivou skupinu kontaktů. Místo silových kontaktů je uvnitř modulu umístěn plošný spoj s polovodičovými součástkami. Díky tomu v okamžiku sepnutí nevzniká na kontaktech relé žádná jiskra ani elektrický oblouk a to umožňuje instalaci relé do výbušných prostor. Polovodičové reléové moduly mají také dlouhou životnost, vysoký výkon a zcela tichý provoz.
Polovodičová relé SSR-1 DA jsou jednofázová polovodičová relé s řízením Zero Cross Circuit. Při přivedení řídicího signálu spíná řídicí jednotka relé výstupní kontakty pouze při průchodu fáze sinusového napětí napájecí sítě nulou. To umožňuje snížit počáteční zapínací proud, snížit úroveň generovaného elektromagnetického rušení a zvýšit životnost spínaných zařízení.
Pracovní příklady
Podívejme se na pár příkladů práce s polovodičovými relé.
Jednoduchý vypínač
S relé můžete pracovat i bez mikrokontroléru. Sestavme si maketu osvětlovací soustavy, kde lze malým páčkovým vypínačem ovládat domácí žárovku na 220 V.
Co budete potřebovat?
- 1× polovodičové relé SSR-1 D4810
- 1× spínač
- 4× AA baterie
- Přihrádka na 1× 4×AA baterie
- 1× zásuvka E27 s výstupní vidlicí 220V
- 1× žárovka 220V s paticí E27
Schéma zařízení
Výsledek práce
Při sepnutí stavu malého páčkového spínače → řídicí napětí je přivedeno na ovládací kontakty relé → sepnou se výstupní kontakty relé → rozsvítí se nebo zhasne žárovka domácnosti.
Příklad práce s Arduinem
Proces zautomatizujeme, místo ručního ovládání přinutíme relé spínat kontakty podle daného algoritmu. Pro roli řadiče pro práci s polovodičovými relé zvažte platformu Arduino Uno.
Co budete potřebovat?
- 1× polovodičové relé SSR-1 D4810
- 1× Arduino Uno
- 1× USB kabel (A – B)
- 1× propojovací vodiče samec-samec (65 ks)
- 1× zásuvka E27 s výstupní vidlicí 220V
- 1× žárovka 220V s paticí E27
Schéma zařízení
Nastavení softwaru
Zdrojový kód
// GPIO pin ke kterému je relé připojeno constexpr auto PIN_RELAY = 4; void setup() < pinMode(PIN_RELAY, OUTPUT); >void loop() < // Aplikuje „vysokou“ úroveň na relé digitalWrite(PIN_RELAY, HIGH); // Čekání 1000 ms zpoždění(1000); // Aplikujte „nízkou“ úroveň na relé digitalWrite(PIN_RELAY, LOW); // Čekání 1000 ms zpoždění(1000); >
Výsledek práce
Po aktualizaci firmwaru Arduino změní domácí žárovka svůj stav každou sekundu.
Prvky desky
Napájecí kontakty
Výkonové kontakty se používají k připojení zátěže k otevřenému obvodu.
| kontakt | Funkce | Připojení |
|---|---|---|
| 1 | Svorka pro připojení zátěže nebo napájení. | Připojte k zátěži nebo napájení. |
| 2 | Svorka pro připojení zátěže nebo napájení. | Připojte k zátěži nebo napájení. |
Ovládací kontakty
Ovládací kontakty slouží k připojení ovládacího napětí.
| kontakt | Funkce | Připojení |
|---|---|---|
| 3 | Svorka pro připojení ovládacího napětí (+). | Připojte ke kladnému řídicímu napětí. |
| 4 | Svorka pro připojení ovládacího napětí (-). | Připojte k zápornému řídicímu napětí nebo k zemi. |
Indikační LED
Červená indikační LED bude indikovat aktuální stav relé:
- Svítí: na ovládacích kontaktech je napětí → výkonové kontakty relé jsou sepnuté.
- Nesvítí: na ovládacích kontaktech není žádné napětí → napájecí kontakty relé jsou rozepnuté.
Rozměrový výkres
Ресурсы
- Polovodičová relé v obchodě:
- SSR-1 D4810 (DC-AC / 10 A)
- SSR-1 D4825 (DC-AC / 25 A)
- SSR-1 D4840 (DC-AC / 40 A)
Dnes jsou v průmyslu široce používána jednofázová střídavá polovodičová relé. Tato zařízení jsou malých rozměrů a vysoce spolehlivá. Polovodičová relé (SSR) se snadno připojují a tuto práci zvládne i začínající elektrikář. Jediným faktorem, který brání širokému využití těchto zařízení v každodenním životě, je jejich vyšší cena ve srovnání s klasickými elektromechanickými zařízeními.
