Инструкция по сборке твердотельного реле своими руками

Твердотельное реле (ТТР) – прибор из серии электронных компонентов немеханического действия. Отсутствие механики открывает больше возможностей любителям электроники сделать твердотельное реле своими руками для личного пользования.

Рассмотрим такую возможность подробнее.

Содержание статьи:

Конструкция и принцип действия ТТР

Если большая часть подобной электроники традиционно содержит подвижные детали контактных групп, твердотельное реле таких деталей не имеет совсем. Коммутация цепи схемой устройства осуществляется по принципу электронного ключа. А роль электронных ключей обычно исполняют встроенные в тело реле полупроводники – силовые транзисторы, симисторы, тиристоры.

Прежде чем пытаться изготовить твердотельное реле самостоятельно, логично ознакомиться с базовой конструкцией подобных устройств, понять принцип их функционирования.

Промышленным производством выпускаются реле твердотельные различной конфигурации, предназначенные под самые разные условия практического применения. Выбор модификаций обширный

В рамках плотного изучения прибора сразу же следует выделить преимущественные стороны ТТР:

• коммутация мощной нагрузки;
• высокая скорость переключения;
• идеальная гальваническая развязка;
• способность кратковременно держать высокие перегрузки.

Среди механических конструкций найти реле с подобными параметрами реально не представляется возможным. Вообще, преимущества относительно механических собратьев у твердотельных реле выражаются внушительным списком.

Два электронных прибора, функционально обеспечивающих коммутацию цепей: слева сделан на основе твердотельной конструкции, справа – традиционная механическая система переключения

Условия эксплуатации для ТТР практически не ограничивают применение этих устройств. К тому же отсутствие подвижных механических деталей благоприятно сказывается на продолжительности службы приборов. Так что есть все основания, чтобы заняться твердотельным реле – собрать устройство своими руками.

Однако, справедливости ради, наряду с положительными моментами следует отметить свойства реле, характеризуемые как недостатки. Так, для эксплуатации мощных приборов, как правило, требуется дополнительный компонент конструкции, который предназначен отводить тепло.

На случай коммутации мощной нагрузки реле твердотельного исполнения практически всегда дополняются мощными радиаторами охлаждения. Этот момент несколько усложняет применение ТТР

Радиаторы охлаждения твердотельных реле имеют габаритные размеры в несколько раз превосходящие габариты ТТР, что снижает удобство и рациональность монтажа.

Приборы ТТР в процессе эксплуатации (в закрытом состоянии) дают обратный ток утечки и показывают нелинейную вольт-амперную характеристику. Не все твердотельные реле допустимо использовать без ограничений в характеристиках коммутируемых напряжений.

Конструкция для применения только в схемах, где питание осуществляется постоянным током. Обычно эти приборы отличают малые габариты и небольшая мощность коммутации

Отдельные виды устройств предназначены коммутировать только постоянный ток. Внедрение твердотельных реле в схему обычно требует обращения к дополнительным мерам, направленным на блокировку ложных срабатываний.

Твердотельные реле часто можно встретить в общем .

Как работает твердотельное реле?

Управляющий сигнал (обычно напряжение низкого уровня, исходящее, к примеру, от контроллера управления) подаётся на светодиод оптоэлектронной пары, присутствующей в схеме ТТР. Светодиод начинает излучать свет в сторону фотодиода, который в свою очередь открывается и начинает пропускать ток.

Обобщённая схема ТТР, наглядно показывающая, каким образом функционирует электронный прибор: 1 – источник напряжения управления; 2 – оптопара внутри корпуса реле; 3 – источник тока нагрузки; 4 – нагрузка

Проходящий через фотодиод ток приходит на управляющий электрод ключевого транзистора или тиристора. Ключ открывается, замыкает цепь нагрузки.

Так работает функция коммутации прибора. Вся электроника традиционно заключена в монолитный корпус. Собственно, поэтому устройство и получило название твердотельного реле.

А о том, как подключить твердотельное реле можно прочесть в .

Разновидности твердотельных переключателей

Весь существующий ассортимент приборов условно можно разделить по группам, исходя из категории подключаемой нагрузки, особенностей контроля и коммутации напряжений.

Таким образом, в общей сложности наберётся три группы:

1. Устройства, действующие в цепях постоянного тока.
2. Устройства, действующие в цепях переменного тока.
3. Универсальные конструкции.

Первая группа представлена приборами с параметрами рабочих управляющих напряжений  3 – 32 вольта. Это относительно малогабаритная электроника, наделённая светодиодной индикацией, способная функционировать без перебоев при температурах -35 / +75 ºС.

Широко распространённое исполнение электронного прибора для применения в однофазной электрической сети. Также встречаются иные варианты конструкций, но значительно реже

Вторая группа – устройства, предназначенные под установку в сетях переменного напряжения. Здесь представлены конструкции ТТР для установки в сетях переменного тока, управляемые напряжением 24 – 250 вольт. Есть устройства, способные коммутировать нагрузку высокой мощности.

Третья группа – приборы универсального назначения. Схемотехника этого вида устройств поддерживает ручную настройку на использование в тех или иных условиях.

Если отталкиваться от характера подключаемой нагрузки, следует выделить два вида твердотельных реле переменного тока: однофазные и трёхфазные. Оба вида рассчитаны на коммутацию достаточно мощной нагрузки при токах 10 – 75 А. При этом пиковые кратковременные значения тока могут достигать величины 500 А.

Широко распространённый вариант исполнения для применения в трёхфазной электрической сети. Часто используется в качестве линейного регулятора мощных электрических нагревателей (ТЭН)

В качестве нагрузки, коммутируемой твердотельными реле, могут выступать ёмкостные, резистивные, индукционные цепи. Конструкции переключателей позволяют без лишнего шума, плавно управлять, к примеру, нагревательными элементами, лампами накаливания, электродвигателями.

Надёжность работы в достаточной степени высока. Но во многом стабильность и долговечность твердотельных реле зависит от качества производства изделий. Так, устройства, выпускаемые под некой торговой маркой «Impuls», часто отмечаются непродолжительным сроком службы.

