ממסרים מכניים ישנים מאופיינים על ידי שני חסרונות - מהירות נמוכה ומשאב מוגבל במספר המיתוג המותר. המתגים האלקטרוניים שבאו להחליף אותם (שם אחר הוא טרנזיסטור במצב מוצק או ממסר טריאק) נטולי כל החסרונות הללו, שמשכו את תשומת ליבם של מומחי האלקטרוניקה. היעדרם של חלקים מכניים, כמו גם הפשטות של המעגל מקלים על הרכבתם בבית. היכרות עם המשימה תסייע בהיכרות עם תכונות המכשיר ועקרון הפעולה של אלמנטים אלה.
מהם ממסרי מצב מוצק והסיווג שלהם
ממסרי מצב מוצק (או TTR) הם מכשירים אלקטרוניים עם מבנה שאינו מכיל רכיבים מכניים. העיקרון של פעולתם מבוסס על תכונות העבודה של צמתים מוליכים למחצה, המובחנים על ידי מהירות מיתוג גבוהה והגנה מפני שדות פיזיים.
מעבר ממסרי מצב מוצק מבוסס על העיקרון של הפעלת מפתחות אלקטרוניים.
בדרך כלל משתמשים ברכיבים אלקטרוניים נפוצים כגון טרנזיסטורים, דיודות או תיריסטורים כאלמנטים מרכזיים במוצרים אלה. בהתאם למבנים המשמשים בייצורם, TTRs מחולקים למכשירים הבנויים על בסיס אחד האלמנטים המפורטים (ממסרים על triacs, למשל).
בהתאם למצבי ההפעלה וסוג מתחי המיתוג, דגימות של ממסרי מצב מוצק המיוצרים על בסיס מוליכים למחצה מחולקים לקבוצות הבאות:
- התקני מיתוג DC;
- התקנים השולטים בפעולה של קווי עומס עם פרמטרים של זרם משתנה;
- מוצרים אוניברסליים הפועלים ברשתות שונות.
המכשירים הראשונים מאופיינים בבקרת מתח קבועה של לא יותר מ- 32 וולט. נציגי שתי העמדות הנותרות מסוגלים להחליף פוטנציאל משמעותי (עד עשרות קילוולט).
היתרונות של TTR
היתרונות בממסר כוללים:
- היכולת לעבור עומסים חזקים יחסית;
- מהירות גבוהה;
- לעבוד בתנאי בידוד גלווני;
- יכולת לעמוד בעומסי טווח קצר.
אף מדגם אחד של מוצרים מכניים או אלקטרומכניים אינו מסוגל להתחרות במתגים אלקטרוניים. לכן מבנים חדשים המבוססים על מוליכים למחצה החליפו לחלוטין דגימות מכניות ישנות.
המאפיינים התפעוליים הייחודיים של ה- TTR מאפשרים להשתמש בהם ללא הגבלות תוך הגדלת זמן התגובה. כל היתרונות הללו של מכשירים אלה הם סיבה מצוינת לנסות להרכיב ממסר במצב מוצק במו ידיכם. החסרונות של מוצרים אלה כוללים את הצורך בכוח נוסף, כמו גם את הצורך בסילוק עודפי החום שנוצר במהלך עבודה עם עומסים חזקים.
עשה זאת בעצמך
כדי ליצור ממסר נוכחי במו ידיכם, עליכם להצטייד במספר רכיבים אלקטרוניים המהווים את בסיס מעגלי המיתוג. כמו כן, יידרשו חומרים מיוחדים מהם ייוצר גוף ממסר ביתי.
אלמנטים אלקטרוניים
החלקים הנפוצים הבאים משמשים בדרך כלל כרכיבים אלקטרוניים המשמשים בייצור עצמאי של מדגם ה- TTR הפשוט ביותר:
- מצמד אופטי MOS3083;
- Triac VT139-800;
- סדרת טרנזיסטור דו קוטבית KT209;
- קבוצה של נגדים, כמו גם דיודה זנר ומנורה, המשמשים אינדיקטור להפעלת הממסר.
האלמנטים האלקטרוניים הרשומים מולחמים בצורה צורה על פי התוכנית שניתנה במקורות. יחד עם רכיבים אחרים הוא מכיל טרנזיסטור מפתח, המספק פולסים מיוצבים לדיודת השליטה של צמד האופטי.
רגע ההזנה קבוע על ידי אלמנט LED, שהשימוש בו במעגל ההפעלה מאפשר שליטה חזותית.
בהשפעת הפולסים הללו, מתרחשת הפוגה מיידית של טריאק מוליכים למחצה המחובר למעגל מיתוג. השימוש בזוג מצמד אופטי במעגל כזה מאפשר לשלוט על פוטנציאלים קבועים בין 5 ל 24 וולט.
שרשרת הגבלה של נגדים עם דיודה זנר נחוצה כדי להפחית את משרעת הזרם הזורמת דרך הלד וגוף הבקרה לערך מינימלי. פיתרון מעגל כזה מאפשר לך להאריך את חיי מרבית האלמנטים המשמשים בבניית המעגל.
עיצוב מארזים (מילוי מורכב)
לייצור גוף המוצר הטרומי, ראשית כל תידרש צלחת אלומיניום בעובי של 3-5 מ"מ. היא תשמש כבסיס להרכבה אלקטרונית. מידות נבחרות באופן שרירותי, בתנאי שהן מבטיחות פיזור חום טוב בסביבה. דרישה נוספת לחלק זה היא משטח מעובד וחלק לחלוטין, מלוטש בכלי מיוחד או מלוטש עם נייר זכוכית לזרוח.
בשלב הבא של הכנת התיק, הלוח שנבחר כבסיס מצויד בגבול מרצועת קרטון המודבק סביב ההיקף. התוצאה היא קופסא קטנה המיועדת להכיל את המעגל האלקטרוני שהורכב בעבר. בהתבסס על מרכיביו, רק טריאק מחובר בקשיחות, כל שאר האלמנטים מוחזקים בתוך המתחם עקב חיבורים שלהם.
כדי להתחבר לעומס ואספקת החשמל, המוליכים המתאימים מוציאים אל מחוץ לתיבה.
בעתיד, מחברים מהימנים של כל המכלול מסופקים על ידי תרכובת נוזלית שנשפכה לקופסה שהוכנה במיכל מתאים. לאחר שהתקשה, יתקבל מבנה מונוליטי, שאינו נחות ממיטב העיצובים התעשייתיים מבחינת ההגנה מפני רעידות והשפעות אחרות. החיסרון היחיד שלה הוא חוסר היכולת לפרק לצורך תיקון עוקב אחר המעגל.
זנים של TTR
בעת הרכבת מעגלי ממסר של מצב מוצק DIY, יש לזכור כי ניתן להשתמש במגוון רכיבים למטרות אלה. שום דבר לא מונע מאדם שלקח עבודה לבחור טרנזיסטורים אפקט שדה מודרני, למשל, שמבדילים אותם במהירות גבוהה וצריכת חשמל נמוכה. אלמנטים אלה מנוהלים רק על ידי פוטנציאלים, ומספקים את היכולת להחליף צרכנים חזקים מספיק. מבני שדה כמו MOSFET מסוגלים להחליף מעגלי עומס שהספקם מגיע לעשרות קילוואט.
לייצור עצמי של ממסר של מצב מוצק, מותר לבחור במבני מוליכים למחצה אחרים שיכולים לשלוט על מעגלי הכוח: תיריסטורים, למשל, או טרנזיסטורים דו קוטביים. העיקר שהם עומדים בדרישות לפונקציונליות של מעגל זה ופרמטרי ההפעלה של האלמנטים הכלולים במבנה שלו. כל השאר תלוי במוכנות ובקשב של המבצע.
