В целях экономии средств и упрощения конструкции на автомобилях используется упрощенная включения вентилятора системы охлаждения. В схему входит вентилятора, предохранитель, датчик температуры и соединительные провода. Электродвигатель подключается к массе, а также к плюсу аккумулятора через предохранитель. В разрыв провода массы включен датчик температуры.
Такая схема хороша своей простотой, не нужно использовать дорогостоящие элементы, а количество проводов минимально. Но есть и минусы у нее. Например, датчик температуры, выполняющий роль выключателя, пропускает через себя большой ток, что сказывается на его сроке службы. И еще минус – это резкое включение двигателя. Нагрузка на двигатель резко возрастает до максимального значения, а это негативно сказывается на состоянии электродвигателя.
Использование электромагнитного реле
Применение простого реле слегка усложнит схему, но избавит датчик температуры от наличия большого тока. Ток большой величины будет протекать через контакты реле. Дешевле и проще заменить реле, нежели датчик температуры для включения электровентилятора. Для проведения модернизации потребуется провод и реле с кронштейном для крепления к кузову.
Отсоедините датчик температуры, а провода, которые были на нем, нужно подключить к нормально разомкнутой паре контактов нашего реле. Половина дела сделана, силовая часть готова. Теперь управление. Один вывод датчика температуры соединяем с массой, а вот второй подключаем к катушке реле.
Со второго вывода катушки нужно протянуть провод к плюсовому выводу аккумулятора. Желательно, чтобы подключение производилось через предохранитель, величина тока срабатывания которого может быть и 1 Ампер. Катушка потребляет ток небольшой величины, поэтому самое страшное, что может произойти – это короткое замыкание в проводке. Впоследствии можете параллельно датчику температуры подключить кнопку принудительного включения, которую установите в салоне автомобиля.
Применение полупроводников
Вместо электромагнитного реле можно использовать тиристорный ключ, либо же конструкцию на полевых . Суть та же, только нет подвижных контактов, их функции выполняют электроны и дырки в кристалле полупроводника. Но не забывайте про охлаждение тиристоров и , устанавливайте радиаторы, которые способны будут обеспечить необходимую теплоотдачу.
Плавный пуск двигателя – это весьма полезная функция для управления двигателем. Такое нововведение обеспечит постепенное увеличение нагрузки . Осуществляется такая затея путем применения ШИМ-модуляции. Но вместе со всеми новшествами можно использовать в системе охлаждения второй датчик температуры, у которого температура срабатывания градусов на 5 меньше, чем у основного.
Если при срабатывании основного датчика вентилятор включается на полную мощность, то при срабатывании второго датчика его обороты должны быть вдвое меньше. Для этого при подключении придется использовать резистор. Прекрасно подойдет тот, который установлен на вентиляторе печки. Это позволит не доводить температуру в системе до экстремального значения.
Промежуточное реле необходимо для выполнения вспомогательных функций. Оно широко применяется в системах управления и автоматики. Основное назначение элемента – это распределение и переключение нагрузок в электросетях. Реле необходимо для преобразования или передачи одного сигнала в другой. Используется как для постоянного, так и для переменного тока. Как правило, изделие применяют для управления более мощными устройствами: силовыми контакторами, исполнительными устройствами системы автоматики и сигнализации. В этой статье мы расскажем читателям сайта о том, как выполняют подключение промежуточного реле, предоставив схему монтажа и видео инструкцию.
Способы включения устройства
Как подключить механизм в систему? Подключение приспособления в электрическую цепь происходит по двум вариантам:
Когда есть нормальное стабильное напряжение источника питания, то должно надежно срабатывать. Помимо этого, предусмотрена надежная их работа при аварийном понижении напряжения до 40–60%. По особенности в конструкции такой элемент преобразования может быть с одной обмоткой, двумя или тремя (последние встречаются крайне редко).
Подключение промежуточного реле является важным для любого оборудования или прибора. Ведь это позволяет не только автоматически прерывать цепь, но и с его помощью можно расширять функциональные способности других реле, которые расположены в этой электрической цепи.
Долговечность устройства зависит от количества его срабатывания. То есть она характеризуется численностью циклов срабатывания и возвратом в свое первоначальное положение. Степень защищенности аппаратуры от различных нежелательных факторов, что окружают конструкцию, оценивается по такому критерию, как время перехода контактов из одного положения в другое.