С другой стороны, изделия фирмы «Schneider Electric» не оставляют повода для критики.

Как сделать ТТР своими руками?

Учитывая конструкционную особенность прибора (монолит), схема собирается не на текстолитовой плате, как это принято, а навесным монтажом.

Вот такой выглядит самодельная конструкция твердотельного реле. Сделать нечто подобное несложно. Нужны лишь базовые навыки электронщика и электрика. Материальные затраты небольшие

Схемотехнических решений в этом направлении можно отыскать множество. Конкретный вариант зависит от требуемой коммутируемой мощности и прочих параметров.

Электронные компоненты для сборки схемы

Перечень элементов простой схемы для практического освоения и построения твердотельного реле своими руками следующий:

1. Оптопара типа МОС3083.
2. Симистор типа ВТ139-800.
3. Транзистор серии КТ209.
4. Резисторы, стабилитрон, светодиод.

Все указанные электронные компоненты спаиваются навесным монтажом согласно следующей схеме:

Принципиальная схема маломощного твердотельного реле для сборки своими руками. Небольшое количество деталей и простой навесной монтаж позволяют спаять схему без труда

Благодаря использованию оптопары МОС3083 в схеме формирования сигнала управления величина входного напряжения может изменяться от 5 до 24 вольт.

А за счёт цепочки, состоящей из стабилитрона и ограничительного резистора, снижен до минимально возможного ток, проходящий через контрольный светодиод. Такое решение обеспечивает долгий срок службы контрольного светодиода.

Проверка собранной схемы на работоспособность

Собранную схему нужно проверить на работоспособность. Подключать при этом напряжение нагрузки 220 вольт в цепь коммутации через симистор необязательно. Достаточно подключить параллельно линии коммутации симистора измерительный прибор – тестер.

Проверка работоспособности твердотельного реле с помощью измерительного прибора. Если на вход устройства подано управляющее напряжение, переход симистора должен быть открыт

Режим измерений тестера нужно выставить на «мОм» и подать питание (5-24В) на схему генерации напряжения управления. Если всё работает правильно, тестер должен показать разницу сопротивлений от «мОм» до «кОм».

Устройство монолитного корпуса

Под основание корпуса будущего твердотельного реле потребуется пластина из алюминия толщиной 3-5 мм. Размеры пластины некритичны, но должны соответствовать условиям эффективного отвода тепла от симистора при нагреве этого электронного элемента.

Каркас под заливку корпуса будущего прибора. Делается из картонной полосы или других подходящих материалов. На алюминиевой подложке закрепляется универсальным клеем

Поверхность алюминиевой пластины должна быть ровной. Дополнительно необходимо обработать обе стороны – зачистить мелкой шкуркой, отполировать.

На следующем этапе подготовленная пластина оснащается «опалубкой» – по периметру приклеивается бордюр из плотного картона или пластика. Должен получиться своеобразный короб, который в дальнейшем будет залит эпоксидной смолой.

Внутрь созданного короба помещается собранная «навесом» электронная схема твердотельного реле. На поверхность алюминиевой пластины укладывается только симистор.

Закрепление симистора на алюминиевой подложке. Главное условие – этот электронный компонент необходимо плотно прижать к металлическому основанию. Только так обеспечивается качественный теплоотвод и надёжность работы

Никакие другие детали и проводники схемы не должны касаться алюминиевой подложки. Симистор прикладывается к алюминию той частью корпуса, которая рассчитана под установку на радиатор.

Следует использовать теплопроводящую пасту на площади соприкосновения корпуса симистора и алюминиевой подложки. Некоторые марки симисторов с неизолированным анодом обязательно требуется ставить через слюдяную прокладку.

Вариант крепления симистора к подложке при помощи клёпки. С обратной стороны клёпка расплющивается заподлицо с поверхностью подложки

Симистор нужно плотно прижать к основанию каким-то грузом и залить по периметру эпоксидным клеем либо закрепить каким-то образом без нарушения глади обратной стороны подложки (например, заклёпкой).

Приготовление компаунда и заливка корпуса

Под изготовление твёрдого тела электронного устройства потребуется изготовить компаундную смесь. Состав смеси компаунда делается на основе двух компонентов:

1. Эпоксидная смола без отвердителя.
2. Порошок алебастра.

Благодаря добавлению алебастра мастер решает сразу две задачи – получает исчерпывающий объём заливного компаунда при номинальном расходе эпоксидной смолы и создаёт заливку оптимальной консистенции.

Смесь нужно тщательно перемешать, после чего можно добавить отвердитель и вновь тщательно перемешать. Далее аккуратно заливают «навесной» монтаж внутри картонного короба созданным компаундом.

Так выглядит готовый экземпляр твердотельного реле, собранного своими руками. Несколько необычно и не очень презентабельно, но достаточно надёжно

Заливку делают до верхнего уровня, оставив на поверхности лишь часть головки контрольного светодиода. Первоначально поверхность компаунда может выглядеть не совсем гладкой, но спустя некоторое время картинка изменится. Останется только дождаться полного застывания литья.

По сути, применить можно любые подходящие для литья растворы. Главный критерий – состав заливки не должен быть электропроводящим, плюс должна формироваться хорошая степень жёсткости литья после застывания. Литой корпус твердотельного реле является своего рода защитой электронной схемы от случайных физических повреждений.

Выводы и полезное видео по теме

Этот ролик показывает, как и на базе каких электронных компонентов можно сделать твердотельное реле. Автор доходчиво рассказывает обо всех деталях практики изготовления, с какими он столкнулся лично в процессе производства электронного коммутатора:

Видео о проблеме, с которой можно столкнуться после приобретения однофазного ТТР у продавцов из Китая. Попутно проводит своеобразный обзор устройства прибора коммутации:

Самостоятельное изготовление твердотельных реле – вполне возможное решение, но применительно к изделиям под низковольтную нагрузку, потребляющую относительно малую мощность.

