Un relè d'estat sòlid, o SSR (Solid State Relay), és un dispositiu que serveix per al mateix que un relé convencional, però té alguns avantatges davant d'aquest com podràs comprovar en aquest article. Si no recordes bé què és un relé o per a què serveix, també pots veure més informació en aquest altre article.
Un cop dit això, veurem tot el que has de conèixer sobre aquest dispositiu d'electrònica:
Què és un relé electromecànic?
Un relé electromagnètic, sovint anomenat simplement relé, és un dispositiu electromecànic que s'utilitza per controlar un circuit elèctric mitjançant l'ús d'una bobina electromagnètica. Bàsicament és un interruptor que s'acciona mitjançant l'aplicació o la retirada d'un corrent elèctric a la bobina del relé. Quan la bobina s'energitza, crea un camp magnètic que atrau o repel·leix una palanca o interruptor dins del relé, obrint o tancant els contactes elèctrics, segons siguin NC o NA, com vam veure a l'altre article que et recomano llegir al principi.
Aquests relés s'utilitzen en una varietat d'aplicacions per fer funcions com la commutació de circuits elèctrics d'alta potència o aïllament elèctric entre dos circuits que treballen amb diferents tipus de corrent, com els de CC i CA. Són particularment útils en situacions en què es necessita controlar un circuit de manera remota o quan es vol aïllar un circuit de control d'un de més potència. Els relés es poden trobar en una àmplia gamma de dispositius i sistemes, des d'electrodomèstics i equips industrials fins a sistemes de control i automatització.
Què és un sòlid relé d'estat?
Un relé d'estat sòlid és un dispositiu de commutació electrònic que permet el flux de corrent elèctric quan s'aplica un petit corrent als seus terminals de control, o ho impedeix quan no s'aplica cap corrent. És a dir, en aquest sentit és molt semblant al funcionament del relé convencional.
Aquests relés d'estat sòlid inclouen un sensor que respon a un senyal de control, un interruptor electrònic d'estat sòlid que gestiona el circuit de càrrega i un mecanisme d'acoblament que activa aquest interruptor sense necessitat de components mecànics mòbils, com en el cas del electromagnètic. D'altra banda, aquests relés poden ser dissenyats per commutar corrent tant CA com CC.
Perquè això sigui possible sense parts mòbils, es fan servir semiconductors de potència, com a tiristors i transistors, per controlar corrents de fins a més de 100 ampers d'intensitat. A més, en ser d'estat sòlid, es caracteritzen per la seva capacitat per commutar a velocitats molt altes, en l'ordre de mil·lisegons, en comparació dels relés electromecànics, i no presenten contactes mecànics que es desgastin amb el temps. Tot i això, no tot són avantatges, com veurem més endavant.
Per a l'aïllament elèctric entre els dos circuits, el senyal de control s'acobla al circuit de control i la majoria dels SSR utilitzen acoblament òptic. Això implica que el voltatge de control activa un LED intern que il·lumina i activa un díode fotosensible (fotovoltaic). CC) per commutar i passar de obert a tancat o viceversa…
Avantatges i desavantatges del relé d'estat sòlid
Com podeu imaginar, el relé d'estat sòlid té avantatges davant d'un relé electromecànic, com:
- Més mida.
- Funcionament a baixa tensió, amb activació possible des de 1,5V o menys.
- Com que no inclou parts mòbils, és totalment silenciós.
- Són més ràpids que els magnètics, ja que tenen temps de resposta de mil·lisegons.
- Com que no tenen peces mecàniques que es desgasten ni contactes que es deteriorin a alts corrents, aquests relés són més fiables i duradors.
- La resistència de sortida roman constant independentment de lús.
- Connexions sense rebots, evitant fluctuacions a la commutació dels contactes.
- No produeixen espurnes o arcs elèctrics que puguin ser perillosos en entorns inflamables.
- Més resistent a cops, vibracions, etc., ja que no tenen peces mòbils que es puguin trencar.
