Instruções para montar um relé de estado sólido faça você mesmo

O relé de estado sólido (TTR) é um dispositivo de uma série de componentes eletrônicos de ação não mecânica. A falta de mecânica abre mais oportunidades para os amantes da eletrônica fazerem um relé de estado sólido para uso pessoal.

Considere essa possibilidade em mais detalhes.

O design e princípio de operação TTR

Se a maior parte dessa eletrônica tradicionalmente contém partes móveis de grupos de contato, o relé de estado sólido não possui tais peças. O dispositivo de circuito de comutação de circuitos é executado com base no princípio de uma chave eletrônica. E o papel dos comutadores eletrônicos é geralmente realizado por semicondutores embutidos no corpo dos transistores de potência do relé, triacs e tiristores.

Antes de tentar fazer um relé de estado sólido de forma independente, é lógico para se familiarizar com o design básico de tais dispositivos, para entender o princípio da sua operação.

No âmbito de um estudo aprofundado do dispositivo, é imediatamente necessário destacar os lados vantajosos do TTR:

• comutação de carga potente;
• alta velocidade de comutação;
• isolamento galvânico ideal;
• a capacidade de manter brevemente uma sobrecarga alta.

Entre as estruturas mecânicas para encontrar um relé com parâmetros semelhantes, realmente não é possível. Em geral, as vantagens em relação às contrapartes mecânicas em relés de estado sólido são expressas em uma lista impressionante.

As condições de operação para o TTR praticamente não limitam o uso desses dispositivos. Além disso, a ausência de peças mecânicas móveis afeta favoravelmente a vida útil dos dispositivos. Portanto, há todos os motivos para fazer um relé de estado sólido - para montar o dispositivo com suas próprias mãos.

No entanto, para ser justo, juntamente com os aspectos positivos, as propriedades do revezamento, caracterizadas como desvantagens, devem ser observadas. Assim, para o funcionamento de dispositivos de alta potência, como regra, é necessário um componente adicional da estrutura, que é projetado para remover o calor.

Os radiadores para resfriamento de relés de estado sólido têm dimensões gerais várias vezes maiores que as do TTR, o que reduz a conveniência e a eficiência da instalação.

Durante a operação (no estado fechado), os dispositivos TTR fornecem uma corrente de fuga reversa e mostram uma característica de tensão de corrente não linear. Nem todos os relés de estado sólido são permissíveis para usar sem limitações nas características das tensões comutadas.

Tipos separados de dispositivos são projetados para alternar somente corrente contínua. A introdução de relés de estado sólido no circuito geralmente requer o recurso a medidas adicionais destinadas a bloquear alarmes falsos.

Relés de estado sólido geralmente podem ser encontrados em geral. painel elétrico do apartamento.

Como funciona um relé de estado sólido?

O sinal de controle (geralmente uma tensão de baixo nível, vindo, por exemplo, do controlador de controle) é alimentado ao LED de um par optoeletrônico presente no circuito TTP. O LED começa a emitir luz em direção ao fotodiodo, que por sua vez abre e começa a passar corrente.

A corrente que passa pelo fotodiodo chega ao eletrodo de controle do transistor de chave ou tiristor. A chave abre, fecha o circuito de carga.

É assim que funciona a função de troca de instrumentos. Todos os eletrônicos são tradicionalmente incluídos em um caso monolítico. Na verdade, portanto, o dispositivo é chamado de relé de estado sólido.

E como conectar um relé de estado sólido pode ser lido em este material.

Tipos de chaves de estado sólido

Toda a gama existente de dispositivos pode ser dividida em grupos, com base na categoria de carga de plug-in, recursos de controle e voltagens de comutação.

Assim, no total, existem três grupos:

1. Dispositivos operando em circuitos DC.
2. Dispositivos operando em circuitos AC.
3. Desenhos universais.

O primeiro grupo é representado por instrumentos com os parâmetros de tensão de controle operacional de 3 a 32 volts. Esta é uma eletrônica de tamanho relativamente pequeno, dotada de display de LED, capaz de operar sem interrupção a temperaturas de -35 / +75 ºС.

O segundo grupo - dispositivos projetados para instalação em redes AC. Aqui estão os projetos de TTR para instalação em redes AC, controladas por uma tensão de 24 - 250 volts. Existem dispositivos capazes de comutar cargas de alta potência.

O terceiro grupo é dispositivos universais. O circuito desse tipo de dispositivo suporta configuração manual para uso em determinadas condições.

Se você partir da natureza da carga conectada, deverá distinguir dois tipos de relés CA de estado sólido: monofásico e trifásico. Ambos os tipos são projetados para comutar uma carga suficientemente potente em correntes de 10 - 75 A. Nesse caso, os valores atuais de pico de curto prazo podem atingir valores de 500 A.

Circuitos capacitivos, resistivos e indutivos podem atuar como uma carga comutada por relés de estado sólido. Os projetos de interruptores permitem, sem excessivo ruído, controlar suavemente, por exemplo, elementos de aquecimento, lâmpadas incandescentes e motores elétricos.

A confiabilidade do trabalho é suficientemente alta. Mas, em muitos aspectos, a estabilidade e a durabilidade dos relés de estado sólido dependem da qualidade da produção dos produtos. Assim, os dispositivos fabricados sob uma determinada marca “Impuls” são frequentemente marcados com uma vida útil curta.

