Sukurkite kompaktišką ir mažos galios tvirtą

Relės yra įprastos daugelyje perjungimo grandinių, kuriose reikia valdyti (įjungti arba išjungti) kintamosios srovės apkrovą. Tačiau dėl elektromechaninių charakteristikų mechaninė relė veikia savaime, be to, ji gali tik pakeisti apkrovos būseną ir negali atlikti kitų perjungimo operacijų, tokių kaip pritemdymas ar greičio valdymas. Be to, elektromechaninė relė taip pat sukelia spragtelėjimo garsus ir aukštos įtampos kibirkštį, kai įjungiamos arba išjungiamos didžiulės indukcinės apkrovos. Galite sužinoti straipsnį apie relių darbą, kad sužinotumėte daugiau apie reles, jų konstrukciją ir tipus.

Geriausia elektromechaninės relės alternatyva yra kietojo kūno relė. Kietojo kūno relė yra puslaidininkinių relių tipas, kuris gali būti naudojamas kaip elektromechaninės relės pakaitalas valdant elektrines apkrovas. Jis neturi jokių ritinių ir todėl jam nereikia magnetinio lauko. Jis taip pat neturi spyruoklių ar mechaninių kontaktų, todėl nesusidėvi ir gali veikti esant silpnai srovei. Ši kietojo kūno relė, dažnai pripažįstama SSR, naudoja puslaidininkius, kurie valdo apkrovos įjungimo ir išjungimo funkciją, taip pat gali būti naudojami variklių greičiui valdyti, taip pat silpniau. Ankstesniuose projektuose mes taip pat naudojome kietojo kūno prietaisą, pvz., TRIAC, variklio greičiui kontroliuoti ir kintamosios srovės šviesos intensyvumui valdyti.

Šiame projekte padarysime kietojo kūno relę naudodami vieną komponentą ir valdysime kintamosios srovės apkrovą veikiant 230 VAC. Čia naudojama specifikacija yra ribota, mes pasirinkome 2A apkrovą, kuri bus naudojama naudojant šią kietojo kūno relę. Tikslas yra sukurti kietojo kūno relės kompaktišką plokštę, kurią būtų galima tiesiogiai susieti ir valdyti naudojant „Nodemcu“ arba „ESP8266“ 3,3 V GPIO kaiščius. Norėdami tai padaryti, mes sukūrėme savo PCB plokštes iš „ PCBWay“ ir mes surinksime ir išbandysime tą patį šiame projekte. Taigi pradėkime !!!

Komponentai, reikalingi kietojo kūno relei sukurti

PCB
ACST210-8BTR
330R rezistorius ¼ vatas
Gnybtų blokas (300V 5A)
0805 LED bet kokios spalvos
150R rezistorius

Kietojo kūno relė naudojant TRIAC - grandinės schema

Pagrindinis komponentas yra ACS Triac arba trumpai ACST. ACST dalies numeris yra ACST210-8BTR. Tačiau rezistorius R1 naudojamas prijungti mikrovaldiklį arba antrinę grandinę (valdymo grandinę) GND su kintamosios srovės neutralia. Rezistoriaus vertė gali būti bet kokia tarp 390R-470R arba gali būti naudojama šiek tiek mažiau.

Norėdami gauti daugiau informacijos apie grandinės veikimą, ji aprašyta tolesniame skyriuje. Kaip minėta anksčiau, pagrindinis komponentas yra T1, ACST210-8BTR. ACST yra TRIAC tipas ir dar vadinamas kintamosios srovės triodu.

Kaip veikia ACS TRIAC (ASCT)?

Prieš suprantant, kaip veikia ACST, svarbu suprasti, kaip veikia TRIAC. TRIAC yra trijų gnybtų elektroninis komponentas, kuris, naudodamas savo vartus, praleidžia srovę bet kuria kryptimi. Taigi jis vadinamas dvikrypčiu triodo tiristoriumi. TRIAC turi tris terminalus, kur „A1“ yra anodas 1, „A2“ yra anodas 2 ir „G“ yra vartai. Kartais tai taip pat vadinama anodu 1 ir anodu 2 arba pagrindiniu terminalu 1 (MT1) ir pagrindiniu terminalu 2 (MT2). Dabar TRIAC vartams reikia tiekti nedidelį kiekį srovės iš kintamosios srovės šaltinio naudojant, pavyzdžiui, „Opto“ tiristorius, tokius kaip MOC3021.

Bet ACST šiek tiek skiriasi nuo įprasto TRIAC. ACST yra TRIAC tipas iš STMicroelectronics, tačiau jis gali būti tiesiogiai susietas su mikrovaldiklio bloku ir gali būti įjungtas naudojant nedidelį kiekį nuolatinės srovės, nereikalaujant optrono. Kaip nurodyta duomenų lape, ACST 2A indukcinei apkrovai taip pat nereikia jokios grandinės.

Pirmiau pateikta grandinė yra ACST taikymo grandinės iliustracija. Linija yra 230 VAC LIVE linija, o neutrali linija yra sujungta su bendru ACST kaiščiu. Vartų rezistorius naudojamas išėjimo srovei valdyti. Tačiau šis rezistorius taip pat gali būti naudojamas neutralioje linijoje su žeme arba gali būti pašalintas, atsižvelgiant į MCU srovės išėjimą.

