Un solid state relais, of SSR (Solid State Relay), is een apparaat dat hetzelfde doel dient als een conventioneel relais, maar enkele voordelen heeft, zoals u in dit artikel zult zien. Als je niet meer goed weet wat een relais is of waarvoor het dient, dan kan dat ook Zie meer informatie in dit andere artikel.
Dat gezegd hebbende, laten we eens kijken wat u hierover moet weten elektronisch apparaat:
Wat is een elektromechanisch relais?
Un elektromagnetisch relais, vaak eenvoudigweg relais genoemd, is een elektromechanisch apparaat dat wordt gebruikt om een elektrisch circuit te besturen door middel van een elektromagnetische spoel. Het is in feite een schakelaar die wordt bediend door een elektrische stroom in de relaisspoel aan te leggen of te verwijderen. Wanneer de spoel wordt bekrachtigd, creëert deze een magnetisch veld dat een hendel of schakelaar in het relais aantrekt of afstoot, waardoor de elektrische contacten worden geopend of gesloten, afhankelijk van of ze NC of NO zijn, zoals we hebben gezien in het andere artikel dat ik u aanbeveel lees aan het begin.
Deze relais worden in verschillende toepassingen gebruikt om functies uit te voeren, zoals schakelen van elektrische circuits met hoog vermogen of elektrische isolatie tussen twee circuits die met verschillende soorten stroom werken, zoals DC en AC. Ze zijn met name handig in situaties waarin u een circuit op afstand moet besturen of wanneer u een stuurcircuit wilt isoleren van een circuit met een hoger vermogen. Relais zijn te vinden in een breed scala aan apparaten en systemen, van huishoudelijke apparaten en industriële apparatuur tot besturings- en automatiseringssystemen.
Wat is een solid-state relais?
Un Solid state relais is een elektronisch schakelapparaat dat de stroom van elektrische stroom mogelijk maakt wanneer er een kleine stroom op de bedieningsterminals wordt toegepast, of deze verhindert wanneer er geen stroom wordt toegepast. Dat wil zeggen, in deze zin lijkt het sterk op de werking van een conventioneel relais.
Deze solid-state relais omvatten een sensor die reageert op een stuursignaal, een elektronische solid-state-schakelaar die het belastingscircuit beheert, en een koppelmechanisme dat de schakelaar activeert zonder dat mechanische componenten hoeven te worden verplaatst, zoals in het geval van elektromagnetische relais. Aan de andere kant kunnen deze relais worden ontworpen om te schakelen zowel AC- als DC-stroom.
Om dit mogelijk te maken zonder bewegende delen, vermogenshalfgeleiders, zoals thyristors en transistors, om stromen tot een intensiteit van meer dan 100 ampère te regelen. Bovendien worden ze, omdat ze solid-state zijn, gekenmerkt door hun vermogen om te schakelen met zeer hoge snelheden, in de orde van milliseconden, vergeleken met elektromechanische relais, en hebben ze geen mechanische contacten die na verloop van tijd verslijten. Het zijn echter niet alleen maar voordelen, zoals we later zullen zien.
Voor elektrische isolatie tussen de twee circuits wordt het stuursignaal gekoppeld aan het stuurcircuit, en de meeste SSR's gebruiken dit optische koppeling. Dit houdt in dat de stuurspanning een interne LED activeert die een lichtgevoelige diode (fotovoltaïsch) verlicht en activeert, die op zijn beurt de TRIAC (gebruikt in AC), SCR of MOSFET bestuurt (er zijn er meestal een of meerdere parallel aan CC) om te schakelen en van open naar gesloten te gaan of andersom…
Voor- en nadelen van solid-state relais
Zoals u zich kunt voorstellen, heeft het solid-state relais dat wel voordeel versus een elektromechanisch relais, zoals:
- Kleinere maat.
- Werking op lage spanning, met activering mogelijk vanaf 1,5 V of minder.
- Omdat er geen bewegende delen zijn, is hij volkomen stil.
- Ze zijn sneller dan magnetische, omdat ze responstijden van milliseconden hebben.
- Omdat ze geen mechanische onderdelen hebben die verslijten of contacten die verslechteren bij hoge stromen, zijn deze relais betrouwbaarder en duurzamer.
- De uitgangsweerstand blijft ongeacht het gebruik constant.
