Πώς λειτουργούν τα ρελέ - Βασικά στοιχεία, τύποι και εφαρμογές

Δοκιμάστε Το Όργανο Μας Για Την Εξάλειψη Των Προβλημάτων





Τα ρελέ είναι ηλεκτρομηχανικοί διακόπτες, που χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο των διαφόρων κυκλωμάτων χρησιμοποιώντας σήμα χαμηλής ισχύος ή ένα σήμα. Αυτά βρίσκονται σε όλες τις συσκευές. Τα ρελέ επιτρέπουν σε ένα κύκλωμα να αλλάξει ένα δεύτερο κύκλωμα που μπορεί να είναι εντελώς ξεχωριστό από το πρώτο. Δεν υπάρχει ηλεκτρική σύνδεση στο ρελέ μεταξύ των δύο κυκλωμάτων, ο σύνδεσμος είναι μαγνητικός και μηχανικός μόνο.

Βασικά ένα ρελέ αποτελείται από έναν ηλεκτρομαγνήτη, έναν οπλισμό, ένα ελατήριο και μια σειρά ηλεκτρικών επαφών. Το πηνίο ηλεκτρομαγνήτη παίρνει ισχύ μέσω ενός διακόπτη ή ενός οδηγού ρελέ και αναγκάζει τον οπλισμό να συνδεθεί έτσι ώστε το φορτίο να πάρει την τροφοδοσία ρεύματος. Η κίνηση οπλισμού γίνεται με ελατήριο. Έτσι το ρελέ αποτελείται από δύο ξεχωριστά ηλεκτρικά κυκλώματα τα οποία συνδέονται μεταξύ τους μόνο μέσω μαγνητικής σύνδεσης και το ρελέ ελέγχεται με έλεγχο της μεταγωγής του ηλεκτρομαγνήτη.




Ρελέ 3Co

Ρελέ 3Co

Το ρεύμα που κινείται μέσω του πηνίου του ρελέ κάνει ένα μαγνητικό πεδίο που προσελκύει ένα μοχλό και αλλάζει τις επαφές του διακόπτη. Το ρεύμα βρόχου ή πηνίου μπορεί να είναι ενεργοποιημένο ή απενεργοποιημένο, οπότε τα ρελέ έχουν δύο θέσεις διακόπτη και γενικά έχουν επαφές διακόπτη διπλής ρίψης (εναλλαγής). Τα ρελέ είναι συνήθως SPDT ή DPDT, ωστόσο μπορούν να έχουν πολλά σύνολα επαφών διακόπτη.



Οι επαφές είναι συνήθως κοινές (COM), κανονικά ανοιχτές (ΟΧΙ) και κανονικά κλειστές (NC). Η κανονικά κλειστή επαφή θα συνδεθεί με την κοινή επαφή όταν δεν υπάρχει ισχύ στο πηνίο. Η κανονικά ανοιχτή επαφή θα είναι ανοιχτή όταν δεν εφαρμόζεται ισχύ στο πηνίο. Όταν το πηνίο ενεργοποιείται, το κοινό συνδέεται με την κανονικά ανοιχτή επαφή και η κανονικά κλειστή επαφή αφήνεται να επιπλέει. Οι εκδόσεις διπλού πόλου είναι οι ίδιες με την έκδοση ενός πόλου, εκτός εάν υπάρχουν δύο διακόπτες που ανοίγουν και κλείνουν μεταξύ τους.

Κύκλωμα ρελέ 3Co

Κύκλωμα ρελέ 3Co

Εφαρμογές ρελέ:

  • Ελέγξτε ένα κύκλωμα υψηλής τάσης με σήμα χαμηλής τάσης, όπως σε ορισμένους τύπους μόντεμ ή ενισχυτές ήχου
  • Ελέγξτε ένα κύκλωμα υψηλού ρεύματος με σήμα χαμηλού ρεύματος, όπως στην ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα μίζας ενός αυτοκινήτου
  • Εντοπίστε και απομονώστε τα σφάλματα στις γραμμές μετάδοσης και διανομής ανοίγοντας και κλείνοντας τους διακόπτες
  • Λειτουργίες χρονικής καθυστέρησης. Τα ρελέ μπορούν να τροποποιηθούν ώστε να καθυστερήσουν το άνοιγμα ή να καθυστερήσουν το κλείσιμο ενός συνόλου επαφών. Μια πολύ μικρή καθυστέρηση θα χρησιμοποιούσε έναν δίσκο χαλκού μεταξύ του οπλισμού και του συγκροτήματος κινούμενης λεπίδας

Το ρεύμα που ρέει στο δίσκο διατηρεί το μαγνητικό πεδίο για μικρό χρονικό διάστημα. Για λίγο μεγαλύτερη καθυστέρηση, χρησιμοποιείται ένα ταμπλό. Ένα ταμπλό είναι ένα έμβολο γεμάτο με υγρό που αφήνεται να διαφύγει αργά. Η χρονική περίοδος μπορεί να μεταβάλλεται αυξάνοντας ή μειώνοντας το ρυθμό ροής. Για μεγαλύτερες χρονικές περιόδους, εγκαθίσταται ένας μηχανικός χρονοδιακόπτης.

