Cietvielu relejs, ko dari pats: montāžas instrukcijas un savienojuma padomi

Cietvielu relejs (SSR) ir ierīce no virknes nemehānisku elektronisku komponentu.Mehānikas trūkums paver elektronikas entuziastiem vairāk iespēju personīgai lietošanai ar savām rokām izgatavot cietvielu releju.

Apsvērsim šo iespēju sīkāk.

TTR dizains un darbības princips

Lai gan lielākā daļa šādas elektronikas tradicionāli satur kontaktu grupu kustīgās daļas, cietvielu relejam šādu daļu nav vispār. Ķēdes pārslēgšana ar ierīces ķēdi tiek veikta saskaņā ar elektroniskās atslēgas principu. Un elektronisko atslēgu lomu parasti pilda releja korpusā iebūvētie pusvadītāji - jaudas tranzistori, triaki, tiristori.

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

Rūpnieciskajā ražošanā tiek ražoti dažādu konfigurāciju cietvielu releji, kas paredzēti dažādiem praktiskiem apstākļiem. Modifikāciju izvēle ir plaša

Kā daļu no rūpīgas ierīces izpētes nekavējoties jāuzsver TTP izdevīgie aspekti:

• jaudīgas slodzes pārslēgšana;
• liels pārslēgšanas ātrums;
• ideāla galvaniskā izolācija;
• spēja īsu laiku noturēt lielas pārslodzes.

Starp mehāniskajām konstrukcijām tiešām nav iespējams atrast releju ar līdzīgiem parametriem. Kopumā cietvielu releju priekšrocības salīdzinājumā ar to mehāniskajiem kolēģiem ir izteiktas iespaidīgā sarakstā.

Divas elektroniskas ierīces, kas funkcionāli nodrošina ķēdes pārslēgšanu: kreisajā pusē ir balstīta uz cietvielu konstrukciju, labajā pusē ir tradicionālā mehāniskā komutācijas sistēma

TSR darbības apstākļi praktiski neierobežo šo ierīču lietošanu. Turklāt kustīgu mehānisko daļu neesamība labvēlīgi ietekmē ierīču kalpošanas laiku. Tāpēc ir pamats sākt strādāt pie cietvielu releja - pašam salikt ierīci.

Tomēr, godīgi sakot, kopā ar pozitīvajiem aspektiem ir vērts atzīmēt releja īpašības, kuras raksturo kā trūkumus. Tādējādi jaudīgu ierīču darbībai, kā likums, ir nepieciešama papildu dizaina sastāvdaļa, kas paredzēta siltuma noņemšanai.

Spēcīgas slodzes pārslēgšanas gadījumā cietvielu releji gandrīz vienmēr tiek papildināti ar jaudīgiem dzesēšanas radiatoriem. Šis punkts nedaudz sarežģī TTP izmantošanu

Cietvielu releju dzesēšanas radiatoru kopējie izmēri ir vairākas reizes lielāki par cietvielu releju izmēriem, kas samazina uzstādīšanas ērtības un racionalitāti.

TSR ierīces darbības laikā (slēgtā stāvoklī) dod reverso noplūdes strāvu un parāda nelineāru strāvas-sprieguma raksturlielumu. Ne visus cietvielu relejus var izmantot bez ierobežojumiem pārslēgto spriegumu raksturlielumos.

Paredzēts lietošanai tikai ķēdēs, kuras darbina ar līdzstrāvu. Parasti šīs ierīces izceļas ar maziem izmēriem un zemu komutācijas jaudu.

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

Cietvielu relejus bieži var atrast kopumā dzīvokļa elektriskais panelis.

Kā darbojas cietvielu relejs?

Vadības signāls (parasti zema līmeņa spriegums, kas nāk, piemēram, no vadības kontrollera) tiek piegādāts SSR ķēdē esošā optoelektroniskā pāra LED. Gaismas diode sāk izstarot gaismu fotodiodes virzienā, kas savukārt atveras un sāk izlaist strāvu.

Vispārināta SSR diagramma, kas skaidri parāda, kā funkcionē elektroniskā ierīce: 1 – vadības sprieguma avots; 2 – optrons releja korpusa iekšpusē; 3 – slodzes strāvas avots; 4 - slodze

Strāva, kas iet caur fotodiodi, nonāk atslēgas tranzistora vai tiristora vadības elektrodā. Atslēga atver un aizver slodzes ķēdi.

Šādi darbojas ierīces pārslēgšanas funkcija. Visa elektronika tradicionāli ir ievietota monolītā korpusā. Faktiski tāpēc ierīci sauca par cietvielu releju.

Varat lasīt par to, kā pievienot cietvielu releju šo materiālu.

Cietvielu slēdžu veidi

Visu esošo ierīču klāstu var iedalīt grupās, pamatojoties uz pievienotās slodzes kategoriju, sprieguma kontroles un komutācijas iezīmēm.

Tādējādi kopumā būs 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. Tā ir salīdzinoši maza izmēra elektronika, kas aprīkota ar LED indikāciju, kas spēj bez pārtraukuma darboties temperatūrā -35 / +75 ºС.

Plaši izmantots elektroniskās ierīces dizains lietošanai vienfāzes elektrotīklā.Ir arī citas dizaina iespējas, bet daudz retāk.

Otrā grupa ir ierīces, kas paredzētas uzstādīšanai maiņstrāvas tīklos. Šeit ir TSR konstrukcijas uzstādīšanai maiņstrāvas tīklos, ko kontrolē ar spriegumu 24–250 volti. Ir ierīces, kas spēj pārslēgt lielas jaudas slodzes.

Trešā grupa ir ierīces universālai lietošanai. Šāda veida ierīču shēma atbalsta manuālu konfigurēšanu lietošanai noteiktos apstākļos.

Pamatojoties uz pieslēgtās slodzes raksturu, jāizšķir divu veidu maiņstrāvas cietvielu releji: vienfāzes un trīsfāžu. Abi veidi ir paredzēti diezgan spēcīgu slodžu pārslēgšanai ar strāvu 10 - 75 A. Šajā gadījumā maksimālās īstermiņa strāvas vērtības var sasniegt 500 A.

Plaši izmantota versija izmantošanai trīsfāzu elektrotīklā. Bieži izmanto kā jaudīgu elektrisko sildītāju (TEH) lineāro regulatoru.

Slodze, ko pārslēdz cietvielu releji, var būt kapacitatīvās, rezistīvās vai induktīvās ķēdes. Slēdžu konstrukcijas ļauj netraucēti vadīt, piemēram, sildelementus, kvēlspuldzes un elektromotorus bez lieka trokšņa.

Darbības uzticamība ir diezgan augsta. Bet daudzējādā ziņā cietvielu releju stabilitāte un izturība ir atkarīga no produkta ražošanas kvalitātes. Tādējādi ierīces, kas ražotas ar noteiktu zīmolu “Impuls”, bieži tiek atzīmētas ar savu īso kalpošanas laiku.

No otras puses, Schneider Electric produkti neatstāj vietu kritikai.

Kā izveidot TTP ar savām rokām?

Ņemot vērā ierīces konstrukcijas īpatnības (monolīts), ķēde tiek montēta nevis uz tekstolīta plātnes, kā tas ir ierasts, bet gan ar virsmas montāžu.

Šādi izskatās paštaisīts cietvielu releja dizains. Nav grūti izdarīt kaut ko līdzīgu. Viss, kas Jums nepieciešams, ir pamata elektronikas un elektriķa prasmes. Materiālu izmaksas ir nelielas

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

Elektroniskās sastāvdaļas ķēdes montāžai

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

1. Optocoupler tips MOS3083.
2. Triac tips VT139-800.
3. Tranzistoru sērija KT209.
4. Rezistori, Zener diode, LED.

Visas norādītās elektroniskās sastāvdaļas tiek lodētas ar virsmas montāžu saskaņā ar šādu shēmu:

Mazjaudas cietvielu releja shematiska diagramma montāžai DIY. Neliels detaļu skaits un vienkārša šarnīra uzstādīšana ļauj bez grūtībām pielodēt ķēdi

Pateicoties MOS3083 optrona izmantošanai vadības signāla ģenerēšanas ķēdē, ieejas spriegums var svārstīties no 5 līdz 24 voltiem.

Un, pateicoties ķēdei, kas sastāv no Zener diodes un ierobežojoša rezistora, strāva, kas iet caur vadības LED, tiek samazināta līdz minimumam. Šis risinājums nodrošina vadības LED ilgu kalpošanas laiku.

Samontētās ķēdes funkcionalitātes pārbaude

Samontētās ķēdes funkcionalitāte ir jāpārbauda. Šajā gadījumā nav nepieciešams pieslēgt slodzes spriegumu 220 voltu komutācijas ķēdei caur triac. Pietiek paralēli triac komutācijas līnijai pievienot mērierīci – testeri.

Cietvielu releja veiktspējas pārbaude, izmantojot mērīšanas ierīci.Ja ierīces ieejai tiek pievienots vadības spriegums, triac savienojumam jābūt atvērtam

Testera mērīšanas režīmam jābūt iestatītam uz “mOhm”, un vadības sprieguma ģenerēšanas ķēdei jāpiegādā jauda (5-24 V). Ja viss darbojas pareizi, testerim vajadzētu parādīt pretestības atšķirību no “mOhm” līdz “kOhm”.

Monolītā korpusa uzbūve

Zem topošā cietvielu releja korpusa pamatnes jums būs nepieciešama 3–5 mm bieza alumīnija plāksne. Plāksnes izmēri nav kritiski, bet tiem jāatbilst nosacījumiem efektīvai siltuma noņemšanai no triac, sildot šo elektronisko elementu.

