Kako izraditi DIY Solid-State relej pomoću TRIAC-a

Možete kupiti i mehaničke i poluprovodničke relejne module. Međutim, poluprovodnički releji su noviji i koštaju malo više od tradicionalnih modula relejnih prekidača koje možda već koristite u svojim DIY pametnim prekidačima ili projektima kućne automatizacije.

U ovom vodiču izgradit ćemo solid-state relej od samo nekoliko lako dostupnih komponenti. Ove DIY poluprovodničke releje možete koristiti u proizvodnom okruženju i u projektima automatizacije doma ili pametnih prekidača.

Solid-State relej naspram mehaničkog releja: brza usporedba

Za razliku od mehaničkih relejnih prekidača, poluprovodnički relej nema pokretnih dijelova. To je slično usporedbi mehaničkog tvrdog diska i solid-state diska, koji je mnogo brži i energetski učinkovitiji.

Slično, poluprovodnički relej (SSR) radi brže i ne troši nikakvu energiju kada se ne koristi ili je isključen. Radi ili se uključuje kada napon okidača osigura spojeni MCU. Što je najvažnije, solid-state relej zauzima manji otisak i ne stvara nikakav zvuk klikanja kada se aktivira.

SSR se također može koristiti za induktivno prebacivanje opterećenja. Međutim, morate dodati a snubber krug na SSR kako bi se spriječilo oštećenje TRIAC-a (trioda za izmjeničnu struju). To možda nije potrebno u nekim TRIAC-ovima, kao što je BTA16.

Također, izrada poluprovodničkog releja jeftinija je od kupnje jednog ili izgradnje mehaničkog relejnog modula. Napravili smo nekoliko i koristimo ih u proizvodnom okruženju posljednjih nekoliko mjeseci. Oni rade pouzdano glatkije bez ikakvih problema do danas.

Izrada AC poluprovodničkog releja pomoću TRIAC-a

Možete odabrati izradu jednokanalnog, dvokanalnog ili višekanalnog poluprovodničkog releja na temelju vaših zahtjeva. Za izradu jednokanalnog poluprovodničkog releja trebat će vam sljedeće komponente:

• Otpornik 220 ohma ¼ vata
• Otpornik 1K ¼ watta
• BT136 ili sličan TRIAC
• MOC3021 optospojnik
• Vijčani terminal
• Dvopinski muški berg trakasti konektor
• PCB opće namjene
• 6-pinska IC baza (opcionalno)
• Rashladni element (opcionalno, ali se preporučuje za vožnju većih tereta)
• LED (opcionalno)
• Lemilo i lemljenje

Također ćete morati naučiti lemiti, ako to nikada prije niste učinili, za izradu ovog DIY poluprovodničkog relejnog modula.

Korak 1: Zalemite komponente na PCB-u

Nabavite opću namjensku PCB ploču i spojite sve komponente kao što je prikazano na sljedećem dijagramu.

Ovako bi trebao izgledati nakon sastavljanja i lemljenja potrebnih komponenti na ploči.

Korak 2: Testirajte solid-state relej

Za testiranje DIY poluprovodničkog releja potrebno vam je nekoliko žica i napajanje od 3,3 V ili 5 V. Možete koristiti bilo koju bateriju od 3,3 V ili MCU, kao što je NodeMCU, D1 Mini, Arduino Uno, itd., za opskrbu naponom okidača koji je potreban za testiranje prekidača poluprovodničkog releja.

Testiranje poluprovodničkog releja i instalacija uključuje rad s 110V-240V AC napajanjem. Nastavite samo ako znate što radite. Ovo bi moglo biti smrtonosno ako se ne radi pažljivo.