Более мощные и высоковольтные приборы сделать своими руками сложно. Да и обойдётся эта затея по финансам в такую же сумму, какой оценивается заводской экземпляр. Так что в случае надобности проще купить готовый прибор промышленного изготовления.

Если у вас появились вопросы по сборке твердотельного реле, пожалуйста, задайте их в блоке с комментариями, а мы постараемся дать на них предельно понятный ответ. Там же можно поделиться опытом самостоятельного изготовления реле или сообщить ценную информацию по теме статьи.

виды и конструкция, рекомендации по изготовлению

На чтение 5 мин Просмотров 606 Опубликовано 28.05.2019 Обновлено 21.05.2019

Старые механические реле отличаются двумя недостатками – малым быстродействием и ограниченным ресурсом по количеству допустимых переключений. Пришедшие им на смену электронные коммутаторы (другое название – твердотельное транзисторное или симисторное реле) полностью лишены этих недостатков, что привлекло к ним внимание специалистов по электронике. Отсутствие механических частей, а также простота схемы позволяют без труда собирать их в домашних условиях. Справиться с поставленной задачей поможет ознакомление с особенностями устройства и принципом работы этих элементов.

Что такое твердотельные реле и их классификация

Твердотельные реле (или ТТР) – это электронные приборы со структурой, не содержащей механических компонентов. Принцип их действия основан на особенностях работы полупроводниковых переходов, отличающихся высокой скоростью коммутаций и защищенностью от физических полей.

Переключение твердотельных реле основано на принципе срабатывания электронного ключа.

В качестве ключевых элементов в этих изделиях традиционно применяются такие распространенные электронные компоненты, как транзисторы, управляемые диоды или тиристоры. В зависимости от используемых при их изготовлении структур ТТР подразделяются на приборы, построенные на основе одного из перечисленных элементов (реле на симисторах, например).

В соответствии с режимами работы и по виду коммутируемых напряжений образцы твердотельных реле, изготавливаемых на базе полупроводников, делятся на следующие группы:

• устройства, коммутирующие постоянный ток;
• приборы, управляющие работой нагрузочных линий с переменными токовыми параметрами;
• универсальные изделия, работающие в различных цепях.

Для первых устройств характерно управление постоянными напряжениями величиной не более 32 Вольт. Представители двух оставшихся позиций способны коммутировать значительные по величине потенциалы (вплоть до десятков киловольт).

Преимущества ТТР

К преимуществам реле относят:

• возможность коммутации сравнительно мощных нагрузок;
• высокое быстродействие;
• работа в условиях гальванической развязки;
• способность выдерживать кратковременные перегрузки.

Ни один образец механических или электромеханических изделий не в состоянии конкурировать с электронными коммутаторами. Поэтому новые структуры на основе полупроводников полностью вытеснили старые механические образцы.

Уникальные эксплуатационные характеристики ТТР позволяют применять их без каких-либо ограничений с одновременным увеличением ресурса срабатываний. Все перечисленные достоинства этих приборов являются прекрасным поводом для того, чтобы попытаться собрать твердотельное реле своими руками. К минусам этих изделий следует отнести необходимость дополнительного питания, а также потребность в отводе излишков тепла, образующегося при работе с мощными нагрузками.

Самостоятельное изготовление

Чтобы изготовить реле тока своими руками, нужно запастись рядом электронных компонентов, составляющих основу коммутирующих цепей. Также потребуются специальные материалы, из которых будет изготавливаться корпус самодельного реле.

Электронные элементы

В качестве электронных компонентов, используемых при самостоятельном изготовлении простейшего образца ТТР, обычно применяются следующие распространенные детали:

• оптронная пара МОС3083;
• симистор марки ВТ139-800;
• биполярный транзистор серии КТ209;
• комплект резисторов, а также стабилитрон и светодиод, служащий индикатором срабатывания реле.

Перечисленные электронные элементы спаиваются навесным способом согласно приводимой в источниках схеме. Наряду с другими компонентами она содержит в своем составе ключевой транзистор, подающий стабилизированные импульсы на управляющий диод оптронной пары.

Момент подачи фиксируется светодиодным элементом, использование которого в исполнительной цепи допускает визуальный контроль.

Под воздействием этих импульсов происходит мгновенное срабатывание полупроводникового симистора, включенного в коммутируемую цепочку. Применение в такой схемы включения оптронной пары позволяет управлять постоянными потенциалами от 5 до 24 Вольт.

Ограничительная цепочка из резистора со стабилитроном необходима для снижения амплитуды тока, протекающего через светодиод и управляющий элемент до минимальной величины. Такое схемное решение позволяет продлить срок службы большинства используемых при построении схемы элементов.

Конструкция корпуса (заливка компаундом)

Для изготовления корпуса сборного изделия в первую очередь потребуется алюминиевая пластина толщиной 3-5 мм, она будет служить основанием под электронную сборку. Размеры выбираются произвольно при условии, что они гарантируют хороший отвод тепла в окружение. Еще одно требование, предъявляемое к этой детали – хорошо обработанная, абсолютно гладкая поверхность, отполированная специальным инструментом или до блеска зачищенная шкуркой.

На следующем шаге подготовки корпуса выбранная в качестве основания пластина оборудуется окаймлением из приклеиваемой по периметру полоски картона. В итоге получится небольшой короб, предназначенный для размещения уже собранной ранее электронной схемы. На его основании из компонентов жестко крепится только симистор, все остальные элементы удерживаются в пределах корпуса за счет собственных связей.

Для подключения к нагрузке и электропитанию наружу коробки выводятся соответствующие проводники.

В дальнейшем надежный крепеж всей сборки обеспечивается заливаемым в коробку жидкого компаунда, заранее подготовленного в подходящей емкости. После его застывания получится монолитная конструкция, по защищенности от вибраций и других воздействий не уступающая лучшим промышленным образцам. Единственный ее недостаток – невозможность разборки с целью последующего ремонта схемы.

Разновидности ТТР

При сборке схем твердотельных реле своими руками следует иметь в виду, что для этих целей могут использоваться самые различные компоненты. Ничто не мешает взявшемуся за работу человеку выбрать современные полевые транзисторы, например, отличающиеся высоким быстродействием и малым энергопотреблением. Эти элементы управляются только потенциалами, обеспечивая возможность коммутации достаточно мощных потребителей. Такие полевые структуры, как MOSFET способны переключать нагрузочные цепи, мощность в которых достигает десятков кВт.

Для самостоятельного изготовления твердотельного реле допускается подбирать другие полупроводниковые структуры, способные управлять силовыми цепями: тиристоры, например, или биполярные транзисторы. Главное – чтобы они соответствовали требованиям, предъявляемым к функциональности данной схемы и рабочим параметрам ходящих в ее состав элементов. Все остальное зависит от подготовленности и внимательности исполнителя.

рекомендации по сборке устройства своими руками и инструкция по подключению

Даже начинающий радиолюбитель способен собрать твердотельное реле. Это устройство создано на базе полупроводниковых радиодеталей. Силовые ключи собраны на тиристорах, транзисторах либо симисторах. Для изготовления схемы твердотельного реле своими руками, стоит выяснить принцип работы и особенности подключения устройства. В результате с его помощью можно повысить надежность и безопасность электроцепи.

Преимущества и недостатки

В отличие от других типов реле, твердотельное лишено подвижных контактов. Коммутация электроцепей в этом приборе выполняется по принципу электронного ключа, выполненного на полупроводниках. Чтобы при создании твердотельного реле не возникло проблем, необходимо разобраться с принципом работы прибора и его конструкцией.

Однако начать стоит с его описания основных преимуществ:

• Возможность коммутировать мощные нагрузки.
• Переключение происходит с высокой скоростью.
• Качественная гальваническая развязка.
• Способно выдерживает серьезные перегрузки на коротком временном отрезке.

Ни одно механическое реле не обладает аналогичными параметрами. Область применения твердотельного реле (ТТР) практически неограничена. Отсутствие подвижных элементов в конструкции существенно увеличивает срок службы устройства. Однако следует помнить, что прибор имеет не только преимущества. Некоторые свойства ТТР являются недостатками. Например, во время эксплуатации мощных устройств возникает необходимость в применении дополнительного элемента для отвода тепловой энергии.

Зачастую размеры радиатора существенно превышают габариты самого реле. В такой ситуации монтаж прибора несколько затрудняется.

Виды устройств

Твердотельные реле можно разделить на несколько групп в соответствии с определенными параметрами. Чаще всего для классификации этих прибор используется категория подключенной нагрузки, а также способ контроля и коммутации напряжения.

• Приборы, работающие в цепях постоянного тока.
• Переключатели для электроцепей переменного тока.
• Универсальные реле.

К первой группе принадлежат ТТР с показателями коммутируемых напряжений 3−32 В. Они обладают небольшими габаритами, оснащены светодиодной индикацией и могут эффективно работать в температурном диапазоне от -35 до 75 градусов. Представителями второй категории являются переключатели, предназначенные для работы в электроцепях переменного тока при напряжении 24−220 В. Универсальные устройства имеют возможность ручной регулировки для использования в конкретных условиях.

Если классифицировать приборы по характеру подсоединенной нагрузки, то можно выделить 2 типа приборов, работающих в сетях переменного тока, — одно- и трехфазные. С их помощью можно управлять довольно высокой нагрузкой при силе тока 10−75 А. также стоит обратить внимание на пиковые показатели электротока, которые способны достигать 500 А.

Твердотельные переключатели можно применять в различных типах цепей, например, емкостных либо резистивных. Их конструкция позволяет избавиться от шума во время работы, а также добиться плавного управления приводами, например, электромоторами или лампами. ТТР отличаются высокой надежностью, но во многом срок службы приборов зависит от производителя.

Рекомендации по изготовлению

В соответствии с особенностями конструкции, схему прибора стоит собирать не на текстолите, а с помощью навесного монтажа. Существует довольно много схемотехнических решений, а выбирать нужный следует в зависимости от различных параметров, например, коммутируемой мощности.

Электронные элементы и проверка работоспособности

В качестве примера можно рассмотреть простую схему.

Применение оптической пары МОС3083 позволяет формировать управляющий сигнал, входное напряжение которого находится в диапазоне 5−24 В. Чтобы продлить срок работы светодиода АЛ307А, в схему введена цепочка, состоящая из сопротивления и стабилитрона. Найти все электронные элементы будет несложно. Собранная схема в обязательном порядке проверяется на работоспособность.

Для этого можно не подключать к цепи напряжение 220 В, а ограничиться параллельным подсоединением тестера к линии управления симистора. На измерительном приборе предварительно следует выбрать режим «мОм» и подать питание в 5−24 В на участок генерации управляющего напряжения. Если схема была собрана правильно, то тестер покажет разницу сопротивлений в диапазоне мОм-кОм.

Конструкция корпуса

Основанием самодельного твердотельного реле будет пластина из алюминия толщиной от 3 до 5 мм. Размеры пластины принципиального значения не имеют и при выборе материала необходимо учитывать только условия качественного отвода тепла от симистора. Также следует помнить, что поверхность основания должна быть ровной и его необходимо предварительно зачистить с помощью мелкой наждачной бумаги с двух сторон.

Следующим шагом станет установка по периметру пластины бордюра из пластика либо плотного картона. В результате должен получиться короб, который затем заливается эпоксидной смолой. Внутрь корпуса устанавливается собранная с помощью навесного монтажа схема реле. При этом на пластине из алюминия должен располагаться только симистор.

Чтобы улучшить процесс отвода тепла, следует использовать термопасту, разместив ее на всей площади контакта алюминиевого основания и полупроводникового элемента. Также следует помнить, что у некоторых симисторов анод не изолирован, и они устанавливаются только через слюдяную подложку.

Заливка компаундом

Для изготовления смеси потребуется алебастр и эпоксидная смола без отвердителя. Использование алебастра позволяет решить сразу две задачи — создается смесь идеальной консистенции и получается достаточное количество раствора при минимальном расходе эпоксидной смолы. Во время приготовления компаунд тщательно перемешивается, после чего можно добавить отвердитель и снова перемешать.