Rāmis topošās ierīces korpusa izliešanai. Izgatavots no kartona sloksnes vai cita piemērota materiāla. Fiksēts uz alumīnija pamatnes ar universālu līmi

Alumīnija plāksnes virsmai jābūt līdzenai. Turklāt abas puses ir jāapstrādā - jānotīra ar smalku smilšpapīru un jānopulē.

Nākamajā posmā sagatavotā plāksne ir aprīkota ar “veidņiem” - ap perimetru tiek pielīmēta apmale no bieza kartona vai plastmasas. Jums vajadzētu iegūt sava veida kastīti, kas vēlāk tiks piepildīta ar epoksīda sveķiem.

Izveidotajā kastē ir ievietota elektroniskā cietvielu releja ķēde, kas samontēta ar “nojume”. Uz alumīnija plāksnes virsmas ir novietots tikai triacs.

Triac stiprināšana uz alumīnija pamatnes. Galvenais nosacījums ir tas, ka šī elektroniskā sastāvdaļa ir cieši jāpiespiež pie metāla pamatnes. Tas ir vienīgais veids, kā nodrošināt kvalitatīvu siltuma noņemšanu un drošu darbību.

Nevienas citas ķēdes daļas vai vadītāji nedrīkst pieskarties alumīnija pamatnei. Triac ir piestiprināts pie alumīnija ar to korpusa daļu, kas paredzēta uzstādīšanai uz radiatora.

Triac korpusa un alumīnija pamatnes saskares zonā jāizmanto siltumvadoša pasta. Dažu zīmolu triaki ar neizolētu anodu jāuzstāda caur vizlas blīvi.

Iespēja triaka piestiprināšanai pie pamatnes, izmantojot kniedes. No otras puses, kniede ir saplacināta vienā līmenī ar pamatnes virsmu

Triaks ar kaut kādu atsvaru cieši jāpiespiež pie pamatnes un pa perimetru jāpiepilda ar epoksīda līmi vai kaut kādā veidā jānostiprina, netraucējot pamatnes aizmugurējās puses gludo virsmu (piemēram, ar kniedes palīdzību).

Sastāva sagatavošana un ķermeņa izliešana

Lai izgatavotu elektroniskas ierīces cieto korpusu, jums būs jāsagatavo maisījums. Maisījuma sastāvu veido, pamatojoties uz diviem komponentiem:

1. Epoksīda sveķi bez cietinātāja.
2. Alabastra pulveris.

Pateicoties alabastra pievienošanai, meistars uzreiz atrisina divas problēmas - iegūst izsmeļošu lejamā maisījuma tilpumu pie nominālā epoksīdsveķu patēriņa un izveido optimālas konsistences pildījumu.

Maisījums ir rūpīgi jāsamaisa, pēc tam var pievienot cietinātāju un vēlreiz rūpīgi samaisīt. Pēc tam kartona kastes iekšpusē esošā “eņģu” instalācija tiek rūpīgi piepildīta ar izveidoto savienojumu.

Šādi izskatās pabeigta cietvielu releja, ko dari pats, kopija. Nedaudz neparasts un ne pārāk reprezentabls, bet diezgan uzticams

Uzpildīšana tiek veikta līdz augšējam līmenim, uz virsmas atstājot tikai daļu no vadības LED galviņas. Sākotnēji savienojuma virsma var neizskatīties pilnīgi gluda, bet pēc kāda laika attēls mainīsies. Atliek tikai gaidīt, līdz lējums pilnībā sacietē.

Faktiski jūs varat izmantot jebkuru risinājumu, kas piemērots liešanai.Galvenais kritērijs ir tas, ka lējuma sastāvs nedrīkst būt elektriski vadošs, turklāt pēc sacietēšanas jāveido laba lējuma stingrība. Lietais cietvielu releja korpuss ir sava veida elektroniskās shēmas aizsardzība pret nejaušiem fiziskiem bojājumiem.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

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

Video par problēmu, ar kuru varat saskarties, iegādājoties vienfāzes SSR no pārdevējiem no Ķīnas. Pa ceļam viņš veic sava veida komutācijas ierīces dizaina pārskatu:

Cietvielu releju pašražošana ir pilnīgi iespējams risinājums, bet attiecībā uz produktiem zemsprieguma slodzēm, kas patērē salīdzinoši mazu jaudu.

Ar savām rokām ir grūti izgatavot jaudīgākas un augstsprieguma ierīces. Un šis finanšu pasākums maksās tikpat, cik rūpnīcas kopija ir novērtēta. Tātad, ja nepieciešams, ir vieglāk iegādāties gatavu rūpniecisko ierīci.

Ja jums ir jautājumi par cietvielu releja montāžu, lūdzu, uzdodiet tos komentāru sadaļā, un mēs centīsimies viņiem sniegt ļoti skaidru atbildi. Tur jūs varat dalīties pieredzē par stafešu izgatavošanu pats vai sniegt vērtīgu informāciju par raksta tēmu.