Kuinka rakentaa DIY puolijohderele käyttämällä TRIACia

Voit ostaa sekä mekaanisia että puolijohderelemoduuleja. Puolijohdereleet ovat kuitenkin uudempia ja maksavat hieman enemmän kuin perinteiset relekytkinmoduulit, joita saatat jo käyttää DIY-älykytkimissäsi tai kotiautomaatioprojekteissasi.

Tässä oppaassa rakennamme puolijohdereleen vain muutamista helposti saatavilla olevista komponenteista. Voit käyttää näitä DIY puolijohdereleitä tuotantoympäristössä ja kotiautomaatio- tai älykytkinprojekteissasi.

Puolijohderele vs mekaaninen rele: nopea vertailu

Toisin kuin mekaaniset relekytkimet, puolijohderelessä ei ole liikkuvia osia. Se muistuttaa mekaanisen kiintolevyn ja puolijohdeaseman vertailua, joka on paljon nopeampi ja tehokkaampi.

Vastaavasti puolijohderele (SSR) toimii nopeammin eikä kuluta virtaa, kun sitä ei käytetä tai se on pois päältä. Se toimii tai kytkeytyy päälle, kun liipaisujännite antaa liitetty MCU. Mikä tärkeintä, puolijohderele vie pienempi jalanjälki, eikä se aiheuta naksahdusääntä, kun se laukeaa.

SSR: ää voidaan käyttää myös induktiiviseen kuormankytkentään. Sinun on kuitenkin lisättävä a

snubber-piiri SSR: ään TRIAC: n (vaihtovirtatriodi) vaurioitumisen estämiseksi. Tätä ei välttämättä vaadita joissakin TRIACSissa, kuten BTA16.

Lisäksi puolijohdereleen rakentaminen on halvempaa kuin sellaisen ostaminen tai mekaanisen relemoduulin rakentaminen. Olemme rakentaneet muutaman ja käyttäneet niitä tuotantoympäristössä viimeisten kuukausien ajan. Ne toimivat luotettavasti sujuvammin ilman ongelmia.

AC Solid State Releen rakentaminen TRIAC: in avulla

Voit valita yksikanavaisen, kaksikanavaisen tai monikanavaisen puolijohdereleen rakentamisen tarpeidesi mukaan. Yksikanavaisen puolijohdereleen rakentamiseen tarvitset seuraavat komponentit:

• 220 ohmin ¼ watin vastus
• 1K ¼ watin vastus
• BT136 tai vastaava TRIAC
• MOC3021 optoerotin
• Ruuviliitin
• Kaksinapainen urospuolinen berg-nauhaliitin
• Yleiskäyttöinen piirilevy
• 6-nastainen IC-jalusta (valinnainen)
• Jäähdytyselementti (valinnainen, mutta suositeltavaa raskaampien kuormien ajamiseen)
• LED (valinnainen)
• Juotosrauta ja juotos

Sinun tulee myös opettele juottamaan, jos et ole koskaan tehnyt sitä ennen, tämän tee-se-itse-solid-state-relemoduulin rakentamiseen.

Vaihe 1: Juota komponentit piirilevylle

Hanki yleiskäyttöinen piirilevy ja liitä kaikki komponentit seuraavan kaavion mukaisesti.

Sen pitäisi näyttää tältä, kun tarvittavat komponentit on koottu ja juotettu levylle.

Vaihe 2: Testaa puolijohderele

DIY puolijohdereleen testaamiseen tarvitset muutaman johdon ja 3,3 V: n tai 5 V: n virtalähteen. Voit käyttää mitä tahansa 3,3 V: n akkua tai MCU: ta, kuten NodeMCU: ta, D1 Miniä, Arduino Unoa jne., syöttämään puolijohderelekytkimen testaamiseen tarvittavan liipaisujännitteen.

Puolijohdereleen ja asennuksen testaamiseen liittyy 110 V–240 V AC virtalähde. Jatka vain, jos tiedät mitä olet tekemässä. Tämä voi olla tappava, jos sitä ei tehdä huolellisesti.