После этого созданная схема аккуратно заливается компаундом до верхнего уровня, оставляя на поверхности только часть головки контрольного светодиода. При изготовлении корпуса твердотельного переключателя можно использовать любые растворы, подходящие для литья. Единственным критерием при выборе ингредиентов является отсутствие способности проводить электроток.

Самодельное ТТР станет хорошим выбором для подключения к низковольтной цепи с малой мощностью. Собирать более мощные приборы, рассчитанные на высокие напряжения нецелесообразно. Такие схемы отличаются высокой сложностью и лучше купить готовый прибор.

Сборка модуля реле arduino своими руками

Сегодня я расскажу, как собрать свой собственный релейный модуль, которое можно использовать где угодно: с Arduino, Распбери Пи и т.д. Цена такого реле будет очень низкой.

Причиной создания релейного модуля ардуино был мой проект, который мне нужно было завершить в короткие сроки. Как назло, в гараже не оказалось ни одного модуля. Я пошел в местный магазин, но там не оказалось ни одного модуля реле на 5 или 6 Вольт. Зато у них были сами реле, я купил несколько и на их основе сделал свой собственный модуль.

Модули дешевы и просты в в сборке, собирая их вручную вы сможете сэкономить немного денег. В то же время этот модуль может использоваться как обычный покупной модуль. Мой модуль — одноканальный, но вы можете сделать свою сборку на той же печатной плате — для создания дополнительных каналов сделайте копии той же самой схемы на одной печатной плате.

Шаг 1: Собираем нужные компоненты

Для изготовления реле arduino нужно собрать определённые компоненты по списку. Много из того, что пригодится, может просто лежать у вас в гараже.

Электроника:

1. Реле на 5V (я использовал реле на 6V, потому что мне нужно было реле на 6V).
2. Транзистор BC548.
3. Резистор 100 Ом.
4. Диод IN4001.
5. Винтовые клеммы (3 полюса, 2 шт.)
6. Светодиод (красный или зелёный)
7. Покрытая медью плата 5 * 3 см (опционально, если используете печатную плату общего назначения)
8. Печатная плата общего назначения (опционально, если используете медную плату).
9. Макетная плата и джамперы.

Софт:

1. Fritzing

Приспособления:

1. Паяльник
2. Провода
3. Паяльная паста (опционально, но рекомендую её использовать)
4. Соединительный провод

Шаг 2: Тестирование макетной платы

Теперь, когда мы собрали всё необходимое, нам нужно протестировать электросхему модуля реле на макетной плате. Не пропускайте этот шаг, он необходим во избежание ошибок при пайке на печатной плате и проверки, что всё работает хорошо.

Посмотрите на схему и раскладку печатной платы. Затем соберите всё по схеме на макетной плате. Дважды проверьте, что всё собрано правильно. Я приложил распиновку для резистора BC548 — будьте аккуратны при его подсоединении.

Теперь нам нужно проверить работу собранного устройства:

1. Скачайте файл relay.ino, затем откройте его в вашем Ардуино.
2. Соедините пины VCC и GND на модуле реле с соответствующими пинами 5V и GND на Ардуино.
3. Соедините входной пин реле (он выходит из основания транзистора) с цифровым пином 12 на Ардуино.
4. Загрузите код.
5. Проверьте, что реле включается и выключается с интервалом в одну секунду (светодиод на реле будет также загораться и потухать с интервалом в одну секунду)

Если схема не работает, немедленно выключите Ардуино. Затем проверьте всю схему на правильность соединения, если что-то соединено неправильно — исправьте и затем заново включите Ардуино.

Если всё работает как надо, то переходим к сборке схемы на печатной плате общего назначения или специальной печатной плате.

Шаг 3: Самодельный модуль реле на печатной плате общего назначения (опционально)

Пришло время собрать схему на печатной плате общего назначения или специальной печатной плате. Этот шаг опционален, пропустите его, если вы решите изготовить для проекта специальную плату. На самом деле я рекомендую изготовить для проекта специальную плату, так как она будет более профессиональной и совершенной.

Здесь я объясню, как сделать модуль на плате общего назначения.

1. Изготовьте печатную плату общего назначения и хорошо очистите её.
2. После чистки натрите её флюсом (опционально).
3. Установите компоненты на плате и припаяйте их.
4. После того, как всё припаяно к плате, соедините всё проводами.

После того, как всё собрано, проверьте работоспособность реле методом, который я описал выше.

Шаг 4: Самодельный модуль реле на специальной печатной плате (опционально)

Этот шаг опционален, пропустите его, если вы уже делаете модуль на плате общего назначения. Я рекомендую вам использовать именно специальную плату, потому что она более профессиональна и с ней меньше шансов на короткое замыкание.

В приложенном видео показано, как сделать свою плату при помощи метода переноса тонера. После того, как вы сделали всё по видео, скачайте файл проекта Fritzing, в котором находится дизайн нашей платы. Откройте программу Fritzing, если вы не знаете, как работать с Fritzing, посмотрите это руководство.

Затем проделайте шаги, описываемые в руководстве по травлению печатных плат. После этого просверлите отверстия в плате дрелью на 0.8 — 1 мм, установите все компоненты и спаяйте их. Готово!

Шаг 5: Готово!

На изготовление одного модуля реле у меня ушло около 20 минут. Это быстро, недорого, а также экономит ваше время (при заказе онлайн доставка займёт минимум день, а поход в магазин занимает также больше 20 минут).

схема, видео, инструкция по сборке

Одним из основных элементов автоматики в уличном освещении, наряду с таймерами и датчиками движения, является фотореле или сумеречное реле. Назначение данного аппарата — автоматическое подключение полезной нагрузки, при наступлении темного времени суток, без участия человека. Это устройство также получило огромную популярность благодаря своей дешевизне, доступности и простоте подключения. В данной статье мы подробно разберем принцип работы сумеречного выключателя и нюансы его подключения, а также расскажем, как сделать фотореле своими руками. Это не отнимет много времени и сил, зато вам будет приятно пользоваться самостоятельно собранным устройством.