Схемы подключения
После того как промежуточное реле было установлено в электрический шкаф, следует осуществить его подключение в электрическую схему. Для этого применяются контакты самой катушки и непосредственные контактные элементы. Реле имеет, как правило, несколько пар контактов NO нормально открытые и NC нормально закрытые. Нормальным положением считается отсутствие подачи сигнала на катушку. Так как катушка не обладает полярностью, то подключение контактов осуществляется произвольно.
Устанавливается такой аппарат в схемах управления и автоматики. Располагается между исполнительным устройством (например, контактор) и источником задания. На рисунке изображена электрическая схема приспособления:
На картинке изображено промежуточное реле без подачи напряжения. Если его подать, то контакты переключатся. Напряжение в катушке может быть различное: 220, 24 и 12 вольт.
Как подключить приспособление указано на рисунке ниже:
В некоторых случаях реле промежуточного типа используется как контактор, тогда схема установки будет выглядеть следующим образом:
Как видно, промежуточное реле обладает тремя группами контактов, которые управляют нагрузкой и одной группой для удержания тока в катушке. Можно установить дополнительно контактор, тогда устройство подключается сначала к контактору.
Также данный аппарат можно подключать к датчику движения. Благодаря ему, к системе датчика движения есть возможность подключать несколько мощных ламп. Монтаж происходит следующим образом: обмотка приспособления подключается к датчику, а силовой контакт переключает нагрузку в системе светильников. Как установить такой датчик, показано ниже:
Еще один вариант установки электронного пускателя — к терморегулятору. Схема изображена на картинке (нажмите, чтобы увеличить):
В этом случае подключение терморегулятора и пускателя производится в последовательном порядке к первой фазе и нулевому проводу (на схеме они обозначаются как Т1 и К1 соответственно). Монтаж остальных контактов пускателя осуществляется равномерно между другими фазами.
ДХО (дневные ходовые огни) – дополнительные световые устройства, устанавливаемые на автомобиль для использования в светлое время суток. Хотелось бы подчеркнуть, ДХО предназначены для обозначения вашего транспортного средства перед другими участниками дорожного движения, а не для дополнительного освещения проезжей части. В пользе использования ДХО сомневаться не приходится, ваш автомобиль станет заметен на расстоянии нескольких километров. Достигается это использованием ярких светодиодов в ДХО. В этой статье я расскажу вам о правовых аспектах установки ДХО, а также о различных схемах подключения ДХО.
Законодательство
Перед практикой установки ДХО, хотелось бы немного остановиться на правовых нормах установки ДХО, а также правилах их работы.
Самое первое и основное правило – запрещена самовольная установка дополнительных световых сигналов на автомобиль. Да, вы правы, вы не имеете права устанавливать ДХО на свой автомобиль, если он не был укомплектован ими заводом изготовителем. Это будет расцениваться как внесение изменений в конструкцию транспортного средства. На каждое изменение конструкции транспортного средства должен быть получен сертификат, что само по себе дело не быстрое и не дешевое. В противном случае, сотрудники ДПС выпишут вам штраф, либо вовсе доставить ваш автомобиль на штрафстоянку.
Как же так? Мой сосед на «Оку» поставил ДХО и спокойно ездит! – спросите вы. Ему просто везет на лояльных сотрудников ДПС, которые не обращают внимания на его ДХО – отвечу я вам.
Еще раз — запрещена самовольная установка дополнительных световых сигналов на автомобиль, если он не был укомплектован ими заводом изготовителем. Поэтому, любые изменения конструкции транспортного средства вы производите на свой страх и риск. Совсем другое дело, если комплектация вашего автомобиля не включает в себя ДХО, но в более дорогих комплектациях вашей модели ДХО имеется. В этом случае, вы имеете право установить ДХО без каких-либо согласований с сертифицирующими органами.
Первое правило установки ДХО касается их расположения на кузове автомобиля (см. рисунок). Если кратко описать этот рисунок, то мы получим следующее:
- ДХО должны быть установлены на высоте от 250 до 1500 мм;
- Расстояние между близлежащими краями ДХО должно быть не менее 600 мм;
- Расстояние от внешней боковой поверхности автомобиля до близлежащего края ДХО должно быть не более 400 мм.
Теперь кратко пройдемся по правилам работы и использования ДХО:
- ДХО должны использоваться только в светлое время суток;
- Запрещено использование ДХО совместно с габаритными огнями, с ближним и дальним светом фар, а также с противотуманными фарами.