- Stuitervrije verbindingen, waardoor schommelingen in het schakelen van contacten worden vermeden.
- Ze produceren geen vonken of elektrische bogen die gevaarlijk kunnen zijn in ontvlambare omgevingen.
- Beter bestand tegen schokken, trillingen etc., omdat er geen bewegende delen zijn die kunnen breken.
- Ze zenden geen elektromagnetische golven uit die interferentie in andere apparaten kunnen veroorzaken.
Zoals alles hebben ze dat ook zijn nadelen, zoals:
- Ze geven warmte af als gevolg van weerstand, wat verliezen betekent.
- De polariteit van de uitgang kan solid-state relais beïnvloeden, iets wat bij elektromechanische relais niet gebeurt.
- Vanwege hun aanzienlijk snellere schakelvermogen kunnen solid-state relais last hebben van vals schakelen als gevolg van transiënte belastingen.
- Ze hebben de neiging om in het geval van een storing in een gesloten circuit te blijven, terwijl elektromechanische relais de neiging hebben om in de open toestand te blijven. Dit kan voor sommige toepassingen positief zijn, maar niet voor alle...
toepassingen
Solid State Relays (SSR) kunnen worden gebruikt veel toepassingen, zoals:
- Belastingsregeling in zowel DC als AC, voor het aansturen van elektrische verwarmingen, verlichting, motoren, apparaten, verwarming, koeling, waterpompen voor irrigatie, enz. Ze kunnen bijvoorbeeld worden toegepast in een circuit dat met behulp van een temperatuursensor een ventilator activeert als de temperatuur een bepaalde graad stijgt.
- Industriële automatie. Omdat het stroomgestuurde schakelaars zijn, kunnen ze worden gebruikt in industriële besturingssystemen voor de automatisering van machines en processen.
- Medische apparatuur zoals MRI-machines, klinische analyseapparatuur en fysiotherapiesystemen om de kracht en apparaten van deze apparatuur te regelen.
- Resistieve en reactieve belastingcontrole. Solid State-relais zijn nuttig in toepassingen waarbij resistieve belastingen (zoals verwarmingselementen) en reactieve belastingen (zoals motoren) moeten worden geschakeld vanwege hun vermogen om een grote verscheidenheid aan belastingstypen aan te kunnen.
- Transportsystemen, zoals in spoor- en openbaarvervoertoepassingen, worden SSR's gebruikt om signalen, verlichting en verkeerscontrolesystemen te besturen.
- Anderen ...
Waar koop ik een solid-state relais?
Als u wilt dat koop een solid-state relais, je kunt het voor heel weinig kopen in gespecialiseerde winkels of op online verkoopplatforms zoals Amazon:
Gebruik het solid-state relais met Arduino
Om een solid state relais met Arduino te gebruiken is de aansluiting heel eenvoudig, zeker als je een SSR-module gebruikt. Om dit relais op het Arduino-bord aan te sluiten, moet je dit doen maak de volgende verbindingen:
- DC+: deze relaisingang wordt aangesloten op de 5v-aansluiting van het Arduino-bord.
- DC-: Deze andere ingang van het relais wordt aangesloten op de GND- of aardaansluiting van het Arduino-bord.
- CH1: als het een eenkanaals solid-state relais is, zoals degene die we als voorbeeld gaan geven, zal deze relaisingang worden aangesloten op een digitale Arduino-uitgang voor besturing, bijvoorbeeld de D9.
- NO/C: dit zijn de uitgangen van het solid-state relais dat wordt aangesloten op het apparaat dat we willen bedienen. Bijvoorbeeld een gloeilamp. Houd rekening met de datasheet van het relais dat u koopt, en de opgelegde limieten. Sommigen tolereren bijvoorbeeld slechts een belasting van 250V AC en een maximale intensiteit van 2A, zorg ervoor dat u deze niet overschrijdt...
Dat gezegd hebbende, laten we nu eens kijken hoe zou het geprogrammeerd zijn, met behulp van deze eenvoudige voorbeeldschets:
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
}
Zoals u kunt zien, is het een heel eenvoudige code, dus u kunt deze wijzigen en leren hoe u het relais gebruikt. In dit geval hebben we eenvoudigweg een lus gemaakt, zodat het relais voortdurend van de ene toestand naar de andere gaat...