Конструкция реле

Основным элементом реле является фотодатчик, в схемах могут применяться фоторезисторы, диоды, транзисторы, фотоэлектрические элементы. При изменении освещенности на фотоэлементе соответственно изменяются и его свойства, такие как сопротивление, состояния P-N перехода в диодах и транзисторах, а также напряжения на контактах фоточувствительного элемента. Далее сигнал усиливается и происходит переключение силового элемента, коммутирующего нагрузку. В качестве выходных управляющих элементов используют реле или симисторы.

Почти все покупные элементы собраны по схожему принципу и имеют два входа и два выхода. На вход подается сетевое напряжение 220 Вольт, которое, в зависимости от установленных параметров, появляется и на выходе. Иногда фотореле имеет всего 3 провода. Тогда ноль – общий, на один провод подается фаза, и при нужной освещенности она соединяется с оставшимся проводом.

При подключении фотореле необходимо ознакомится с инструкцией, обратить особое внимание на максимальную мощность подключаемой нагрузки, тип ламп освещения (накаливания, газоразрядные, светодиодные лампочки). Важно знать, что реле освещения с тиристорным выходом не смогут работать с энергосберегающими лампами, а также с некоторыми видами диммеров из-за конструктивных особенностей. Этот нюанс необходимо учитывать, чтобы не повредить оборудование.

Давайте рассмотрим несколько схем для самостоятельной сборки сумеречного выключателя в домашних условиях. Для примера разберем, как сделать симисторный ночник с фотоэлементом.

Инструкция по сборке

Это самая элементарная схема фотореле из нескольких деталей: симистора Quadrac Q60, опорного резистора R1, и фото элемента ФСК:

При отсутствии света симисторный ключ открывается полностью и лампа в ночнике светит в полный накал. При увеличении освещенности в помещении происходит смещение напряжения на управляющем контакте и меняется яркость светильника, вплоть до полного затухания лампочки.

Обратите внимание, что в схеме присутствует опасное для жизни напряжение. Подключать и тестировать ее необходимо с особой аккуратностью. А готовое устройство обязательно должно быть в диэлектрическом корпусе.

Следующая схема с релейным выходом:

Транзистор VT1 усиливает сигнал с делителя напряжения, который состоит из фоторезистора PR1 и резистора R1. VT2 управляет электромагнитным реле К1, которое может иметь как нормально разомкнутые, так и нормально замкнутые контакты, в зависимости от назначения. Диод VD1 шунтирует импульсы напряжения во время отключения катушки, защищая транзисторы от выхода из строя из-за бросков обратного напряжения. Рассмотрев данную схему, можно обнаружить, что ее часть (выделенная красным) по функционалу близка к готовым сборкам релейного модуля для ардуино.

Слегка переделав схему и дополнив ее одним транзистором и солнечным фотоэлементом от старого калькулятора, был собран прототип сумеречного выключателя — самодельное фотореле на транзисторе. При освещении солнечного элемента PR1, транзистор VT1 открывается и подает сигнал на выходной релейный модуль, который переключает свои контакты, управляя полезной нагрузкой.

Если у вас остались вопросы, то посмотрите видео, на которых также подробно рассказывается, как сделать фотореле своими руками:

Вот, собственно и вся информация о сборке фотореле своими руками. Надеемся, предоставленные схемы и видео уроки помогли вам сделать сумеречный выключатель из подручных средств!

Наверняка вы не знаете:

Как сделать простое реле из геркона и медной проволоки своими руками, самодельное герконовое реле.

Бывают случаи когда нужно реле на определенное напряжение, а его нет в наличии. Это не проблема, ведь простой вариант электромагнитного реле можно сделать и своими руками. В этой статье предлагаю вам один из вариантов самодельного реле, которое я сам делал из геркона (герконового переключателя) и обычной катушки из медного провода. В моем случае мне понадобилось реле на относительно низкое напряжение, примерно 5 вольт. Под рукой был геркон, для тех кто не знает что это такое, то подскажу. Это электрический переключатель, который срабатывает при воздействии на него магнитного поля. То есть, когда мы берем обычный магнит и подносим его к такому герконовому переключателя, то его контакты замыкаются (хотя есть и перекидного типа, где средний контакт под воздействием поля с одного контакта перекидывается на второй).

Герконовые переключатели имеют широкую разновидность. Хотя даже относительно массивные герконы легко срабатывают от относительно небольшого магнитного поля. Так что для того, чтобы сделать простое реле достаточно на геркон намотать обычную катушку. Но тут имеются свои нюансы. Дело в том, что если катушка будет неправильно намотана (иметь слишком толстый провод или недостаточную длину), то вы рискуете получить нестабильную работу своего самодельного реле. Итак, чтобы не пользоваться какими-то сложными расчетами, то можно сделать так. Берем свой геркон. Поверх него желательно намотать бумажный каркас, зафиксировав его скотчем или клеем. Ну, а далее взять медный, изолированный провод (лакированный) диаметром около 0,1 мм (более тонкий будет сложнее мотать, большая вероятность его обрывов при намотке, хотя если делать аккуратно, то можно брать и более тонкий провод). Более толстый провод будет иметь большее количество витков и катушка в итоге массивнее станет. Хотя тоже можно.

Итак, взяли имеющийся провод. К одному концу изначально стоит припаять более толстый многожильный провод, который будет служить в роле одно из выводов катушки реле. После этого мы начинаем намотку. Поскольку намотка будет происходить методом подбора, то сначала берем длину провода где-то около двух метров. Намотали, далее второй конец этого провода (намотки) аккуратно зачистили и к нашей катушке кратковременно подали свое напряжение. Смотрим за качеством срабатывания герконового переключателя (если оно вообще есть), но более важным является нагрев этой катушки. Мы должны иметь такую катушку, с которой наш геркон будет четко срабатывать и при этом не должно быть никакого нагрева этой катушки при своей длительной работе. В крайнем случае допускается нагрев еле ощутимый.