Все что не запрещено – разрешено. Вот так все просто. Отдельно хотелось бы остановиться на важном моменте, он касается использования ДХО совместно с дальним светом фар. Правило звучит примерно так: При кратковременном подаче сигнала дальним светом, при отключенных габаритных огнях и ближнем свете фар, ДХО не должны отключаться. Расшифрую: вы едете при отключенных фарах и габаритах, ДХО включены, когда вы сигналите дальним светом встречной машине о приближении к посту ДПС, ваши ДХО не должны отключаться.
Просто? Я тоже думаю, что ничего сложного тут нет. Зная законодательство и правила использования ДХО, мы готовы перейти к практике их подключения. Начнем от простого и неправильного, закончим сложным и правильным. Поехали!
Схема подключения ДХО без реле
Это самая простая схема подключения ДХО, но и самая не правильная. Немного опишу ее. При такой схеме подключения вы подаете напряжение на ДХО от основной цепи питания автомобиля. Основная цепь питания включается в работу при повороте ключа в замке зажигания. Очевидно, ваши ДХО будут работать всегда, пока повернут ключ в замке зажигания, не зависимо от того, какие осветительные приборы вы используете при этом. У вас нет возможности отключить ДХО до тех пор, пока вы не вытащите ключ из замка зажигания.
Как вам уже известно, запрещено использование ДХО совместно с другими осветительными приборами. Я не рекомендую подключение ДХО по такой схеме.
Схема подключения ДХО от датчика давления масла
В этой части мы расскажем, как подключить ДХО, чтобы включались при запуске двигателя. Для подключения по такой схеме, вам потребуется 4ех контактное реле. Принцип работы схемы примерно такой. В нормальном состоянии контакты реле 30 и 87 разомкнуты, т.е. между ними не проходит ток, ДХО выключены.
Как только вы заводите двигатель, на приборной панели гаснет контрольная лампа давления масла, на контакт реле 86 приходит сигнал от датчика давления масла, этот сигнал возбуждает катушку в реле, которая управляет замыканием контактов 30 и 87. После замыкания контактов 30 и 87 ваши ДХО включаются. Данная схема тоже не является правильной т.к. ваши ДХО будут работать всегда, пока заведен двигатель вашего автомобиля.
Схема подключения ДХО через 4 контактное реле
Для подключения ДХО по такой схеме, вам так же, как и в предыдущем случае, потребуется 4ех контактное реле. Более того, схема подключения абсолютно идентична с предыдущим случаем, только вместо управляющего сигнала от датчика давления масла мы будем использовать кнопку в салоне автомобиля. Ваши ДХО будут включаться только при нажатии кнопки в салоне.
Можете добавить немного автоматизации в данную схему. Для того чтобы ДХО гасли при остановке двигателя, вы можете подать сигнал на кнопку от бензонасоса, или от того же датчика давления масла. Данная схема уже имеет право на жизнь, т.к. вы можете управлять работой ДХО в зависимости от ваших условий движения.
Единственный минус заключается в том, что вам необходимо вручную отключать ДХО (нажимать кнопку в салоне) при включении ближнего света фар, а также вручную включать ДХО при движении в светлое время суток.
Схема подключения ДХО через 5 контактное реле
Эта схема является наиболее правильной и автоматизированной, я рекомендую подключать ДХО именно по этой схеме. В этой схеме используется 5ти контактное реле. Давайте немного расскажу о принципе работы 5ти контактного реле. 5ти контактное реле имеет 2 силовых вывода. В нормальном состоянии первый из силовых выводов замкнут, второй разомкнут. После подачи на реле управляющего сигнала, первый вывод станет разомкнутым, а второй замкнутым. Это кажется сложным, но давайте разберемся на примере, и все станет ясно.
На рисунке:
- Контакты 85 и 86 — являются управляющими контактами. В зависимости от того, есть ли на них напряжение или нет, замыкаются контакты 87 или 87А;
- Контакт 30 – силовой питающий контакт реле. Именно на него надо подавать напряжение для питания потребителей;
- Контакты 87 и 87А – контакты присоединения потребителей.
Приведу пример. Напряжения на контактах 85 и 86 нет, питание через реле идет к потребителю на контакт 87А. Напряжения на контактах 85 и 86 есть, реле переключает питание на потребителя на контакте 87.