Princip činnosti
Polovodičové relé je určeno k ovládání elektrických obvodů. Na rozdíl od klasických relé nemají pohyblivé kontakty a ke spínání dochází pomocí polovodičových součástek. Většina modelů TSR má podobné obvody a změny provedené výrobci nemají prakticky žádný vliv na princip jejich fungování.
Konstrukce zařízení obsahuje:
- Přihlásit se
- Optická izolace.
- Spouštěcí obvody.
- Ochranné a spínací obvody.
Roli vstupu plní primární elektrický obvod obsahující sériově zapojený odpor na trvalém izolátoru. Vstupní obvod přijímá signál a předává příkazy spínacímu obvodu. Nutná optická izolace pro izolaci vstupních a výstupních elektrických obvodů. Na tomto konstrukčním prvku závisí typ TSR a princip činnosti zařízení.
Úkolem spouštěcího obvodu je zpracovat vstupní signál a následně přepnout výstupní signál. Může být součástí optické izolace nebo může být samostatným designovým prvkem.
Pro napájení zátěže napájecím napětím obsahuje zařízení spínací obvod. Skládá se z polovodičových součástek – triaku, tranzistoru a diody.
Princip činnosti polovodičového relé spočívá v ovládání kontaktů, které přenášejí napětí do relé. K aktivaci kontaktů je nutný aktivátor. Pokud je zařízení určeno pro provoz v třífázovém obvodu, pak jeho roli hraje tyristor nebo triak. Polovodičové stejnosměrné relé používá jako aktivátor tranzistor.
Aplikace a výhody
Oproti klasickým relé mají TTP mnoho výhod. Nebýt relativně vysokých nákladů na tato zařízení, byla by v každodenním životě využívána mnohem šířeji. Mezi jejich hlavní výhody patří:
- Nízká spotřeba energie.
- Vyznačují se vysokým výkonem.
- Žádný hluk během provozu.
- Jakmile jsou SSR připojeny k obvodu, nevytvářejí elektromagnetické rušení.
- Dlouhá životnost.
Tato zařízení našla široké uplatnění v průmyslu. Používají se k ovládání elektromotorů, regulaci úrovně osvětlení atd.
Základní pohledy
Tato zařízení jsou obvykle klasifikována podle několika ukazatelů. V první řadě mluvíme o typu ovládacího napětí – stejnosměrný a střídavý proud. DC zařízení jsou určena pro provoz v elektrických obvodech s napětím 3−32 V. Jsou jsou vysoce spolehlivé, jsou vybaveny LED indikací a rozsah provozních teplot je od -30 do 60 stupňů. Existují také ručně ovládaná zařízení, která lze nakonfigurovat pro požadovaný typ provozu.
V závislosti na typu zátěže jsou SSR jednofázové a třífázové. Zařízení určená pro třífázové obvody jsou schopna hlídat proud v rozsahu 10-120 A ve všech fázích najednou. Mezi těmito zařízeními zvláštní místo zaujímají reverzní relé, vyznačující se bezkontaktním spínáním. Často se používají v kombinaci se speciálními zařízeními, která poskytují spolehlivou ochranu proti falešným poplachům.
Polovodičové jednofázové relé umožňuje spínat elektrický proud při průchodu nulovou značkou a rozsah pracovního proudu je 10–500 A.
Funkce připojení
Tuto práci zvládne téměř každý domácí kutil. Aby zařízení začalo fungovat, stačí přivést napájecí napětí na vstupní svorky s dodržením polarity. Jako příklad můžeme uvažovat Připojení polovodičového relé k systému osvětlení:
- V místě, kde je instalován SSR, musíte provést přerušení fázového vodiče.
- Zařízení se do mezery připojuje pomocí svorek pro spínání.
- Ovládací kontakty jsou napájeny napájecím napětím podle polarity.
Vezměte prosím na vědomí, že řídicí obvod je připojen přes tlačítko start. K otevření polovodičového prvku konstrukce a následnému uzavření obvodu stačí krátkodobá dodávka napětí. Nejčastěji se polovodičová relé montují na DIN lištu.
Při výběru zařízení je nutné vzít v úvahu technické vlastnosti napájecího obvodu a také provozní podmínky relé. Připojení SSR k obvodu by nemělo způsobit žádné vážné problémy.