Εργασία ρελέ με 3coil:

Από το κύκλωμα, το ρελέ-1 και το ρελέ-2 των οποίων οι επαφές συνδέονται σε σειρά με πηνία ρελέ-3, στην πρώτη τροφοδοσία DC. Οι διακόπτες ρελέ-3 είναι ενεργοποιημένοι μόνο εάν τα ρελέ 1 και 2 είναι ενεργοποιημένα, σημαίνει ότι είναι διαθέσιμη η τροφοδοσία στα R, Y και B. Οι επαφές εξόδου του ρελέ-3 τροφοδοτούνται στο ρελέ-4 Q1,Οι επαφές NC και οι δύο είναι ρελέ 3-Co. Έτσι, τα R, Y, B που τροφοδοτούνται στο ρελέ-3 φθάνουν ΟΧΙ στις επαφές του ρελέ-4. Όλες οι επαφές ΟΧΙ του ρελέ-4 ενώνονται για να αναπτύξουν μια διαμόρφωση αστεριού στο πηνίο σύνδεσης κινητήρα U1-Uδύο, V1δύο, W.1-ΣΕδύο. Ενώ το ρελέ-4 είναι ενεργοποιημένο από το χρονοδιακόπτη IC αφού ο κεντρικός διακόπτης τροφοδοσίας ΟΝ πάρει μια καθυστέρηση χρόνου, οι επαφές του ρελέ-4 φέρνουν τις συνδέσεις του κινητήρα στη λειτουργία δέλτα από τις επαφές NC που είναι σωστά ενσύρματες. Μία φάση που σημαίνει ότι μία ή δύο φάσεις λείπουν Y και B φέρνουν είτε το ρελέ-1 είτε το ρελέ-2 σε κατάσταση απενεργοποίησης που έχει ως αποτέλεσμα το ρελέ-3 να απενεργοποιηθεί. Έτσι, το ρελέ-3 διακόπτης απενεργοποιεί την είσοδο 3 φάσεων για να φτάσει στην τροφοδοσία κινητήρα για να προστατεύσει το ίδιο για μία φάση.


Κύκλωμα 3Co

Κύκλωμα 3Co

Εργασία ρελέ με 2coil:

Ρελέ με κατασκευή μανδάλωσης που αποτελείται από 2 πηνία: πηνίο ρύθμισης και πηνίο επαναφοράς. Το ρελέ ρυθμίζεται ή επαναφέρεται εφαρμόζοντας εναλλακτικά σήματα παλμού της ίδιας πολικότητας.

Από το κύκλωμα, χρησιμοποιείται ρελέ το οποίο οδηγείται από ένα τρανζίστορ από τον αριθμό ακίδας 10 της θύρας. Οι επαφές του ρελέ είναι διασυνδεδεμένες με μια σταθερή τηλεφωνική σύνδεση. Η έξοδος της οποίας επιβάλλεται υπερβολικά στις τηλεφωνικές γραμμές μόνο εάν το ρελέ 1 είναι ON. Το ρελέ λειτουργεί (με ένδειξη LED L2) από τον αριθμό πείρου 10 έως το τρανζίστορ Q2 προτού τα δεδομένα κλήσης φτάσουν στον κωδικοποιητή από το MC. Η κλήση συνεχίζεται έως ότου ο καλούμενος αριθμός ανυψώσει τον δέκτη ή αλλιώς αλλάζει αυτόματα το ρελέ μετά από 3 λεπτά για να αναγκάσει το χέρι να τεθεί σε εικονική κατάσταση «Στο άγκιστρο».

Ρελέ με κύκλωμα 2Coil

Ρελέ με κύκλωμα 2Coil

Εργασία ρελέ με 1coil:

Ρελέ με κατασκευή μανδάλωσης που μπορεί να διατηρήσει την κατάσταση ενεργοποίησης ή απενεργοποίησης με είσοδο παλμού. Με ένα πηνίο, το ρελέ ρυθμίζεται ή επαναφέρεται με την εφαρμογή σημάτων αντίθετων πολικότητας. Σε αυτό θα δούμε ένα ρελέ με 1 πηνίο χρησιμοποιώντας το ULN2003.

