Moduł przekaźnikowy z gasikami

Moduł przekaźnikowy z gasikami
Pobierz PDF Download icon

Przekaźniki elektromechaniczne nadal są chętnie stosowane w rozmaitych aplikacjach automatyki i sterowania. Niestety, podczas ich przełączania dochodzi do iskrzenia styków – emitowane wtedy zakłócenia potrafią zaburzyć działanie coraz delikatniejszych obwodów elektronicznych. Przedstawiony układ ma wbudowane elementy ograniczające energię tych wyładowań.

Podstawowe parametry:
  • przełączanie jednego obwodu elektrycznego,
  • maksymalny prąd przełączany 16 A,
  • wbudowane gasiki RC oraz transile,
  • wejście sterujące akceptujące napięcie od 3,3 do 15 V,
  • zasilanie napięciem 12 V.

Prezentowany układ jest kompletnym modułem pozwalającym przełączać zasilanie w układach sieciowych. Jego cechą wyróżniającą go na tle innych rozwiązań jest zintegrowanie na płytce obwodów gaszących iskrzenie styków oraz ograniczających przepięcia.

Budowa i działanie

Schemat ideowy został pokazany na rysunku 1. Cewka przekaźnika elektromagnetycznego jest załączana przez klucz nasycony na tranzystorze T1.

Rysunek 1. Schemat ideowy układu

Ten sam tranzystor odpowiada również za załączenie diody LED1, sygnalizującej przyciągnięcie kotwiczki. Dioda D3 zabezpiecza tranzystor przed uszkodzeniem podczas wyłączania przekaźnika, ponieważ cewka może wówczas wygenerować impuls napięcia o wysokiej wartości szczytowej, co uszkodzi ten element półprzewodnikowy. Rezystor R5 ogranicza prąd bazy tranzystora, a R4 utrzymuje go w stanie zatkania, kiedy wejście nie jest spolaryzowane żadnym potencjałem pochodzącym z zewnątrz. Nakładając zworkę JP1, można zlikwidować wejście uruchamiające i załączać przekaźnik poprzez podanie napięcia 12 V na skrajne zaciski złącza J2.

Obie pary styków przekaźnika są opatrzone układami gaszącymi RC oraz dwukierunkowymi diodami transil. Wartości tych elementów zostały zaproponowane na podstawie własnych dotychczasowych doświadczeń z przełączaniem obciążeń o charakterze indukcyjnym.

Montaż i uruchomienie

Układ został zmontowany na jednostronnej płytce drukowanej o wymiarach 50×60 mm, a jej schemat jest pokazany na rysunku 2. W odległości 3 mm od krawędzi płytki znalazły się otwory montażowe. Wszystkie elementy są w obudowach do montażu przewlekanego, więc zmontowanie układu nie powinno sprawić problemu nawet mniej wprawnym elektronikom. Prawidłowo zmontowany nie wymaga jakichkolwiek czynności uruchomieniowych i jest od razy gotowy do działania.

Rysunek 2. Schemat montażowy i wzór ścieżek płytki

Wartości wszystkich elementów można zmodyfikować, adaptując układ do swoich potrzeb – na przykład, stosując przekaźnik z cewką na napięcie 24 V lub zmniejszając wartość rezystora R5, co pozwoli na sterowanie z wyjścia układu cyfrowego zasilanego napięciem 1,8 V. Należy mieć na uwadze, że przez gasiki RC płynie prąd przy rozwartych stykach – jego wartość skuteczna to około 7,3 mA przy sinusoidalnie zmiennym napięciu o częstotliwości 50 Hz i wartości skutecznej 230 V. Może to pobudzać odbiorniki o niewielkiej mocy, np. lampy oświetleniowe z diodami LED.

Pobór prądu z zacisku VCC przy wyłączonym przekaźniku jest zerowy, zaś przy załączeniu cewki (napięcie zasilania 12 V) wynosi około 43 mA.

Tabela 1. Pobór prądu przez wejście sterujące
Napięcie przyłożone do wejścia [V] Pobór prądu [mA]
3,3 2,2
5 3,7
12 9,7

Pobór prądu przez wejście sterujące zależy od napięcia – wartości zostały zestawione w tabeli 1.

Ścieżki prowadzące od wyprowadzeń przekaźnika do zacisków złącza J1 zostały odsłonięte z soldermaski, co ułatwia ich pogrubienie przy użyciu np. srebrzanki i spoiwa lutowniczego. Taki zabieg jest rekomendowany przy przewodzeniu prądu o natężeniu większym od ok. 8 A.

Michał Kurzela, EP

Wykaz elementów:
Rezystory:
  • R1, R2: 47 Ω 2 W THT
  • R3, R5: 1,2 kΩ 0,25 W THT
  • R4: 47 kΩ 0,25W THT
Kondensatory:
  • C1, C2: 100 nF 310 VAC X2 (15 mm)
  • C3: 100 nF 63 V (5 mm)
Półprzewodniki:
  • D1, D2: 1.5KE440CA
  • D3: 1N4148 THT
  • LED1: 5 mm zielona
  • T1: BC546
Inne:
  • J1: ARK3 7,5 mm
  • J2: ARK3 5 mm
  • JP1: goldpin 2 pin męski 2,54 mm THT + zworka
  • K1: HF115F 12 V SPDT
Artykuł ukazał się w
Elektronika Praktyczna
sierpień 2020
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon

Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik wrzesień 2021

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio wrzesień - październik 2021

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka Podzespoły Aplikacje wrzesień 2021

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna wrzesień 2021

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich wrzesień 2021

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów