DIY cietvielu relejs: montāžas instrukcijas un pievienošanas padomi

Cietvielu relejs (TTR) ir ierīce no virknes elektronisku komponentu, kas nav saistīti ar mehānisku darbību. Mehānikas trūkums paver vairāk iespēju elektronikas cienītājiem izgatavot cietvielu releju ar savām rokām personiskai lietošanai.

Apsveriet šo iespēju sīkāk.

TTR dizains un darbības princips

Ja lielākajā daļā šādas elektronikas tradicionāli ir kontaktu grupu kustīgās daļas, cietvielu relejam šādas detaļas vispār nav. Ķēdes pārslēgšana ar ierīces ķēdi tiek veikta saskaņā ar elektroniskās atslēgas principu. Un elektronisko atslēgu lomu parasti spēlē pusvadītāji, kas iebūvēti releja ķermenī - jaudas tranzistori, triaki, tiristori.

Pirms mēģināt pats izveidot cietvielu releju, ir loģiski iepazīties ar šādu ierīču pamata dizainu, izprast to darbības principu.

Dažādu konfigurāciju cietvielu relejus ražo rūpniecība, un tie ir izstrādāti visdažādākajiem praktiskās pielietošanas apstākļiem. Plašs modifikāciju klāsts

Ciešā ierīces izpētes laikā nekavējoties jāuzsver TTR priekšrocības:

• lielas slodzes pārslēgšana;
• augsts pārslēgšanās ātrums;
• perfekta galvaniskā izolācija;
• spēja īsi noturēt lielas pārslodzes.

Starp mehāniskajām konstrukcijām nav īsti iespējams atrast relejus ar līdzīgiem parametriem. Kopumā priekšrocības salīdzinājumā ar cietvielu releju mehāniskiem kolēģiem ir izteiktas iespaidīgā sarakstā.

Divas elektroniskas ierīces, kas funkcionāli nodrošina ķēdes komutāciju: kreisajā pusē ir izgatavots, pamatojoties uz cietvielu, labajā pusē ir tradicionāla mehāniskā komutācijas sistēma.

TTR darbības apstākļi praktiski neierobežo šo ierīču izmantošanu. Turklāt kustīgu mehānisku detaļu neesamība labvēlīgi ietekmē ierīču kalpošanas laiku.Tāpēc ir viss iemesls, lai risinātu cietvielu releju - salikt ierīci ar savām rokām.

Tomēr taisnīgumā, kā arī pozitīvajos aspektos, jāatzīmē releja īpašības, ko raksturo kā trūkumus. Tātad jaudīgu ierīču darbībai, kā likums, ir nepieciešama papildu konstrukcijas sastāvdaļa, kas paredzēta siltuma noņemšanai.

Ja tiek pārslēgta jaudīga slodze, cietvielu relejus gandrīz vienmēr papildina ar jaudīgiem dzesēšanas radiatoriem. Šis punkts sarežģī TTR izmantošanu.

Cietvielu releju dzesēšanas radiatoru vispārējie izmēri ir vairākas reizes lielāki nekā TTR izmēri, kas samazina uzstādīšanas ērtības un racionalitāti.

TTR ierīces darbības laikā (slēgtā stāvoklī) rada pretēju noplūdes strāvu un parāda nelineāru strāvas sprieguma raksturlielumu. Ne visus cietvielu relejus nevar izmantot bez ierobežojumiem ieslēgtā sprieguma raksturlielumos.

Paredzēts lietošanai tikai ķēdēs, kur strāvu piegādā līdzstrāva. Parasti šīs ierīces izceļas ar maziem izmēriem un mazu pārslēgšanas jaudu

Noteiktu veidu ierīces ir paredzētas tikai līdzstrāvas pārslēgšanai. Cietvielu releju ieviešanai ķēdē parasti nepieciešami papildu pasākumi, kuru mērķis ir bloķēt viltus trauksmes.

Cietvielu relejus bieži var atrast kopīgos dzīvokļa elektriskais panelis.

