Реле для комутації потужніх навантажень та їх замінники

Управління потужними навантаженнями - досить популярна тема серед тих, хто так чи інакше автоматизує управління будинком, причому незалежно від платформи: чи то Arduino, Rapsberry Pi, Unwired One чи інша платформа. Вмикати-вимикати їй який-небудь обігрівач, котел або канальний вентилятор рано чи пізно доводиться - а це великі навантаження.

Традиційна дилема тут - чим, власне, комутувати? Не всі реле мають належну надійність - при комутації потужного індуктивного навантаження контакти сильно іскрять, і тоді в якийсь момент можуть просто залипнути. Доводиться ставити два реле - друге для підстраховки на розмикання.

Замість реле можна поставити симистор або твердотільне реле (по суті, той самий тиристор або польовик зі схемою управління логічним сигналом і оптичною розвязкою в одному корпусі), але у них інший мінус - вони гріються. Відповідно, потрібен радіатор, що збільшує габарити конструкції.

Порада від технарів щодо вибору потужності реле для комутації: При роботі реле з найгіршим типом навантаження - мотор, який, крім індуктивності, при старті має ще й дуже низький опір. Тому добрі автори рекомендують зменшити паспортний ресурс реле в п'ять разів.
Тобто для комутації 2Амперного мтору реле має бути 10Амперне
Отже, «голим» реле комутувати індуктивне навантаження = погано.

Готові модулі реле для Ардуіно -більш досконалі ніж голі реле. Для початку глянемо як вони працюють?

Подивимось на Arduino реле фірми SONGLE SRD-05VDC.

Дане реле управляється напругою 5V і здатне комутувати струми до 10А 30V DC і 10A 250V AC.

Реле має два окремі ланцюги: ланцюг управління, представлений контактами А1, А2 і керований ланцюг, контакти 1, 2, 3. Лінії ніяк не пов'язані між собою(ізольовані)

Між контактами А1 і А2 встановлений металевий сердечник, при протіканні струму по якому до нього притягується рухливий якір (2). Контакти же 1 і 3 нерухомі. Варто зазначити що якір підпружинений і поки ми не пропустимо струм через сердечник, якір буде утримуватися притиснутим до контакту 3. При подачі струму, як вже говорилося, сердечник перетворюється в електромагніт і притягується до контакту 1. При знеструмленні пружина знову повертає якір до контакту 3.

При включенні контроллера виводи знаходяться в високоомному стані, транзистор не відкритий. Так як у нас транзистор p-n-p типу, то для його відкриття потрібно подати на базу мінус. Для цього використовуємо функцію digitalWrite (pin, LOW); .Тепер транзистор відкритий і через керуючу ланцюг тече струм і реле спрацьовує. Для відключення реле слід закрити транзистор, подавши на базу плюс, викликавши функцію digitalWrite (pin, HIGH);. Можна сказати що управління реле модуля нічим не відрізняється від управління звичайним світлодіодом.
Модуль має 3 виводи (стандарту 2.54мм):
VCC: "+" живлення
GND: "-" живлення
IN: вивід вхідного сигналу
Підключення модуля дуже просте: VCC на + 5 вольт на Ардуіно. GND на будь-який з GND пінів Ардуіно. IN на будь-який з цифрових входів / виходів Ардуіно (в прикладах приєднано до 4).

Код: Виділити все

// Реле модуль підключено да цифрового виводу 4
int Relay = 4;

void setup() 
{                
  pinMode(Relay, OUTPUT);     
}

void loop() 
{
  digitalWrite(Relay, LOW);   // реле активоване
  delay(2000);               
  digitalWrite(Relay, HIGH);  // реле вимкнене
  delay(2000);               
}

Наприклад: Для підключення лампи розжарювання слід поставити реле в розрив одного з проводів.

Дорожчі модулі мають на платі ще і оптрон, який дозволяє отримати крім розв'язки між керованою і керуючою ланцюгами реле ще і повну гальванічну розв'язку безпосередньо між контролером і ланцюгом управління реле.