A régi mechanikus reléket két hátrány jellemzi - alacsony fordulatszám és korlátozott erőforrás az engedélyezett kapcsolások számában. Azokat a elektronikus kapcsolókat, amelyek azokat helyettesítették (másik név szilárdtest tranzisztor vagy triac relé), hiányoznak ezek a hiányosságok, amelyek felkeltették az elektronikai szakértők figyelmét. A mechanikus alkatrészek hiánya, valamint az áramkör egyszerűsége megkönnyíti az otthon összeszerelését. A feladat megismerése segít megismerni az eszköz tulajdonságait és ezen elemek működési elvét.
Mik a szilárdtest relék és azok osztályozása
A szilárdtest relék (vagy TTR-k) olyan elektronikus eszközök, amelyek szerkezete nem tartalmaz mechanikai alkatrészeket. Működésük elve a félvezető csomópontok munkájának sajátosságain alapszik, amelyeket a nagy kapcsolási sebesség és a fizikai terektől való védelem különböztet meg.
A szilárdtest relék kapcsolása az elektronikus kulcs működésének elvén alapul.
Az általánosan használt elektronikus alkatrészeket, például tranzisztorokat, diódákat vagy tirisztorokat hagyományosan használják kulcsfontosságú elemekként ezekben a termékekben. A gyártásuk során alkalmazott szerkezetektől függően a TTR-eket felsoroljuk a felsorolt elemek egyike alapján felépített eszközökre (például relék triakkokon).
A félvezetők alapján gyártott szilárdtest relék mintáit az üzemmódok és a kapcsolási feszültség típusa szerint a következő csoportokra osztják:
- DC kapcsolók;
- eszközök, amelyek ellenőrzik a tehervonalak működését változó áramparaméterekkel
- különböző láncokban működő univerzális termékek.
Az első eszközöket állandó, legfeljebb 32 voltos feszültségszabályozás jellemzi. A fennmaradó két helyzet képviselői képesek átváltani a jelentős potenciált (akár tíz kilovoltt is).
A TTR előnyei
A relé előnyei a következők:
- viszonylag nagy teljesítményű terhek váltásának képessége;
- Magassebesség;
- munka galvanikus szigetelés körülmények között;
- képesség ellenállni a rövid távú túlterheléseknek.
A mechanikai vagy elektromechanikai termékek egyetlen mintája sem képes versenyezni az elektronikus kapcsolókkal. Ezért a félvezetőkön alapuló új szerkezetek teljesen felváltották a régi mechanikai mintákat.
A TTR egyedi működési jellemzői lehetővé teszik korlátozás nélkül történő felhasználást, miközben növelik a válaszidőt. Ezen eszközök mindegyik előnye kiváló ok arra, hogy megpróbáljunk szilárdtestreléket saját kezűleg összeállítani. Ezeknek a termékeknek a hátrányai között szerepel a kiegészítő energia igénye, valamint a nagy terhelésekkel járó hőszükséglet eltávolításának szükségessége.
Csináld magad
Az áram relé elkészítéséhez saját kezével el kell készítenie számos elektronikus alkatrészt, amelyek képezik a kapcsolási áramkörök alapját. Ezenkívül speciális anyagokra is szükség lesz, amelyekből házi készítésű jelfogót készítenek.
Elektronikus elemek
A következő általános alkatrészeket általában elektronikus alkatrészekként használják a legegyszerűbb TTR minta független gyártásánál:
- MOS3083 optocsatoló;
- Triac VT139-800;
- bipoláris tranzisztor sorozat KT209;
- ellenállások, valamint egy zener dióda és egy LED, amelyek a relé működésének jelzésére szolgálnak.
A felsorolt elektronikus elemek csuklósan forrasztottak a forrásokban megadott séma szerint. Más alkatrészekkel együtt tartalmaz egy tranzisztort is, amely stabilizált impulzusokat szolgáltat az optocsatoló pár vezérlődiódájához.
Az előtolás pillanatát egy LED elem rögzíti, amelynek használata a működtető áramkörben vizuális vezérlést tesz lehetővé.
Ezen impulzusok hatására a kapcsolt áramkörbe beépített félvezető triac pillanatnyilag kiold. Optocsatoló pár használata egy ilyen áramkörben lehetővé teszi az állandó potenciál 5 és 24 V közötti vezérlését.
Az ellenállás zener-diódával rendelkező határlánca szükséges ahhoz, hogy a LED-en és a vezérlőelemön át áramló áram amplitúdóját minimálisra lehessen csökkenteni. Egy ilyen áramköri megoldás lehetővé teszi az áramkör felépítéséhez használt legtöbb elem élettartamának meghosszabbítását.
Üvegtervezés (vegyes töltelék)
Az előre gyártott termék testének előállításához mindenekelőtt egy 3-5 mm vastagságú alumínium lemezre lesz szükség, amely az elektronikus összeszerelés alapjául szolgál. A méreteket önkényesen választják meg, feltéve hogy garantálják a jó hőelvezetést a környezetben. Ehhez a részhez további követelmény a jól megmunkált, teljesen sima felület, amelyet speciális szerszámmal políroznak vagy csiszolópapírral fényeznek.
Az eset előkészítésének következő lépésében az alapként kiválasztott lemez fel van szerelve egy szegéllyel a kerület körül ragasztott kartoncsíkból. Az eredmény egy kis doboz, amelyet az előzőleg összeszerelt elektronikus áramkör befogadására terveztek. Alkatrészei alapján csak egy triac van rögzítve mereven, az összes többi elem a házban tartja a saját összeköttetései miatt.
A terheléshez és az áramellátáshoz történő csatlakoztatáshoz a megfelelő vezetékeket a doboz külsejére kell kiadni.
A jövőben az egész szerelvény megbízható rögzítőelemeit egy dobozba öntött folyékony vegyület biztosítja, amelyet előre elkészítünk egy megfelelő tartályban. Miután megkeményedik, monolitikus szerkezet alakul ki, amely a rezgésekkel és más hatásokkal szembeni védelem szempontjából nem rosszabb a legjobb ipari mintáknál. Az egyetlen hátránya, hogy nem lehet szétszerelni az áramkör későbbi javítása céljából.
A TTR fajtái
A DIY szilárdtestrelé-áramkörök összeszerelésekor szem előtt kell tartani, hogy ezekre a célokra különféle alkatrészek használhatók. Semmi sem akadályozza meg a munkát vállaló embert abban, hogy például olyan modern terepi tranzisztorokat válasszon, amelyeket nagy sebesség és alacsony fogyasztás jellemez. Ezeket az elemeket csak a potenciál kezeli, lehetővé téve a kellõ teljesítményû fogyasztók váltását. A terepi szerkezetek, például a MOSFET-ek képesek olyan terhelési áramkörök kapcsolására, amelyek tíz kW-ot elérnek.
A félvezető jelfogók öngyártásához megengedett más olyan félvezető szerkezetek kiválasztása, amelyek képesek az áramkörök vezérlésére: például tirisztorok vagy bipoláris tranzisztorok. A lényeg az, hogy megfelelnek az áramkör funkcionalitására és az annak szerkezetében szereplő elemek működési paramétereire vonatkozó követelményeknek. Minden más az előadó felkészültségétől és figyelmességétől függ.