Kā darbojas cietvielu relejs?

Vadības signāls (parasti zems spriegums, kas rodas, piemēram, no vadības kontrollera) tiek piegādāts TTR ķēdē esošā optoelektroniskā pāra gaismas diodei. Gaismas diode sāk izstarot gaismu pret fotodiodu, kas savukārt atveras un sāk iziet strāvu.

Vispārināta TTR shēma, skaidri parādot, kā darbojas elektroniskā ierīce: 1 - vadības sprieguma avots; 2 - optoelements releja korpusa iekšpusē; 3 - slodzes strāvas avots; 4 - slodze

Strāva, kas iet caur fotodiodu, nonāk atslēgas tranzistora vai tiristora vadības elektrodā. Taustiņš atveras, aizver kravas ķēdi.

Tādējādi darbojas ierīces pārslēgšanas funkcija. Visa elektronika tradicionāli tiek ievietota monolītā korpusā. Tāpēc faktiski ierīci sauca par cietvielu releju.

Un to, kā savienot cietvielu releju, var atrast vietnē šo lietu.

Cietvielu slēdži

Visu esošo ierīču klāstu var nosacīti sadalīt grupās, pamatojoties uz pievienotās slodzes kategoriju, sprieguma vadības un pārslēgšanas īpašībām.

Tādējādi tiks izdalītas trīs grupas:

1. Ierīces, kas darbojas līdzstrāvas ķēdēs.
2. Ierīces, kas darbojas maiņstrāvas ķēdēs.
3. Universālie dizaini.

Pirmo grupu pārstāv ierīces ar darba vadības sprieguma parametriem 3 - 32 volti. Šī ir salīdzinoši maza izmēra elektronika, kas apgādāta ar LED indikatoriem un spēj darboties bez traucējumiem -35 / +75 ºС temperatūrā.

Plaši izplatīts elektroniskās ierīces dizains izmantošanai vienfāzes elektriskajā tīklā. Tiek atrasti arī citi dizaina varianti, taču daudz retāk.

Otrā grupa - ierīces, kas paredzētas uzstādīšanai maiņstrāvas tīklos. Šeit ir TTR modeļi uzstādīšanai maiņstrāvas tīklos, ko kontrolē ar spriegumu no 24 līdz 250 voltiem. Ir ierīces, kas spēj pārslēgt lielas jaudas slodzes.

Trešā grupa ir universālas ierīces. Šāda veida ierīces shēmas atbalsta manuālu iestatīšanu lietošanai noteiktos apstākļos.

Ja mēs ņemam vērā pievienotās slodzes raksturu, mums jānošķir divu veidu cietvielu maiņstrāvas releji: vienfāzes un trīsfāžu. Abi tipi ir paredzēti pietiekami jaudīgas slodzes pārslēgšanai pie 10 - 75 A strāvas.Šajā gadījumā maksimālās īstermiņa strāvas vērtības var sasniegt 500 A.

Plaši izplatīta versija izmantošanai trīsfāžu elektriskajā tīklā. Bieži izmanto kā jaudīgu elektrisko sildītāju (TEN) lineāru regulatoru

Kapacitīvās, pretestības, indukcijas shēmas var darboties kā slodze, ko ieslēdz cietvielu releji. Slēdžu dizains ļauj vienmērīgi kontrolēt, piemēram, sildelementus, kvēlspuldzes, elektromotorus bez nevajadzīga trokšņa.

Uzticamība ir pietiekami augsta. Bet daudzējādā ziņā cietvielu releju stabilitāte un izturība ir atkarīga no produkcijas kvalitātes. Tādējādi ierīces, kas ražotas ar noteiktu Impuls preču zīmi, bieži tiek apzīmētas ar īsu kalpošanas laiku.

No otras puses, Schneider Electric produkti neatstāj vietu kritikai.

Kā padarīt TTR ar savām rokām?

Ņemot vērā ierīces (monolītā) dizaina iezīmi, ķēde netiek montēta uz textolite tāfeles, kā tas parasti tiek darīts, bet gan uz sienas uzstādīta instalācija.