Допустим у меня для постоянного напряжения в 5 вольт понадобилось около 15 метров обмоточной проволоки диаметром 0,1 мм. При этом я также производил намотку по частям. Намотал 2 метра, сделал проверку. Реле хорошо замыкалась и при двух метрах, но вот был значительный нагрев этой катушки. Далее к концу вывода аккуратно припаял очередной кусок провода в 2 метра, заизолировал место соединения. Опять намотал. Проверил. Нагрев есть, но уже меньше. И таким образом у меня вышло около 15 метров. При этом четкость срабатывания реле была достаточно хорошей, и имеющийся нагрев был очень мал, при длительной работе реле (при поданном на его катушку питающего напряжения). Когда катушка полностью намотана, то к выходному ее концу так же припаиваем небольшой кусок многожильного, изолированного провода, который будет служить вторым выводом катушки реле.

По поводу самих катушек стоит сказать следующее. Если взять две одинаковых катушки по длине но с разным диаметром провода, то у катушки с более толстым проводом будет больше сила тока. С одной стороны, чем больше ток, тем сильнее будет и электромагнитное поле катушки. Но и выделяемое тепло также будет больше. Помимо этого с увеличением толщины провода будет увеличиваться размеры самой катушки, что повлияет на общие размеры реле. И чтобы намотать нормальную катушку на реле, имея большой диаметр провода, нужно будет увеличить длину этого провода. А это помимо увеличения размеров катушки приведет еще и к излишнему расходу провода. Так что наиболее оптимальным вариантом будет использование провода диаметром около 0,1 мм.

Видео по этой теме:

P.S. Если все правильно и аккуратно сделать можно в результате получить достаточно качественное реле, которое будет работать не хуже покупного. Мне допустим это сделать удалось, реле, которое я получил было вполне хорошим. Оно имело относительно небольшие размеры, на нем практически отсутствовал нагрев при длительной работе этого реле, а также оно имело достаточно четкое срабатывание своих герконовых контактов. В общем, мое мнение, изготовление самодельного реле имеет практический смысл.

АКУСТИЧЕСКОЕ РЕЛЕ СВОИМИ РУКАМИ

   Всем привет, сегодня мы поговорим об акустическом выключателе, и хотя в интернете есть много для этого схем на микросхемах для начинающих, иногда трудно найти микросхемы. На транзисторах это уже легче и проще, увидел схему — она удивительно простая: двухкаскадный усилитель сигнала с микрофона на КТ315 или взять современные транзисторы указанных на схеме. Например 2sc945 обладающие большим усилением. Также можно заменить силовой bd140 на отечественный КТ818. Сначала применил 2 штуки bc547, но позже, протестировав схему с bd140 выяснилось, что он перегорел, тогда заменил на кт818 и все заработало. Питание аккустического реле от 15 В аккумулятора. Микрофон, взял от гарнитуры Nokia. Транзисторы bc547 и кт818, нагрузка — лампа от гирлянд, резисторы ищем чётко по номиналу. Конденсаторы не проблема. Собрал все на картонке для эксперимента.

   Лампочка рассчитана на 6 вольт, так что долго не продержалась и после двух хлопков перегорела. Зато понятно, что работает…

   Давайте разглянем схему. На фото показаны детали, какие нам нужно.

   Далее мы видим визитку, на которой и была собрана данная схема.

   Делаем выводы после испытаний — плюсы и минусы.

   Плюсы: схема проста и не требует настройки, незадействованные дефицитные детали, простота схемы, большой диапазон питания.

   Минусы: реле реагирует на любые громкие звуки, особенно это относится к низким частотам. Низкая чувствительность, нестабильная работа при минусовой температуре нужно два хлопка, а иногда и три.

   Как видите вышло больше минусов, чем положительных моментов, с другой стороны конструкция показала себя очень неплохо, со своей простотой. Всем удачи в начинаниях начинающим и хорошей работы электронных устройств!

DIY- Как сделать реле дома

Реле — это переключатель с электрическим управлением. Многие реле используют электромагнит для механического управления переключающим механизмом, но используются и другие принципы работы. Реле используются там, где необходимо управлять цепью с помощью сигнала малой мощности (с полной гальванической развязкой между цепями управления и управляемыми цепями) или когда несколько цепей должны управляться одним сигналом. Первые реле использовались в цепях междугородного телеграфа, повторяя сигнал, поступающий из одной цепи, и повторно передавая его в другую.Реле широко использовались в телефонных станциях и первых компьютерах для выполнения логических операций.

Реле используются для:

1) Усиление цифрового сигнала, переключение большого количества мощности с малой рабочей мощностью. Некоторые особые случаи:

2) Телеграфное реле, повторяющее слабый сигнал, полученный на конце длинного провода.

3) Управление цепью высокого напряжения с помощью сигнала низкого напряжения, как в некоторых типах модемов или усилителей звука.

4) Управление сильноточной цепью с помощью слаботочного сигнала, как в соленоиде стартера автомобиля.

5) Обнаружение и устранение повреждений в линиях передачи и распределения путем размыкания и замыкания автоматических выключателей (реле защиты),

6) Изоляция цепи управления от управляемой цепи, когда они находятся под разными потенциалами, например, при управлении устройством с питанием от сети с помощью переключателя низкого напряжения. Последний часто применяется для управления офисным освещением, поскольку низковольтные провода легко устанавливаются в перегородки, которые можно часто перемещать по мере необходимости.Они также могут управляться датчиками присутствия в комнате для экономии энергии.

A) Осталось сделать 2 контура.

B) Первая схема очень проста, как вы можете видеть на фотографиях об этом. Эту схему составляют дети в школах. Надеюсь, вам не составит труда это сделать.

C) Теперь готов сделать 2 ^nd цепи. Это самая простая схема в мире, поскольку она не требует ничего, кроме LDR.Мы не можем сказать, что это схема, потому что она ничего не требует.

D) Теперь соедините две цепи, которые вы сделали.

E) Закрепите светодиод и LDR параллельно. Но напротив друг друга.

F) Вы можете видеть, что мы сделали реле, в котором проходит только один ток, что означает, что оно однонаправленное.