1. Uzmite ploču za proširenje i provjerite nije li priključena ili spojena na AC utičnicu.
2. Nabavite AC uređaj, poput ventilatora ili žarulje.
3. Uzmite dvije žice i spojite ih na AC opterećenje, npr. ventilator ili žarulja.
4. Spojite jednu od žica spojenih na AC opterećenje na vijčani terminal (T1) poluprovodničkog releja.
5. Uzmite još jednu žicu i spojite jedan kraj na vijčani terminal poluprovodničkog releja (T2), a drugi na utičnicu ploče za proširenje. Trebao bi izgledati kao sljedeći dijagram. Provjerite jesu li spojevi sigurni kako biste izbjegli kratke spojeve.
6. Sada spojite dva terminala baterije od 3,3 V ili MCU-ove 3,3 V i GND terminale na ulazne pinove poluprovodničkog releja kao što je prikazano na dijagramu. Ako koristite MCU, koristite DuPont žice. Također, provjerite je li polaritet ispravan, kao što je prikazano na dijagramu.
7. Uključite ploču za proširenje u AC prekidač i uključite ga.
8. Opterećenje bi se trebalo uključiti. Ako odspojite napajanje od 3,3 V s ulaznih terminala poluprovodničkog releja, opterećenje bi se trebalo isključiti.

Rad čvrstog releja

Kada se napon okidača od 3,3 Vor dovede do poluvodnog releja, interna LED ili IR LED u optospojnici se uključuje i počinje emitirati svjetlo optičkom senzoru spojenom na pin 4 i pin 6.

Kao rezultat toga, otpor između kontakta 4 i kontakta 6 postaje nizak, što pokreće TRIAC i uključuje priključeno AC opterećenje. Optocoupler pomaže razdvojiti visokonaponske i niskonaponske krugove, čuvajući Arduino ili MCU sigurnim od bilo kakvih smetnji ili oštećenja.

Korak 3: Uparite Solid State Relay s Arduinom ili ESP8266

Sada možete spojiti solid-state relej na Arduino ili drugi MCU. Umjesto tri kratkospojne žice za mehanički relej, potrebne su vam samo dvije za SSR: jedna za ulazni signal (3,3V) i druga za uzemljenje (GND).

Na temelju opterećenja možete odabrati TRIAC-e veće nosivosti, kao što je BTA16, s hladnjakom za izgradnju poluprovodničkih releja za velika opterećenja (2000 W ili više). Ne zaboravite koristiti prigušivač ako namjeravate koristiti SSR za induktivno prebacivanje opterećenja, kao što je motor ili pumpa.

Upotrijebite DIY poluprovodničke releje za izradu pametnih prekidača

Ove solid-state relejne module možete koristiti u svojim projektima pametne kuće. Možete dizajnirati module pametne sklopke napajane ESP12 s integriranim poluprovodničkim relejem pomoću alata za skiciranje elektronike Fritzing. Jednom dizajniran, možete ispisati PCB od davatelja usluga izrade prototipa/proizvodnje PCB-a ili jednostavno nastaviti koristiti PCB opće namjene.

Ovaj relej možete koristiti za izradite pametni prekidač svjetla koji prepoznaje pokret ili Wi-Fi sklopke i instalirajte ih u svoj dom ili ured. Pametni uređaji mogu vam pomoći da smanjite gubitak energije u značajnoj mjeri osim što su praktični za korištenje. Nadalje, možete također postaviti poslužitelj Home Assistant na Raspberry Pi dodati automatizaciju.

Zamijenite mehaničke releje s poluprovodničkim relejima

Sada kada ste naučili graditi poluprovodničke releje, svoje mehaničke releje možete zamijeniti SSR-om za učinkovito prebacivanje i izbjegavanje zvukova klikanja. Uz manji otisak u usporedbi s mehaničkim relejima, možete dizajnirati i izraditi prototipove ili pametne prekidače u mnogo manjim 3D ispisanim kućištima za svoj projekt pametne kuće.

Kako svom klima-uređaju dodati Wi-Fi kontrolu i učiniti ga pametnim

Pročitajte dalje