Как да изградите DIY твърдотелно реле с помощта на TRIAC

Можете да закупите както механични, така и твърдотелни релейни модули. Въпреки това, твърдотелните релета са по-нови и струват малко повече от традиционните модули за релейни превключватели, които може би вече използвате във вашите „Направи си сам“ интелигентни превключватели или проекти за домашна автоматизация.

В това ръководство ще изградим твърдотелно реле само от няколко лесно достъпни компонента. Можете да използвате тези твърдотелни релета „Направи си сам“ в производствена среда и в проекти за домашна автоматизация или интелигентни превключватели.

Твърдотелно реле срещу механично реле: Бързо сравнение

За разлика от механичните релейни превключватели, твърдотелното реле няма движещи се части. Това е подобно на сравняването на механичен твърд диск и твърд диск, което е много по-бързо и енергийно ефективно.

По същия начин твърдотелното реле (SSR) работи по-бързо и не консумира никаква мощност, когато не се използва или е изключено. Той работи или се включва, когато задействащото напрежение е осигурено от свързания MCU. Най-важното е, че твърдотелното реле заема по-малък отпечатък и не издава щракане, когато се задейства.

SSR може да се използва и за индуктивно превключване на натоварването. Трябва обаче да добавите a демпферна верига към SSR за предотвратяване на повреда на TRIAC (триод за променлив ток). Това може да не се изисква в някои TRIACS, като BTA16.

Освен това изграждането на твърдотелно реле е по-евтино от закупуването на такова или изграждането на механичен релеен модул. Изградихме няколко и ги използваме в производствена среда през последните няколко месеца. Те работят надеждно по-гладко, без проблеми до момента.

Изграждане на променливотоково твърдотелно реле с помощта на TRIAC

Можете да изберете да изградите едноканално, двуканално или многоканално твърдотелно реле въз основа на вашите изисквания. За да изградите едноканално твърдотелно реле, ще ви трябват следните компоненти:

• 220 ома ¼ вата резистор
• 1K ¼ вата резистор
• BT136 или подобен TRIAC
• Оптрон MOC3021
• Винтова клема
• Двупинов мъжки конектор за берг лента
• Печатни платки с общо предназначение
• 6-пинов IC основа (по избор)
• Радиатор (по избор, но се препоръчва за шофиране на по-тежки товари)
• LED (по избор)
• Поялник и спойка

Вие също ще трябва научи се да запояваш, ако никога не сте го правили преди, за изграждането на този DIY твърдотелен релеен модул.

Стъпка 1: Запоете компонентите на печатната платка

Вземете печатната платка с общо предназначение и свържете всички компоненти, както е показано на следващата диаграма.

Трябва да изглежда така след сглобяване и запояване на необходимите компоненти на платката.

Стъпка 2: Тествайте твърдотелното реле

За да тествате DIY полупроводниковото реле, имате нужда от няколко проводника и 3.3V или 5V захранване. Можете да използвате всяка 3.3V батерия или MCU, като NodeMCU, D1 Mini, Arduino Uno и т.н., за захранване на задействащото напрежение, необходимо за тестване на твърдотелния релеен ключ.

Тестването на твърдотелното реле и инсталацията включва работа с 110V-240V AC захранване. Моля, продължете само ако знаете какво правите. Това може да бъде смъртоносно, ако не се прави внимателно.

1. Вземете удължителна платка и се уверете, че не е включена или свързана към AC контакт.
2. Вземете променливотоков уред, като вентилатор или крушка.
3. Вземете два проводника и ги свържете към вашия AC товар, напр. вентилатор или крушка.
4. Свържете един от проводниците, свързани към променливотоковия товар, към винтовата клема (T1) на твърдото реле.
5. Вземете още един проводник и свържете единия край към винтовата клема на твърдото реле (T2), а другия към гнездото на удължителната платка. Трябва да изглежда като следната диаграма. Уверете се, че връзките са сигурни, за да избегнете късо съединение.
6. Сега свържете двата извода на 3.3V батерията или терминалите 3.3V и GND на MCU към входните щифтове на твърдотелното реле, както е показано на диаграмата. Ако използвате MCU, използвайте кабелите на DuPont. Също така се уверете, че полярността е правилна, както е показано на диаграмата.
7. Включете удължителната платка в превключвателя за променлив ток и го включете.
8. Товарът трябва да се включи. Ако изключите захранването от 3,3 V от входните клеми на твърдотелното реле, товарът трябва да се изключи.

Работещо твърдотелно реле

Когато към твърдотелното реле се подаде задействащо напрежение 3.3Vor, вътрешният светодиод или IR LED в оптрона се включва и започва да излъчва светлина към оптичния сензор, свързан към щифт 4 и щифт 6.

В резултат на това съпротивлението между щифт 4 и щифт 6 намалява, което задейства TRIAC и включва свързания AC товар. Оптронът помага за разделяне на веригите с високо и ниско напрежение, като предпазва Arduino или MCU от всякакви смущения или повреди.

Стъпка 3: Сдвоете твърдотелното реле с Arduino или ESP8266

Вече можете да свържете твърдотелното реле към Arduino или друг MCU. Вместо три джъмперни проводника за механично реле, имате нужда само от два за SSR: един за входния сигнал (3.3V) и друг за маса (GND).

Въз основа на натоварването можете да изберете TRIAC с по-голямо натоварване, като BTA16, с радиатор за изграждане на твърдотелни релета за тежки натоварвания (2000 W или повече). Не забравяйте да използвате демпферна верига, ако ще използвате SSR за индуктивно превключване на натоварване, като например за двигател или помпа.

Използвайте DIY твърдотелни релета за изграждане на интелигентни превключватели

Можете да използвате тези твърдотелни релейни модули във вашите проекти за интелигентен дом. Можете да проектирате модули за интелигентни превключватели, захранвани с ESP12 с интегрираното твърдотелно реле, като използвате инструмента за скициране на електроника Fritzing. Веднъж проектирани, можете да отпечатате печатната платка от доставчик на услуги за прототипиране/производство на печатни платки или просто да продължите да използвате печатни платки с общо предназначение.

Можете да използвате това реле за изградете интелигентен светлинен превключвател, чувствителен за движение или Wi-Fi превключватели и ги инсталирайте във вашия дом или офис. Умните устройства могат да ви помогнат да намалите загубата на енергия до значителна степен, освен че са удобни за използване. Освен това можете също настройте сървър Home Assistant на Raspberry Pi за добавяне на автоматизация.

Заменете механичните релета с твърдотелни релета

Сега, когато сте се научили да създавате твърдотелни релета, можете да замените вашите механични релета с SSR за ефективно превключване и да избегнете шумове от щракане. С по-малък отпечатък в сравнение с механичните релета, можете да проектирате и изграждате прототипи или интелигентни превключватели в много по-малки 3D отпечатани кутии за вашия интелигентен дом.

Как да добавите Wi-Fi контрол към вашия климатик и да го направите интелигентен

Прочетете Следващото