Как подключить:
- Питание на ДХО и фары подаем через контакт 30. Для большей автоматизации возьмите питание от основной цепи автомобиля, которая включается при включении зажигания;
- К контакту 87А присоединяем ДХО, которые будут включены всегда;
- К контакту 87 присоединяем фары, которые буду включаться только при отключении ДХО;
- На контакты 85 или 86 (не имеет значения), подаем управляющий сигнал от кнопки включения фар в салоне;
- Оставшийся контакт 85 или 86 присоединяем к корпусу автомобиля.
При таком подключении у вас могут работать или ДХО или фары. На заглушенном автомобиле и ДХО и фары отключаются.
По-моему – это идеальный вариант.
Конструкция и принципиальная схема вентилятора радиатора могут отличаться не только в зависимости от марки автомобиля, но и от года выпуска и комплектации модели. Рассмотрим не только принцип работы, но и вариант подключения с возможностью принудительного включения вентилятора системы охлаждения (ВСО).
Особенности конструкции системы охлаждения
В зависимости от особенностей конструкции, включение вентилятора может происходить 3-мя способами:
- с помощью силового датчика активации ВСО. Еще такой датчик называют температурным реле включения вентилятора, так как силовые контакты электродвигателя проходят непосредственно через датчик. При такой схеме значительно возрастает нагрузка на термореле, что снижает его ресурс;
- с помощью датчика включения вентилятора, но теперь замыкание контактов в температурном переключателе приводит к срабатыванию реле, через которое и подключены силовые контакты электровентилятора системы охлаждения. Такой способ подключения намного надежней предыдущего варианта;
- с помощью электронного блока управления двигателем. ЭБУ, ориентируясь на установленный в радиаторе охлаждения двигателя датчик температуры охлаждающей жидкости, подает через реле питание на ВСО. В качестве измерителя используется резистивный термодатчик. Именно такая схема включения используется на подавляющем большинстве современных автомобилей. На машинах, оборудованных кондиционером, одним из электровентиляторов будет управлять блок комфорта. Необходимо это для принудительного охлаждения конденсатора при задействованной системе кондиционирования салона.
Режимы работы
Разбираясь в принципе работы и схеме подключения вентилятора радиатора, следует помнить, что электродвигатели зачастую имеют два скоростных режима. Реализуется это 2-мя способами:
- добавлением в цепь резистора, повышающего сопротивления и, как следствие, уменьшающего силу тока. В конструкции используется двухконтактный датчик, который в зависимости от температуры питает электродвигатель напрямую либо через сопротивления;
- комбинацией параллельного и последовательного включения. Схема применяется на авто с двумя вентиляторами. Они могут быть подключены последовательно, в случае чего по закону Ома будут работать от 6 В, либо последовательно, когда на каждый из ВСО подается 12 В. Режимы соответствуют малой и большой скорости вращения пропеллера.
Варианты схем
Принципиальная схема подключения ВСО на ВАЗ 2108, 2109, 21099 (до 1998 г.в.).
Как мы видим, датчик управляет реле включением вентилятора, которое расположено в монтажном блоке предохранителей. При достижении определенной температуры контакты температурного переключателя замыкаются, что приводит к протеканию тока в цепи электродвигателя.
Выше представлена схема для авто ВАЗ 2108, 2109, 21099, но после 1998 г.в. Как мы видим, датчик включения теперь выполняет функции реле.
Схему с использованием резистора для реализации двух скоростей вращения пропеллера рассмотрим на примере VW Passat. Двухпозиционный датчик питания вентилятора S23, в зависимости от температуры охлаждающей жидкости, замыкает контакты напрямую либо через добавочное сопротивление.
Подключение своими руками
Некоторые водители, предостерегая двигатель от вследствие неправильной работы термореле питания вентилятора радиатора, делают выносную кнопку для принудительно включения электродвигателя. Для этого достаточно параллельно к управляющему выводу реле, идущему от датчика, подключить фиксируемую кнопку, которая при нажатии будет замыкать контакт на массу, провоцируя тем самым срабатывание реле. Если конструкцией автомобиля не предусмотрено реле вентилятора, для принудительного охлаждения радиатора его придется установить самостоятельно.
Ни в коем случае не подключайте электродвигатель напрямую через кнопку в салоне! Также не советуем подключать строить схему так, чтобы после включения зажигания электровентилятор постоянно вращался, так как это значительно снижает его ресурс.