Το ULN2003 είναι ένα IC που χρησιμοποιείται για τη διασύνδεση του ρελέ με τον μικροελεγκτή, δεδομένου ότι η έξοδος του μικροελεγκτή είναι μέγιστη 5V με πολύ μικρή παροχή ρεύματος και δεν είναι εφικτή η λειτουργία ενός ρελέ με αυτήν την τάση. Το ULN2003 είναι ένα IC προγράμματος οδήγησης ρελέ που αποτελείται από ένα σύνολο τρανζίστορ Darlington. Εάν η λογική υψηλή δοθεί στο IC ως είσοδος, τότε η έξοδος της θα είναι λογική χαμηλή, αλλά όχι το αντίστροφο. Εδώ στο ULN2003 οι ακίδες 1 έως 7 είναι είσοδοι IC και 10 έως 16 είναι έξοδοι IC. Εάν δοθεί λογική 1 στον ακροδέκτη 1, ο αντίστοιχος ακροδέκτης 16 πηγαίνει χαμηλά. Εάν ένα πηνίο ρελέ είναι συνδεδεμένο από θετικό στον πείρο εξόδου του IC, τότε οι επαφές του ρελέ αλλάζουν τη θέση τους από κανονικά ανοιχτό (ΟΧΙ) σε κανονικό κλείσιμο (NC), τότε το φως θα ανάψει. Εάν δοθεί λογική 0 στην είσοδο, το ρελέ απενεργοποιείται. Παρομοίως, μπορούν να χρησιμοποιηθούν έως και επτά ρελέ για επτά διαφορετικά φορτία να ενεργοποιηθούν από την κανονικά ανοιχτή επαφή (ΟΧΙ) ή να απενεργοποιηθεί από την κανονικά κλειστή επαφή (NC), αλλά σε αυτό χρησιμοποιήσαμε μόνο ένα ρελέ για λειτουργία.

Διάγραμμα φόρτωσης On και Off

Φόρτωση και απενεργοποίηση

2 τρόποι ελέγχου ρελέ

Χρησιμοποιώντας ένα ρολόι πίνακα

Ένας από τους απλούστερους τρόπους είναι η χρήση χρονοδιακόπτη για τον έλεγχο της αλλαγής του ρελέ. Εδώ αναπτύσσεται ένα απλό κύκλωμα, το οποίο μπορεί να ενεργοποιήσει / απενεργοποιήσει ένα φορτίο όταν φτάσει ο καθορισμένος χρόνος. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ενεργοποίηση φορτίων AC, όπως τηλεόραση, ραδιόφωνο, σύστημα μουσικής κ.λπ. Ο σφυγμός ενεργοποίησής του λαμβάνεται από ένα μικρό ρολόι. Ο χρονισμός συναγερμού ρολογιού έχει ρυθμιστεί ώστε να ελέγχει χειροκίνητα τον διακόπτη ενεργοποίησης / απενεργοποίησης. Βασική ιδέα είναι να ελέγχετε την εναλλαγή ρελέ ελέγχοντας την ενεργοποίηση του SCR μέσω του Optocoupler που ενεργοποιείται με τη σειρά του από το ξυπνητήρι.

Μερικά συστατικά που χρησιμοποιούνται στο κύκλωμα:

Το κύκλωμα αποτελείται από τα ακόλουθα:

  • Ρολόι χαμηλού κόστους
  • Ένα IC ICT2E οπτικού συζεύκτη
  • Ένα SCR για ενεργοποίηση του ρελέ.
  • Μια δίοδος συνδεδεμένη στο ρελέ
  • Μπαταρία 9V και πυκνωτής
  • Μια αντίσταση

Λειτουργία συστήματος:

Η έξοδος ρολογιού δίνεται στο κύκλωμα χρησιμοποιώντας ένα Optocoupler IC MCT2E. Ο βομβητής συναγερμού παίρνει περίπου 3 βολτ όταν χτυπήσει ο συναγερμός. Το Optocoupler ενεργοποιείται με αυτήν την τάση. Το Optocoupler διαθέτει εσωτερικό LED και φωτοτρανζίστορ. Όταν το LED στο εσωτερικό του Optocoupler ανάβει λαμβάνοντας μια εξωτερική τάση, ο φωτοτρανζίστορ εκτελείται.

Όταν το φωτοτρανζίστορ εκτελεί, το SCR BT169 πυροδοτεί και ασφαλίζει. Αυτό ενεργοποιεί το ρελέ και το φορτίο θα ενεργοποιηθεί / απενεργοποιηθεί. Εάν το φορτίο συνδέεται μέσω των κοινών επαφών και των επαφών ΟΧΙ, το φορτίο ενεργοποιείται. Το φορτίο απενεργοποιείται εάν είναι συνδεδεμένο μέσω των κοινών και NC επαφών.

Έλεγχος ρελέ χρησιμοποιώντας διάγραμμα κυκλώματος ρολογιού

Έλεγχος ρελέ χρησιμοποιώντας διάγραμμα κυκλώματος ρολογιού

Το SCR αρχίζει να εκτελείται όταν εφαρμόζεται ένας παλμός ενεργοποίησης στο τερματικό πύλης. Το SCR συνεχίζει την αγωγή ακόμη και αν αφαιρεθεί ο παλμός της πύλης. Μπορεί να απενεργοποιηθεί μόνο με την αφαίρεση του ρεύματος ανόδου. Έτσι, ένας διακόπτης Push to off S1 χρησιμοποιείται για την επαναφορά του SCR. Το Capacitor C1 έχει ρυθμιστική δράση στην πύλη του SCR για την ομαλή λειτουργία του. Η δίοδος IN4007 προστατεύει το SCR από το πίσω emf.

Το επιτραπέζιο ρολόι που χρησιμοποιείται είναι ένα χαμηλού κόστους. Ανοίξτε το πίσω κάλυμμα και συγκολλήστε δύο λεπτά σύρματα στους ακροδέκτες του βομβητή και συνδέστε με τους πείρους 1 και 2 του Optocoupler παρατηρώντας την πολικότητα. Κλείστε το κύκλωμα με την παροχή ρεύματος σε μια θήκη και στερεώστε το ρολόι πάνω από αυτό χρησιμοποιώντας κόλλα. Για να συνδέσετε το φορτίο, μια πρίζα AC μπορεί να στερεωθεί στο κουτί.

Χρήση του προγράμματος οδήγησης ρελέ IC ULN 2003

Ένα ρελέ μπορεί επίσης να ελεγχθεί χρησιμοποιώντας ένα πρόγραμμα οδήγησης ρελέ IC ULN2003 το οποίο είναι διασυνδεδεμένο σε έναν μικροελεγκτή και οδηγεί το ρελέ με βάση τα σήματα του Μικροελεγκτή. Είναι ένα IC υψηλής τάσης που αποτελείται από 7 ζευγάρια τρανζίστορ Darlington. Είναι βασικά ένα IC 16 ακίδων. Αποτελείται από 7 καρφίτσες εισόδου και 7 αντίστοιχους ακίδες εξόδου.

Εργασία του συστήματος

Ο οδηγός ρελέ μπορεί να οδηγήσει έως και 7 ρελέ με κάθε ρελέ συνδεδεμένο σε κάθε μία από τις 7 εξόδους. Οι ακίδες εισόδου του ρελέ συνδέονται με τους ακροδέκτες I / O του Μικροελεγκτή. Εδώ εμφανίζεται μόνο ένα ρελέ για σκοπούς επίδειξης. Το ρελέ καθώς και το πρόγραμμα οδήγησης ρελέ απαιτεί τροφοδοσία 12 V στον ακροδέκτη 9. Η λειτουργία είναι παρόμοια με έναν μετατροπέα όπου μια λογική χαμηλή είσοδος οδηγεί σε λογική υψηλή έξοδο. Το φορτίο συνδέεται με την κανονικά ανοιχτή επαφή. Όταν εφαρμόζεται λογικό μηδέν σε έναν από τους πείρους εισόδου του προγράμματος οδήγησης ρελέ, αναπτύσσεται μια λογική υψηλή έξοδος κατά μήκος του αντίστοιχου πείρου εξόδου. Δεδομένου ότι το ρελέ είναι συνδεδεμένο με σχεδόν την ίδια τάση και στα δύο τελικά σημεία, δεν ρέει ρεύμα και το ρελέ δεν ενεργοποιείται. Σε περίπτωση υψηλής λογικής στον πείρο εισόδου, ο πείρος εξόδου λαμβάνει χαμηλό λογικό σήμα και λόγω μιας πιθανής διαφοράς, ένα ρεύμα ρέει και το πηνίο ρελέ ενεργοποιείται έτσι ώστε να αναγκάζει τον οπλισμό να κινηθεί από την κανονικά κλειστή θέση στην κανονικά ανοιχτή θέση, ολοκληρώνοντας έτσι το κύκλωμα και προκαλώντας λάμψη της λάμπας.