Aukščiau pateiktas paveikslėlis iliustruoja ACST pinout. Vienas įdomus dalykas yra tas, kad skirtumas tarp standartinės TRIAC ir ACS TRIAC. Toliau palyginimui parodytas standartinis TRIAC kontaktas, tai yra BT136 TRIAC kištukas.

Kaip matome, vietoj T1 ir T2 (1 ir 2 terminalai) ACST turi „Out“ ir „Common“ kaiščius. Bendras kaištis turi būti sujungtas su mikrovaldiklio įžeminimo kaiščiu. Taigi jis neveikia taip dvikrypčiai kaip TRIAC. Krovinys turėtų būti nuosekliai sujungtas su ACST.

Kietojo kūno relė naudojant TRIAC - PCB dizainą

PCB yra sukurtas 24 mm / 15 mm dydžio. Atitinkamas radiatorius tiekiamas visoje ACST naudojant vario sluoksnį. Tačiau atnaujintas šios PCB „Gerber“ pateikiamas toliau pateiktoje nuorodoje. „Gerber“ yra atnaujinamas po bandymo, nes buvo keletas projektavimo klaidų.

Bandymo metu naudojamas to paties dydžio PCB su skirtinga grandine, kai pateikiama nuostata dėl MOC3021, tačiau vėliau ji pašalinama atnaujintame „Gerber“.

Išsamų PCB dizainą, įskaitant „Gerber“ failą ir schemą, galite atsisiųsti iš toliau pateiktos nuorodos.

Atsisiųskite „Gerber“ failą ir PCB dizainą kietojo kūno relei

Užsakymas PCB iš PCBWay

Baigę dizainą, galite tęsti užsakymą PCB:

1 žingsnis: Eikite į https://www.pcbway.com/, užsiregistruokite, jei tai jūsų pirmas kartas. Tada skirtuke PCB Prototype įveskite savo PCB matmenis, sluoksnių skaičių ir reikalingą PCB skaičių.

2 žingsnis: tęskite spustelėdami mygtuką „Pasiūlyti dabar“. Jūs pateksite į puslapį, kuriame galėsite nustatyti keletą papildomų parametrų, tokių kaip plokštės tipas, sluoksniai, medžiaga PCB, storis ir kt., Dauguma jų yra pasirinkti pagal numatytuosius nustatymus, jei pasirenkate bet kuriuos konkrečius parametrus, galite pasirinkti tai čia.

3 žingsnis: Paskutinis žingsnis yra įkelti „Gerber“ failą ir tęsti mokėjimą. Norėdami įsitikinti, kad procesas vyksta sklandžiai, prieš tęsdamas mokėjimą PCBWAY patikrina, ar jūsų „Gerber“ failas galioja. Tokiu būdu galite būti tikri, kad jūsų PCB yra draugiškas gamybai ir pasieks jus kaip įsipareigojusį.

Kietojo kūno relės surinkimas

Po kelių dienų mes gavome savo PCB tvarkingoje pakuotėje ir PCB kokybė buvo gera kaip visada. Žemiau parodytas viršutinis ir apatinis lentos sluoksnis.

Kadangi tai buvo pirmas kartas, kai dirbau su ACST, viskas vyko ne taip, kaip planavau, kaip sakiau anksčiau. Teko padaryti keletą pakeitimų. Paskutinė grandinė atlikus visus pakeitimus, parodyta žemiau. Jums nereikia jaudintis dėl pakeitimų, nes jie jau atlikti ir atnaujinti „Gerber“ faile, kurį atsisiuntėte iš ankstesnio skyriaus.

ESP8266 programavimas valdyti mūsų kietojo kūno relę

Kodas paprastas. ESP8266-01 yra du GPIO kaiščiai. GPIO 0 yra pasirinktas kaip mygtuko kaištis, o GPIO 2 - kaip relės kaištis. Perskaičius mygtuko kaištį, paspaudus mygtuką, relė pakeis būseną ĮJUNGTA arba IŠJUNGTA arba atvirkščiai. Tačiau veikiant be problemų, naudojamas ir atmetimo uždelsimas. Daugiau apie perjungimo debatavimą galite sužinoti susietame straipsnyje. Kadangi kodas yra labai paprastas, mes jo čia neaptarsime. Visą kodą galite rasti šio puslapio apačioje.

Bandome mūsų kietojo kūno relę

Grandinė sujungta su ESP8266-01 su 3,3 V maitinimo šaltiniu. Taip pat bandymų tikslais naudojama 100 vatų lemputė. Kaip matote aukščiau pateiktame paveikslėlyje, aš maitinau mūsų ESP modulį su duonos lentos maitinimo moduliu ir naudodamas du mygtukus įjungėme ir išjungėme apkrovą.

Paspaudus mygtuką, lemputė įjungiama. Vėliau po bandymo aš prilitavau kietojo kūno relę ir ESP826 modulį ant vienos plokštės, kad pasiekčiau kompaktišką sprendimą, kaip parodyta žemiau. Dabar demonstravimo tikslais mes naudojome mygtuką, kad įjungtume apkrovą, tačiau tikrojoje programoje mes jį įjungsime nuotoliniu būdu, atitinkamai parašydami savo programą.

Visą paaiškinimą ir veikiantį vaizdo įrašą galite pamatyti žemiau esančioje nuorodoje. Tikiuosi, kad jums patiko projektas ir sužinojote ką nors naudingo. Jei turite klausimų, palikite juos toliau pateiktame komentarų skyriuje arba naudokite mūsų forumus, kad pradėtumėte diskusiją šiuo klausimu.