Для подключения вам достаточно понимания принципа работы 4-контактного реле и минимальных знаний в монтаже дополнительного оборудования. Обязательно включите в силовую цепь предохранитель нужного номинала и расположите его как можно ближе к источнику питания (подробно о том, ).
При желании можно заменить однопозиционный датчик на двухпозиционный, что в паре с подобранным резистором позволит реализовать малую скорость работы ВСО. Если вы обладаете достаточным уровнем знаний в электротехнике, то для регулировки скорости вращения пропеллера можно соорудить ШИМ-регулятор. Управления электровентилятором с помощью ШИМ-сигнала позволит плавно регулировать и произвольно выбирать скорость вращения в зависимости от температурной нагрузки на двигатель. На просторах интернета достаточно материалов о том, как сделать ШИМ-регулятор своими руками.
Коммутация - это включение или выключение электроприбора в сеть. Для этого используют разъединители, выключатели, автоматические выключатели, реле, контакторы, пускатели. Последние три (реле, контактор и магнитный пускатель) подобны по своему строению, но предназначены для разных мощностей нагрузки. Это электромеханические коммутационные устройства. У новичков часто возникают вопросы типа:
«Для чего у реле столько контактов?»;
«Как заменить реле, если нет подобного по расположению выводов?»;
«Как подобрать реле?».
Я постараюсь ответить на все эти вопросы в статье.
Для чего нужно реле?
Чтобы включить нагрузку нужно подать на её выводы напряжение, оно может быть постоянным и переменны, с разным количеством фаз и полюсов.
Напряжение можно подать несколькими способами:
Разъёмное соединение (вставить вилку в розетку или штекер в гнездо);
Разъединителем (как вы включаете свет в комнате, например);
Через реле, контактор, пускатель или полупроводниковый коммутационный прибор.
Первые два способа ограничены как по максимальной коммутационной мощности, так и по расположению точки подключения. Это удобно, если свет или прибор вы включаете выключателем или автоматом при этом и они расположены рядом друг с другом.
Для примера, приведу ситуацию, например (бойлер) - это достаточно мощная нагрузка (1 - 3 и более кВт). Ввод электроэнергии в коридоре, и там же на электрощите у вас расположен автомат включения бойлера, тогда вам нужно протянуть кабель сечением 2.5 кв. мм. На 3-5 метров. А если вам нужно включить такую нагрузку на большом расстоянии?
Для удаленного управления можно использовать такой же разъединитель, но чем больше расстояние - тем большим получится сопротивление кабеля, значит, нужно будет использовать кабеля с большим сечением, а это дорого. Да и если кабель оборвется - непосредственно на месте включить прибор уже не получится.
Для этого можно использовать реле, которое установлено непосредственно возле нагрузки, а включать его удаленно. Для этого не нужен толстый кабель, ведь сигнал управления обычно от единиц до десятков ватт, при этом может включаться нагрузка в несколько киловатт.
Выключатели и разъединители - нужны для ручного включения нагрузки, для того, чтобы управлять ею автоматически, нужно использовать реле или полупроводниковые приборы.
Сферы применения реле:
Системы охраны;
Для удаленного включения.
Схемы защиты электроустановок. Для автоматического ввода энергии защиты от низких и высоких напряжений, Реле тока - для срабатывания токовых защит, разрешения пуска электрических машин и пр.;
Автоматика;
Как работает реле?
Электромагнитное реле состоит из катушки, якоря и набора контактов. Набор контактов может быть разным, например:
Реле с одной парой контактов;
С двумя парами контактов (нормально-замкнутые - NC, и нормально-разомкнутые - NO);
С несколькими группами (для управления нагрузкой в независимых друг от друга цепях).
Катушка может быть рассчитана на разную величину постоянного и переменного тока, вы можете подобрать под свою схему, чтобы не использовать дополнительный источник для управления катушки. Контакты могут коммутировать как постоянный, так и переменный ток, величина тока и напряжения обычно указана на крышке реле.
Мощность нагрузки зависит от коммутационной способности аппарата обусловленного его конструкцией, на мощных электромагнитных коммутационных устройствах присутствует дугогасительная камера, для управления мощной резистивной и индуктивной нагрузкой, например электродвигателем.