Tas izskatās pašizveidotais cietvielu releju dizains. Ir viegli izdarīt kaut ko līdzīgu. Nepieciešamas tikai elektronikas inženiera un elektriķa pamatprasmes. Materiālu izmaksas ir nelielas

Šajā virzienā ir daudz ķēdes risinājumu. Konkrētā opcija ir atkarīga no nepieciešamās pārslēgšanas jaudas un citiem parametriem.

Elektriskās shēmas montāžas komponenti

Vienkāršas shēmas elementu saraksts cietvielu releja praktiskai izstrādei un uzbūvei ar savām rokām ir šāds:

1. Optoelementa tips MOS3083.
2. Triac tips VT139-800.
3. KT209 sērijas tranzistors.
4. Rezistori, Zener diode, LED.

Visas šīs elektroniskās sastāvdaļas tiek pielodētas, montējot uz virsmas saskaņā ar šo diagrammu:

Zema enerģijas patēriņa cietvielu releja DIY montāža. Neliels detaļu skaits un vienkārša eņģu uzstādīšana ļauj bez grūtībām lodēt ķēdi

Sakarā ar MOS3083 optoelementa izmantošanu vadības signāla ģenerēšanas ķēdē, ieejas spriegums var mainīties no 5 līdz 24 voltiem.

Un ķēdes dēļ, kas sastāv no Zener diodes un ierobežojošā rezistora, strāva, kas iet caur vadības LED, tiek samazināta līdz minimumam. Šis risinājums nodrošina ilgu vadības LED darbības laiku.

Pārbaudīt samontētās shēmas darbību

Jāpārbauda samontētās shēmas darbība. Caur triac nav nepieciešams pieslēgt komutācijas ķēdei slodzes spriegumu 220 voltu. Pietiek, lai savienotu mērīšanas ierīci - testeri, kas atrodas paralēli triac komutācijas līnijai.

Cietvielu releja darbības pārbaude, izmantojot mērīšanas ierīci. Ja ierīces ieejai tiek pielietots vadības spriegums, triac pārejai jābūt atvērtai

Testera mērīšanas režīms jāiestata uz "mOhm", un vadības sprieguma ģenerēšanas ķēdē jāpieliek jauda (5-24 V). Ja viss darbojas pareizi, testētājam jāparāda atšķirība pretestībā no "mOhm" uz "kOhm".

Monolīts korpuss

Zem nākotnes cietvielu releju korpusa pamatnes būs nepieciešama 3-5 mm bieza alumīnija plāksne. Plāksnes izmēriem nav kritiskas nozīmes, taču tiem jāatbilst efektīvas siltuma noņemšanas no triac nosacījumiem, kad šis elektroniskais elements tiek uzkarsēts.

Rāmis nākotnes ierīces korpusa ieliešanai. Izgatavots no kartona sloksnes vai citiem piemērotiem materiāliem. Tas ir piestiprināts uz alumīnija pamatnes ar universālu līmi.

Alumīnija plāksnes virsmai jābūt līdzenai. Papildus nepieciešams apstrādāt abas puses - mizot ar smalku smilšpapīru, pulēt.

Nākamajā posmā sagatavotā plāksne ir aprīkota ar “veidņu” - ap perimetru tiek pielīmēta apmale, kas izgatavota no kartona vai plastmasas. Tam vajadzētu būt sava veida rūtiņai, kuru vēlāk piepildīs ar epoksīdu.

Izveidotajā lodziņā tiek ievietota cietvielu releja elektroniskā shēma, ko samontē "nojume". Uz alumīnija plāksnes virsmas ir uzlikts tikai triac.

Triac nostiprināšana uz alumīnija pamatnes. Galvenais nosacījums ir tas, ka šis elektroniskais komponents ir stingri jāpiespiež pie metāla pamatnes. Tas ir vienīgais veids, kā nodrošināt augstas kvalitātes siltuma izkliedi un drošu darbību

Nevienai citai shēmas detaļai vai vadītājam nevajadzētu pieskarties alumīnija pamatnei. Triac uz alumīnija tiek uzlikta tā ķermeņa daļa, kas paredzēta uzstādīšanai uz radiatora.