Por outro lado, os produtos da Schneider Electric não deixam motivos para críticas.

Como fazer o TTR fazer você mesmo?

Considerando o recurso de design do dispositivo (monolito), o circuito não é montado em uma placa de textolite, como é habitual, mas por montagem.

Soluções de circuito nesta direção podem ser encontradas muitas. A opção específica depende da potência de comutação necessária e de outros parâmetros.

Componentes eletrônicos para montagem de circuitos

A lista de elementos de um esquema simples para o desenvolvimento prático e construção de um relé de estado sólido do-it-yourself:

1. Optoacoplador tipo MOS3083.
2. Triac tipo VT139-800.
3. Série do transistor KT209.
4. Resistores, diodo Zener, LED.

Todos os componentes eletrônicos especificados são soldados por montagem de acordo com o seguinte esquema:

Devido ao uso do optoacoplador MOS3083 no circuito de condicionamento do sinal de controle, a tensão de entrada pode variar de 5 a 24 volts.

E devido à corrente que consiste em um diodo Zener e um resistor limitador, a corrente que passa pelo LED de controle é reduzida ao mínimo possível. Essa solução garante uma longa vida útil do LED de controle.

Verificando o esquema coletado para desempenho

O circuito montado precisa ser verificado quanto à operabilidade. Conecte enquanto a tensão de carga de 220 volts no circuito de comutação através do triac é opcional. É suficiente conectar um dispositivo de medição - testador paralelo à linha de comutação do triac.

O modo de medição do testador deve ser ajustado em “MOhm” e fornecer energia (5-24V) ao circuito de geração de tensão de controle. Se tudo funcionar corretamente, o testador deve mostrar a diferença na resistência de “MΩ” para “KΩ”.

Dispositivo do caso monolítico

Sob a base do corpo do futuro relé de estado sólido exigirá uma placa de alumínio com uma espessura de 3-5 mm. As dimensões da placa não são críticas, mas devem respeitar as condições para a remoção efetiva do calor do triac quando este elemento eletrônico é aquecido.

A superfície da placa de alumínio deve ser plana. Além disso, é necessário processar ambos os lados - limpar com lixa fina, polir.

Na etapa seguinte, a placa preparada é equipada com “cofragem” - uma borda de papelão ou plástico é colada ao longo do perímetro. Deve fazer uma espécie de caixa, que depois será preenchida com resina epóxi.

Um circuito eletrônico de um relé de estado sólido montado por um “canopy” é colocado dentro da caixa. Na superfície da placa de alumínio cabe apenas um triac.

Nenhuma outra parte e condutor do circuito deve tocar no substrato de alumínio. O triac é aplicado ao alumínio com a parte do corpo que é projetada para instalação no radiador.

A pasta condutora de calor deve ser usada na área de contato entre o alojamento triac e o substrato de alumínio. Algumas marcas de triacs com anodo não isolado devem ser instaladas através de uma junta de mica.

O triac precisa ser pressionado firmemente na base com algum tipo de carga e colocado ao redor do perímetro com cola epóxi ou preso de alguma forma sem quebrar a superfície do lado de trás do substrato (por exemplo, com rebite).

Preparação do composto e despejando o corpo

Sob a fabricação de um corpo sólido de um dispositivo eletrônico, você precisará fazer uma mistura composta. A composição da mistura composta é feita com base em dois componentes:

1. Epóxi sem endurecedor.
2. Pó de alabastro.

Graças à adição de alabastro, o mestre resolve dois problemas de uma só vez - ele obtém um volume exaustivo do composto de enchimento no consumo nominal de resina epóxi e cria um preenchimento com a consistência ideal.

A mistura deve ser bem misturada, após o que você pode adicionar um endurecedor e misture novamente. Em seguida, despeje gentilmente a instalação "montada" dentro do composto criado na caixa de papelão.

Preencha para o nível superior, deixando na superfície apenas parte da cabeça do LED de controle. Inicialmente, a superfície do composto pode não parecer muito suave, mas depois de um tempo a imagem mudará. Resta apenas aguardar a solidificação completa da fundição.

Na verdade, você pode aplicar qualquer adequado para soluções de fundição. O principal critério é que a composição da fundição não deve ser eletricamente condutora, além de que um bom grau de rigidez de fundição deve ser formado após a solidificação. O caso elenco de um relé de estado sólido é um tipo de proteção de circuito eletrônico contra danos físicos acidentais.

Conclusões e vídeos úteis sobre o tema

Este vídeo mostra como e com base em qualquer componente eletrônico pode fazer um relé de estado sólido. O autor lucidamente fala sobre todos os detalhes da prática de fabricação que ele pessoalmente encontrou na produção de um interruptor eletrônico:

Vídeo sobre o problema que pode ser encontrado após a aquisição da TTP monofásica de vendedores da China. Ao longo do caminho, ele realiza uma revisão peculiar do dispositivo de comutação:

A produção independente de relés de estado sólido é uma solução bastante possível, mas no que diz respeito a produtos para cargas de baixa tensão, que consomem energia relativamente baixa.

Aparelhos mais potentes e de alta voltagem dificultam você mesmo. E esse empreendimento em finanças custará o mesmo valor que a cópia da fábrica. Então, se necessário, é mais fácil comprar um dispositivo industrial pronto.

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