- No emeten ones electromagnètiques que puguin causar interferències en altres dispositius.
Com tot, també tenen els seus desavantatges, Com:
- Emeten calor per la resistència, cosa que significa pèrdues.
- La polaritat de la sortida pot afectar els relés d'estat sòlid, cosa que no passa als electromecànics.
- A causa de la seva capacitat de commutació significativament més ràpida, els relés d'estat sòlid poden experimentar falses commutacions com a resultat de càrregues transitòries.
- Tendeixen a romandre en circuit tancat en cas de fallada, mentre que els relés electromecànics tendeixen a quedar en estat obert. Això pot ser positiu per a algunes aplicacions, encara que no per a totes…
aplicacions
Els relés d'estat sòlid (SSR) es poden utilitzar a multitud d'aplicacions, Com:
- Control de càrrega tant a CC com a CA, per a control d'escalfadors elèctrics, il·luminació, motors, electrodomèstics, calefacció, refrigeració, bombes d'aigua per a reg, etc. Per exemple, es poden fer servir en un circuit que activi un ventilador si la temperatura puja a certs graus, usant un sensor de temperatura.
- Automatització industrial. Gràcies al fet que són interruptors controlats per corrent, es poden fer servir en sistemes de control industrial per a l'automatització de maquinària i processos.
- Equips mèdics com ara màquines de ressonància magnètica, equips d'anàlisi clínica i sistemes de teràpia física per controlar l'energia i els dispositius d'aquests equips.
- Control de càrrega resistiva i reactiva. Els relés d'estat sòlid són útils en aplicacions on cal commutar càrregues resistives (com escalfadors) i càrregues reactives (com motors) a causa de la seva capacitat per manejar una àmplia varietat de tipus de càrrega.
- Sistemes de transport, com en aplicacions ferroviàries i de transport públic, els SSR s'utilitzen per controlar senyals, il·luminació i sistemes de control de trànsit.
- Altres ...
On comprar un relè d'estat sòlid?
Si vols comprar un relè d'estat sòlid, pots comprar-lo per molt poc a botigues especialitzades oa plataformes de venda online com Amazon:
Usar el relé d'estats sòlid amb Arduino
Per utilitzar un relé d'estat sòlid amb Arduino, la connexió és molt senzilla, especialment si utilitzeu un mòdul SSR. Per connectar aquest relé a la placa Arduino, has de realitzar les següents connexions:
- DC+: aquesta entrada del relé va connectada a la connexió de 5v de la placa Arduino.
- DC-: aquesta altra entrada del relé es connecta a la connexió GND o terra de la placa Arduino.
- CH1: si és un relé d'estat sòlid d'un sol canal, com el que posarem d'exemple, aquesta entrada del relé es connectarà a una sortida digital d'Arduino per controlar-lo, per exemple, la D9.
- NO/C: són les sortides del relé d'estat sòlid que aniran connectades a l'aparell que volem controlar. Per exemple, a una bombeta. Tingues en compte el datasheet del relé que compris, i els límits imposat. Per exemple, alguns només toleren una càrrega de 250V de corrent altern i intensitat màxima de 2A, assegura't de no sobrepassar-la…
Un cop dit això, ara veurem com es programaria, usant aquest simple sketch d'exemple:
const int pin = 9; //Pin de control del relé en el que lo hayas conectado, en este caso D9.
void setup()
{
Serial.begin(9600); //Iniciar puerto serie
pinMode(pin, OUTPUT); //Definir pin D9 como salida para el envío de señal.
}
void loop()
{
digitalWrite(pin, HIGH); // Poner el D9 en estado alto para activar el relé
delay(5000); // Esperar 5 segundos
digitalWrite(pin, LOW); // Poner el D9 en estado bajo, para desactivar.
delay(5000); // Esperar 5 segundos
}
Com veus, és un codi molt senzill, perquè puguis modificar-lo i aprendre a fer servir el relé. En aquest cas simplement hem creat un loop o bucle perquè el relé estigui constantment passant d'un estat a un altre…