G) Эта схема основана только на текущей пропускной способности LDR.

Здесь мы видим, что это та цепь, которая потребляет очень меньше энергии и выдает ток только в одном направлении.Но нам нужно реле, которое нужно подключать, а не другой конец, если сигнал не приходит. Для этого нам понадобится помощь магнитного поля.

1. Посмотрите, что светодиод и LDR находятся в одной строке.

2. Аккумулятор должен хорошо подключаться.

3. Соединительный провод должен быть плотно намотан.

Реле как выключатель

Нам нужно что-то, что может заставить реле переключать другую цепь при отсутствии сигнала.

1. Возьмите весь материал перед собой и начинайте с ним работать.

2. Сначала возьмите мотор и прикрепите к нему крыло из алюминия, если оно не из алюминия, затем накройте его алюминиевой фольгой.

3. Установите пружину очень малой мощности, чтобы получить восстанавливающий момент или усилие.

4. Присоедините провод двигателя к сигнальному проводу.

5. Прикрепите проволоку к корпусу (примечание : проволока, которую вы собираетесь прикрепить, будет проволокой, к которой вы собираетесь прикрепить что-нибудь).Поэтому при использовании этой цепи не трогайте ее, так как от нее может течь сильный ток.) ​​

6. Возьмите 2 пластины и поставьте их параллельно друг другу. Как показано на схеме.

7. Подключите 2 пластины в разные цепи

8. Провод, который соединен с корпусом двигателя, будет передавать электричество на пластины.

9. Если сигнал поступает, он передает электричество на верхнюю пластину.

10.Если сигнал не поступает, он передает электричество на нижнюю пластину.

Мы получили правильное реле, которое искали. Он будет направлять течение в нужном нам направлении. Если вы подключили провод к высокому напряжению, не прикасайтесь к телу, так как вы можете получить ток.

Исходный код проекта

Принципиальные схемы

DIY — Модуль реле | Hackaday.io

, доступные на рынке, поставляются в комплекте с неограниченным количеством бесполезных компонентов.
Бьюсь об заклад, если вы действительно не используете их, вы всегда можете подумать о том, чтобы выбить их все, прежде чем использовать их в своем проекте. Что ж, если вы чувствуете потребность в простом релейном модуле, состоящем только из основных компонентов, вы находитесь в нужном месте.
В этом уроке я покажу вам, как сделать простой модуль реле, который можно использовать в любом проекте.

Примечание: Если вы выполняете какие-либо работы с «сетевым питанием», например, с электропроводкой переменного тока 120 В или 240 В, вы всегда должны использовать соответствующее оборудование и защитные приспособления и определить, достаточно ли у вас навыков и опыта, или проконсультироваться с лицензированным электриком. Этот проект не предназначен для использования детьми.

Компоненты
—————-

Для этого проекта нам понадобятся:
1 реле на 5 В
1 резистор 1 кОм
1 x 1N4007 Высоковольтный диод с высоким номинальным током для защиты микроконтроллера от индуктивной отдачи от катушки
1 x 2N2222 NPN-транзистор общего назначения

Рабочий
————

Когда ток течет через катушку реле, создается магнитное поле, которое заставляет железный якорь перемещаться, замыкая или разрывая электрическое соединение.Когда электромагнит находится под напряжением, контакт NO — это тот, который включен, а контакт NC — тот, который выключен. Когда катушка обесточивается, электромагнитная сила исчезает, и якорь возвращается в исходное положение, включая замыкающий контакт. Замыкание и размыкание контактов приводит к включению и выключению цепей.

Знакомство с реле
———————————
Путем подключения мультиметра в режиме измерения сопротивления со шкалой 1000 Ом (поскольку сопротивление катушки обычно находится в диапазоне от 50 Ом до 1000 Ом), мы можем определить контакты катушки реле.Поскольку внутренний ограничивающий диод отсутствует внутри реле, на реле не указана полярность «нет». Следовательно, положительный выход источника постоянного тока может быть подключен к любому из выводов катушки.
При подключении аккумулятора к правому контакту может возникать «щелчок» при включении и выключении переключателя.
Если вы когда-нибудь запутались между контактами NO и NC, выполните следующие действия, чтобы легко определить, что:
— Установите мультиметр в режим измерения сопротивления.
— Переверните реле вверх дном, чтобы увидеть контакты, расположенные в его нижней части.
— Теперь подключите один на щупе мультиметра к контакту между катушками (общий контакт)
— Затем подключите другой щуп по одному к оставшимся 2 контактам.
Только один из контактов замкнет цепь и покажет активность на мультиметре.
Чтобы узнать больше о реле, пожалуйста, ознакомьтесь с моим учебным пособием № 4: «УПРАВЛЕНИЕ РЕЛЕ С ARDUINO». Ссылка в описании ниже:

Схема
———-
Подключите один конец катушки к положительной клемме батареи.Затем подключите коллектор транзистора NPN к другому выводу катушки. Увеличивая базовый ток транзистора, мы можем намагнитить катушку, которая будет двигать якорь.
Далее нам нужно подключить диод к электромагнитной катушке. Когда транзистор выключен, диод защищает схему от скачков напряжения или обратного тока (индуктивный откат от катушки). Этот скачок напряжения может повредить чувствительные электронные компоненты, управляющие цепью.
Вот и все, подключите вторую цепь к контактам Common и NO реле.

Теперь вы также можете сделать эту простую схему сложной, добавив два светодиода: один для индикатора питания и один для индикации активации. Вы также можете добавить клеммные колодки и разъемы контактов и превратить эту простую схему в очень сложную.

Дизайн печатной платы
—————-

Итак, вот как выглядит моя печатная плата 10×10.Он имеет массив из 12 релейных модулей и несколько отверстий для печатных плат общего назначения, которые можно разделить на отдельные платы.

Сборка
————-
Сначала я припаиваю резистор 1 кОм и диод к плате. Затем я припаиваю транзистор NPN.
И, наконец, припаиваю реле 5В к плате.
Теперь для этого демонстрационного видео я паяю витой …

 Купить этот товар: