Eski mekanik röleler iki dezavantaj ile karakterize edilir - izin verilen anahtarlama sayısında düşük hız ve sınırlı kaynak. Bunların yerini almak için gelen elektronik anahtarlar (başka bir ad, bir katı hal transistör veya triyak rölesidir), elektronik uzmanlarının dikkatini çeken bu eksikliklerden tamamen yoksundur. Mekanik parçaların olmaması ve devrenin sadeliği, bunları evde monte etmeyi kolaylaştırır. Göreve aşina olmak, cihazın özelliklerine ve bu öğelerin çalışma prensibine aşina olmaya yardımcı olacaktır.
Katı hal röleleri nedir ve sınıflandırılması
Katı hal röleleri (veya TTR'ler), mekanik bileşenler içermeyen bir yapıya sahip elektronik cihazlardır. Çalışma prensibi, yüksek anahtarlama hızı ve fiziksel alanlardan güvenlik ile karakterize edilen yarı iletken kavşaklarının çalışma özelliklerine dayanmaktadır.
Katı hal rölelerinin değiştirilmesi, bir elektronik anahtarın tetiklenmesi ilkesine dayanır.
Transistörler, diyotlar veya tristörler gibi yaygın olarak kullanılan elektronik bileşenler geleneksel olarak bu ürünlerde kilit unsurlar olarak kullanılır. İmalatlarında kullanılan yapılara bağlı olarak, TTR'ler listelenen elemanlardan birine (örneğin triyaklar üzerindeki röleler) dayanarak inşa edilen cihazlara ayrılır.
Çalışma modlarına ve anahtarlama gerilimlerinin tipine göre, yarı iletkenler temelinde üretilen katı hal rölelerinin örnekleri aşağıdaki gruplara ayrılır:
- DC anahtarlama cihazları;
- değişken akım parametreleri ile yük hatlarının çalışmasını kontrol eden cihazlar;
- çeşitli zincirlerde faaliyet gösteren evrensel ürünler.
İlk cihazlar, 32 volttan fazla olmayan sabit voltaj kontrolü ile karakterize edilir. Kalan iki pozisyonun temsilcileri önemli potansiyelleri değiştirebilir (onlarca kilovolta kadar).
TTR'nin Avantajları
Rölenin avantajları şunları içerir:
- nispeten güçlü yükleri değiştirme yeteneği;
- yüksek hız;
- galvanik izolasyon koşullarında çalışmak;
- kısa süreli aşırı yüklere dayanma yeteneği.
Mekanik veya elektromekanik ürünlerin tek bir örneği elektronik anahtarlarla rekabet edemez. Bu nedenle, yarı iletkenlere dayanan yeni yapılar eski mekanik örneklerin yerini tamamen aldı.
TTR'nin benzersiz operasyonel özellikleri, tepki süresini arttırırken herhangi bir kısıtlama olmaksızın kullanılmalarına izin verir. Bu cihazların tüm bu avantajları, katı hal rölesini kendi ellerinizle birleştirmeye çalışmak için mükemmel bir nedendir. Bu ürünlerin dezavantajları arasında ek güç ihtiyacı ve güçlü yüklerle çalışma sırasında oluşan fazla ısıyı giderme ihtiyacı yer alır.
Kendin Yap
Kendi elinizle bir akım rölesi yapmak için, anahtarlama devrelerini temel alan bir dizi elektronik bileşeni stoklamanız gerekir. Ayrıca, ev yapımı bir rölenin gövdesinin yapılacağı özel malzemeler gerekecektir.
Elektronik elemanlar
Aşağıdaki en yaygın parçalar genellikle en basit TTR örneğinin bağımsız üretiminde kullanılan elektronik bileşenler olarak kullanılır:
- optokuplör MOS3083;
- Triyak VT139-800;
- bipolar transistör serisi KT209;
- bir dizi direnç, bir zener diyot ve bir LED, rölenin çalışmasının bir göstergesi olarak hizmet eder.
Listelenen elektronik elemanlar, kaynaklarda verilen şemaya göre menteşeli bir şekilde lehimlenir. Diğer bileşenlerle birlikte, optokuplör çiftinin kontrol diyotuna stabilize darbeler sağlayan bir anahtar transistör içerir.
Besleme momenti, aktüatör devresinde kullanımı görsel kontrole izin veren bir LED elemanı tarafından sabitlenir.
Bu darbelerin etkisi altında, anahtarlanmış bir devreye bağlı yarı iletken bir triyakın anlık bir açması meydana gelir. Böyle bir devrede bir optokuplör çiftinin kullanılması, 5 ila 24 voltluk sabit potansiyelleri kontrol etmeyi mümkün kılar.
LED ve kontrol elemanından akan akımın genliğini minimum değere düşürmek için zener diyotlu bir direncin bir sınır zinciri gereklidir. Böyle bir devre çözümü, devrenin yapımında kullanılan elemanların çoğunun ömrünü uzatmanıza izin verir.
Kasa tasarımı (bileşik dolgu)
Prefabrik ürünün gövdesinin üretimi için, her şeyden önce, 3-5 mm kalınlığında bir alüminyum plaka gerekli olacaktır, elektronik montaj için temel görevi görecektir. Boyutlar, ortamdaki iyi ısı dağılımını garanti etmeleri koşuluyla keyfi olarak seçilir. Bu parça için başka bir gereksinim, iyi işlenmiş, kesinlikle pürüzsüz bir yüzeydir, özel bir aletle parlatılır veya bir zımpara kağıdı ile parlatılır.
Kasayı hazırlamanın bir sonraki adımında, taban olarak seçilen plaka, çevresine yapıştırılmış bir karton şeridinden bir kenar ile donatılmıştır. Sonuç, önceden monte edilmiş elektronik devreyi karşılamak için tasarlanmış küçük bir kutudur. Bileşenlerine dayanarak, sadece bir triyak sıkıca tutturulur, diğer tüm elemanlar kendi bağlantıları nedeniyle muhafaza içinde tutulur.
Yüke ve güç kaynağına bağlamak için ilgili iletkenler kutunun dışına gönderilir.
Gelecekte, tüm tertibatın güvenilir bağlantı elemanları, önceden uygun bir kapta hazırlanan kutuya dökülen sıvı bir bileşik ile sağlanır. Sertleştikten sonra, titreşimlere ve diğer etkilere karşı koruma açısından en iyi endüstriyel tasarımlardan daha düşük olmayan monolitik bir yapı elde edilecektir. Tek dezavantajı, devrenin daha sonra onarılması için sökülememesidir.
TTR Çeşitleri
DIY katı hal röle devreleri monte edilirken, bu amaçlar için çeşitli bileşenlerin kullanılabileceği akılda tutulmalıdır. Hiçbir şey, işe giren bir kişinin, örneğin yüksek hız ve düşük güç tüketimi ile ayırt edilen modern alan etkili transistörleri seçmesini engellemez. Bu unsurlar, yeterince güçlü tüketicileri değiştirme yeteneği sağlayarak yalnızca potansiyeller tarafından yönetilir. MOSFET gibi saha yapıları, onlarca kW'a ulaşan güce sahip yük devrelerini değiştirebilir.
Bir katı hal rölesinin kendi kendine üretimi için, güç devrelerini kontrol edebilen diğer yarı iletken yapıların seçilmesine izin verilir: örneğin tristörler veya bipolar transistörler. Ana şey, bu devrenin işlevselliği ve yapısına dahil edilen elemanların çalışma parametreleri için gereksinimlere uymalarıdır. Diğer her şey, sanatçının hazırlığına ve dikkatine bağlıdır.