Работа реле основана на работе магнитного поля. Когда на катушку подаётся ток, то силовые линии магнитного поля пронизывают её сердечник. Якорь изготовлен из материала, который магнитится и он притягивается к сердечнику катушки. На якоре может быть размещена контактная медная пластика и гибкая подводка (провод), тогда якорь находится под напряжением и по медным шинам подаётся напряжение на неподвижный контакт.
Напряжение подключается к катушке, магнитное поле притягивает якорь, он замыкает или размыкает контакты. Когда напряжение пропадает - якорь возвращается в нормальное состояние возвратной пружиной.
Могут быть и другие конструкции, например, когда якорь толкает подвижный контакт, и он переключается от нормального состояния к активному, это изображено на картинке ниже.
Итог: Реле позволяет малым током через катушку управлять большим током через контакты. Величина управляющего и коммутируемого (через контакты) напряжения может быть разная и не зависит друг от друга. Таким образом мы получаем гальванически развязанное управление нагрузкой. Это даёт существенное преимущество перед полупроводниками. Дело в том, что сам по себе транзистор или тиристор он не развязан гальванически, даже более того непосредственно связан.
Токи базы это часть тока коммутируемой через эмиттер-коллектор цепи, в тиристоре, в принципе, ситуация подобна. Если PN-переход повреждается - напряжение включаемой цепи может попасть на цепь управления, если это кнопка - ничего страшного, а если это микросхема или - они, скорее всего, тоже выйдут из строя, поэтому реализуется дополнительная гальваническая развязка через оптопару или трансформатор. А чем больше деталей - тем меньше надежность.
Преимущества реле:
простота конструкции;
ремонтопригодность. вы можете провести ревизию большинства реле, например, подчистить контакты от нагара и оно заново заработает, а при определенной сноровке можно заменить катушку или подпаять её выводы если они оторвались от выходящих контактов;
полная гальваническая развязка силовой цепи и цепи управления;
низкое переходное сопротивление контактов.
Чем ниже сопротивление контактов, тем меньше теряется напряжения на них и меньше нагрев. Электронные реле выделяют тепло, чуть ниже я бегло расскажу о них.
Недостатки реле:
из-за того, что конструкция по сути механическая - ограниченное число срабатываний. Хотя для современных реле оно доходит до миллионов срабатываний. Так что сомнительный момент недостаток.
скорость срабатывания. Электромагнитное реле срабатывает за доли секунды, в то время как полупроводниковые ключи могут переключаться миллионы раз в секунду. Поэтому нужно подходить с умом к выбору коммутационной аппаратуры.
при отклонениях от управляющего напряжения может быть дребезжание реле, т.е. состояние, когда ток через катушку мал, для нормального удержания якоря, и оно «жужжит» открываясь и закрываясь с большой скоростью. Это чревато скорым выходом его из строя. Отсюда вытекает следующее правило - для управления реле аналоговый сигнал должен подаваться через пороговые устройства, типа триггера Шмидта, компаратора, микроконтроллера и т.д.;
Щелкает при срабатывании.
Характеристики реле
Чтобы правильно подобрать реле нужно учесть ряд параметров, который описывает его особенности:
1. Напряжение срабатывания катушки. 12 В реле не будет устойчиво работать или не включится совсем если вы на его катушку подадите 5 В.
2. Ток через катушку.
3. Количество контактных групп. Реле может быть 1-канальным, т.е. содержать 1 коммутационную пару. А может и 3-канальным, что позволит подключать 4 полюса к нагрузке (например, три фазы 380В)
4. Максимальный ток через контакты;
5. Максимальное коммутируемое напряжение. У одного и того же реле оно различное для постоянного и переменного токов, например 220 В переменного и 30 В постоянного. Это связано с особенностями дугообразования при коммутации разных электроцепей.
6. Способ монтажа - клеммные колодки, вывод для клемм, пайка в плату или .
Электронные реле
Обычное электромагнитное реле при срабатывании щелкает, что может мешать вам при использовании таких приборов в бытовых помещениях. Электронное реле, или как его еще называют , лишено этого недостатка, но оно выделяет тепло, т.к. в качестве ключа используется транзистор (для реле постоянного тока) или симистор (для реле переменного тока). Кроме полупроводникового ключа в электронном реле установлена обвязка для обеспечения возможности управления ключом нужным управляющим напряжением.
Такое реле для управления использует постоянное напряжение от 3 до 32, а коммутирует переменное от 24 до 380 В с током до 10 А.