1. Hanki laajennuskortti ja varmista, että sitä ei ole kytketty pistorasiaan tai kytkettynä siihen.
2. Hanki vaihtovirtalaite, kuten tuuletin tai polttimo.
3. Ota kaksi johtoa ja liitä ne vaihtovirtakuormaan, esim. tuuletin tai polttimo.
4. Liitä yksi vaihtovirtakuormaan kytketyistä johtimista puolijohdereleen ruuviliittimeen (T1).
5. Ota vielä yksi johto ja liitä toinen pää puolijohdereleen ruuviliittimeen (T2) ja toinen pää laajennuskortin liitäntään. Sen pitäisi näyttää seuraavalta kaaviolta. Varmista, että liitännät ovat kunnolla kiinni oikosulkujen välttämiseksi.
6. Liitä nyt 3,3 V: n akun tai MCU: n 3,3 V: n ja GND-liittimien kaksi napaa puolijohdereleen tulonastoihin kaavion mukaisesti. Jos käytät MCU: ta, käytä DuPont-johtoja. Varmista myös, että napaisuus on oikea, kuten kaaviossa näkyy.
7. Kytke laajennuskortti AC-kytkimeen ja käynnistä se.
8. Kuorman tulee kytkeytyä päälle. Jos irrotat 3,3 V: n virran puolijohdereleen tuloliittimistä, kuorman pitäisi kytkeytyä pois päältä.

Puolijohderele toimii

Kun puolijohdereleen syötetään 3,3 V: n liipaisujännite, optoerottimen sisäinen LED tai IR-LED syttyy ja alkaa lähettää valoa nastoihin 4 ja 6 kytkettyyn optiseen anturiin.

Tämän seurauksena nastan 4 ja nastan 6 välinen vastus pienenee, mikä laukaisee TRIAC: n ja kytkee päälle kytketyn vaihtovirtakuorman. Optoerotin auttaa erottamaan korkea- ja matalajännitepiirit ja pitämään Arduinon tai MCU: n turvassa kaikilta häiriöiltä tai vaurioilta.

Vaihe 3: Yhdistä puolijohderele Arduinon tai ESP8266:n kanssa

Voit nyt liittää puolijohdereleen Arduinoon tai muuhun MCU: hun. Kolmen mekaanisen releen hyppyjohtimen sijaan tarvitset vain kaksi SSR: lle: yhden tulosignaalille (3,3 V) ja toisen maadoitukselle (GND).

Kuorman perusteella voit valita suurempia kantavia TRIAC-laitteita, kuten BTA16, jäähdytyselementillä rakentaaksesi puolijohdereleitä raskaille kuormille (2000 W tai enemmän). Muista käyttää vaimennuspiiriä, jos aiot käyttää SSR: ää induktiiviseen kuormankytkentään, kuten moottoriin tai pumppuun.

Käytä itse tehtyjä puolijohdereleitä älykytkimien rakentamiseen

Voit käyttää näitä puolijohderelemoduuleja älykotiprojekteissasi. Voit suunnitella ESP12-käyttöisiä älykytkinmoduuleja integroidulla puolijohdereleellä käyttämällä elektroniikan luonnostelutyökalua Fritzing. Kun se on suunniteltu, voit tulostaa PCB: n prototyyppien/valmistuspalvelun tarjoajalta tai jatkaa vain yleiskäyttöisten piirilevyjen käyttöä.

Voit käyttää tätä relettä rakentaa älykäs liiketunnistava valokytkin tai Wi-Fi-kytkimet ja asenna ne kotiisi tai toimistoosi. Älykkäät laitteet voivat auttaa vähentämään energiahukkaa merkittävästi sen lisäksi, että ne ovat käteviä. Lisäksi voit myös asenna Home Assistant -palvelin Raspberry Pi: lle lisäämään automaatiota.

Vaihda mekaaniset releet puolijohdereleihin

Nyt kun olet oppinut rakentamaan puolijohdereleitä, voit korvata mekaaniset releesi SSR: llä tehokkaan kytkennän ja napsautusäänien välttämiseksi. Mekaanisiin releisiin verrattuna pienemmällä jalanjäljillä voit suunnitella ja rakentaa prototyyppejä tai älykkäitä kytkimiä paljon pienempiin 3D-tulostettuihin koteloihin älykotiprojektiisi.

Kuinka lisätä Wi-Fi-ohjaus ilmastointilaitteeseen ja tehdä siitä älykäs

Lue Seuraava