Uz triac ķermeņa un alumīnija pamatnes saskares laukuma vajadzētu izmantot siltumu vadošu pastu. Dažu marku triaki ar neizolētu anodu jānovieto caur vizlas spilventiņu.

Iespēja triac piestiprināt pie pamatnes, izmantojot kniedes. Apgrieztā pusē kniede saplacina vienā līmenī ar pamatnes virsmu

Triac stingri jāpiespiež pie pamatnes ar sava veida svaru un ap perimetru jāpiepilda ar epoksīda līmi vai kaut kādā veidā jānostiprina, netraucējot pamatnes aizmugures virsmu (piemēram, kniedes).

Savienojuma sagatavošana un ķermeņa piepildīšana

Cieta elektroniskas ierīces korpusa ražošanai būs nepieciešams salikts maisījums. Saliktā maisījuma sastāvs ir balstīts uz diviem komponentiem:

1. Epoksīdsveķi bez cietinātāja.
2. Alabaster pulveris.

Pateicoties alabastra pievienošanai, meistars vienlaikus atrisina divas problēmas - viņš saņem izsmeļošu pildvielas savienojuma tilpumu pie nominālā epoksīdsveķu patēriņa un izveido optimālas konsistences pildījumu.

Maisījums ir rūpīgi jāsajauc, pēc kura jūs varat pievienot cietinātāju un atkal kārtīgi samaisīt. Pēc tam uzmanīgi piestipriniet “pie sienas piestiprināto” instalāciju kartona kastē ar izveidoto savienojumu.

Šādi izskatās pabeigts pats sagatavota cietvielu releja piemērs. Nedaudz neparasts un ne pārāk reprezentabls, bet pietiekami uzticams

Aizpildīšana tiek veikta augšējā līmenī, atstājot uz virsmas tikai daļu kontrollampiņas galvas. Sākumā savienojuma virsma var neizskatīties pilnīgi gluda, bet pēc kāda laika attēls mainīsies. Atliek tikai gaidīt, līdz cast pilnībā sacietē.

Faktiski jūs varat izmantot jebkurus piemērotus liešanas risinājumus. Galvenais kritērijs ir tas, ka liešanas sastāvam nav jābūt elektriski vadošam, turklāt pēc sacietēšanas jāveido laba liešanas stinguma pakāpe. Cietvielu releja lietais korpuss ir sava veida elektroniskās shēmas aizsardzība no nejaušiem fiziskiem bojājumiem.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Šis video parāda, kā un uz kuru elektronisko komponentu pamata var izgatavot cietvielu releju. Autors skaidri runā par visām ražošanas prakses detaļām, ar kurām viņš personīgi saskārās elektroniskā slēdža izgatavošanas laikā:

Video par problēmu, ar kuru jūs varat saskarties, iegādājoties vienfāzes TTR no pārdevējiem no Ķīnas. Pa ceļam veic sava veida komutācijas ierīces pārskatīšanu:

Cietvielu releju pašražošana ir iespējams risinājums, bet attiecībā uz izstrādājumiem, kuriem ir zemsprieguma slodze un kuri patērē salīdzinoši mazu jaudu.

Ar savām rokām ir grūti izgatavot jaudīgākas un augstsprieguma ierīces. Un šis finanšu uzņēmums maksās tikpat, cik tiek lēsts rūpnīcas eksemplārs. Tātad, ja nepieciešams, ir vieglāk iegādāties gatavu rūpniecības ierīci.

Ja jums ir kādi jautājumi par cietvielu releju montāžu, lūdzu, uzdodiet tos komentāru lodziņā, un mēs centīsimies sniegt jums ārkārtīgi skaidru atbildi. Tur jūs varat dalīties pieredzē par pašražošanas relejiem vai sniegt vērtīgu informāciju par raksta tēmu.