Преимущества:
малое потребление управляющего тока;
отсутствия шума при переключении;
больший ресурс (миллиард и больше срабатываний, а это в тысячу раз больше чем у электромагнитного).
Недостатки:
может сгореть от перегрева;
дороже стоит;
если сгорит - отремонтировать не получится.
На картинке ниже хорошо изображена схема подключения реле к сети и нагрузке. На один из силовых контактов подключают фазу, на второй нагрузку, а ноль на второй вывод нагрузки.
Так собирается силовая часть. Цепь управления собирается так: источник питания, например аккумулятор или блок питания, если реле управляемое постоянным током, через кнопку подключается к катушке. Для управления реле переменного тока схема аналогична, на катушку подается переменное напряжение нужной величины.
Здесь очевидно, что напряжение управления никак не зависит от напряжения в нагрузке, тоже и с токами. Ниже вы видите схему управления активаторами центрального замка автомобиля с двухполярым управлением.
Задача следующая, чтобы активатор совершил движение вперед нужно подключить плюс и минус к его соленоиду, чтобы сдвинуть его назад - полярность нужно сменить. Это сделано с помощью двух реле с 5-ю контактами (нормально-замкнутый и нормально-разомкнутый).
Когда напряжение подаётся на левое реле, плюс подается на нижний провод (по схеме) активатора, через нормально-замкнутые контакты правого реле верхний провод активатора подключен к отрицательному выводу (к массе).
Когда напряжение подано на катушку правого реле, а левое обесточено, полярность получается обратной: плюс через нормально-разомкнутый контакт правого реле подаётся на верхний провод. А через нормально-замкнутые контактны правого реле - нижний провод активатора соединен с массой.
Этот частный случай я привел для примера того, что с помощью реле можно не только включать напряжение на нагрузку, но и осуществлять разнообразные схемы подключения и переполюсовки.
Как подключить реле к микроконтроллеру
Чтобы управлять нагрузкой переменного тока через микроконтроллер удобно использовать реле. Но возникает небольшая проблема: ток потребления реле зачастую превышает максимальный ток через пин микроконтроллера. Чтобы её решить - нужно усилить ток.
На схеме изображено подключение реле с катушкой на 12В. Здесь транзистор VT4 обратной проводимости, он играет роль усилителя тока, резистор R нужен для ограничения тока через базу (устанавливается так, чтобы ток был не более чем максимальный ток через пин микроконтроллера).
Резистор в цепи коллектора нужен для того, чтобы задать ток катушки, подбирается по величине тока срабатывания реле, в принципе, его можно исключить. Параллельно катушке установлен обратный диод VD2 - он нужен, чтобы всплески самоиндукции не убили транзистор и выход микроконтроллера. С диодом всплески отправятся в сторону источника питания, и энергия магнитного поля прекратит свою работу.
Ардуино и реле
Для любителей есть готовые релейные шилды и отдельные модули. Чтобы обезопасить выходы микроконтроллера в зависимости от конкретного модуля может быть реализована опторазвязка управляющего сигнала, что значительно увеличит надёжность схемы.
Схема подобного модуля вот:
Мы говорили о характеристиках реле, так вот они часто указаны в маркировке на передней крышке. Обратите внимание на фото релейного модуля:
10A 250VAC - значит что способно управлять нагрузкой переменного напряжения до 250В и с током до 10 А;
10A 30VDC - для постоянного тока напряжение в нагрузке не должно превышать 30В.
SRD-05VDC-SL-C - маркировка, зависит от каждого произовдителя. В ней мы видим 05VDC - это значит, что реле сработает от напряжения в 5В на катушке.
При этом у реле есть нормально открытый контакты, всего 1 подвижный контакт. Схема подключения к ардуине изображена ниже.
Заключение
Реле это классический коммутационный прибор который используется везде: пультах управления в щитовых промышленных цехов, в автоматике, для защиты оборудования и человека, для избирательного подключения конкретной цепи, в лифтовом оборудовании.
Начинающему электрику, электронщику или радиолюбителю очень важно научиться использовать реле и составлять схемы с ними, так вы можете применять их в работе и хозяйстве, реализуя релейные алгоритмы без применения микроконтроллеров. Это хоть и увеличит габариты, но значительно улучшит надежность схемы. Ведь надежность это не только долговечность, но и безотказность и ремонтопригодность!