Hoe relais werken - basisprincipes, typen en toepassingen

Probeer Ons Instrument Voor Het Oplossen Van Problemen





Relais zijn elektromechanische schakelaars die worden gebruikt om de verschillende circuits te besturen met behulp van een signaal met laag vermogen of één signaal. Deze zijn te vinden in allerlei apparaten. Met relais kan een circuit een tweede circuit schakelen dat volledig gescheiden kan zijn van het eerste. Er is geen elektrische verbinding in het relais tussen de twee circuits, de link is alleen magnetisch en mechanisch.

In wezen bestaat een relais uit een elektromagneet, een anker, een veer en een reeks elektrische contacten. De elektromagneetspoel krijgt stroom via een schakelaar of een relaisstuurprogramma en zorgt ervoor dat het anker zo wordt aangesloten dat de belasting de voeding krijgt. De beweging van het anker gebeurt met behulp van een veer. Het relais bestaat dus uit twee afzonderlijke elektrische circuits die alleen met elkaar zijn verbonden via een magnetische verbinding en het relais wordt bestuurd door het schakelen van de elektromagneet.




Relais 3Co

Relais 3Co

Stroom die door de spoel van het relais beweegt, maakt een magnetisch veld dat een hefboom aantrekt en de schakelcontacten verandert. De lus- of spoelstroom kan aan of uit zijn, dus relais hebben twee schakelposities en hebben over het algemeen dubbele (wissel) schakelcontacten. Relais zijn meestal SPDT of DPDT, maar ze kunnen meerdere sets schakelcontacten hebben.



De contacten zijn meestal gemeenschappelijk (COM), normaal open (NO) en normaal gesloten (NC). Het normaal gesloten contact wordt verbonden met het gemeenschappelijke contact wanneer er geen stroom op de spoel staat. Het normaal open contact is open als er geen stroom op de spoel staat. Wanneer de spoel wordt bekrachtigd, wordt de common verbonden met het normaal open contact en blijft het normaal gesloten contact zweven. De tweepolige versies zijn hetzelfde als de enkelpolige versie, behalve dat er twee schakelaars zijn die samen openen en sluiten.

Relais 3Co-circuit

Relais 3Co-circuit

Toepassingen van relais:

  • Bestuur een hoogspanningscircuit met een laagspanningssignaal, zoals bij sommige soorten modems of audioversterkers
  • Bestuur een hoogstroomcircuit met een laagstroomsignaal, zoals in de startersolenoïde van een auto
  • Detecteer en isoleer fouten in transmissie- en distributielijnen door stroomonderbrekers te openen en te sluiten
  • Tijdvertragingsfuncties. Relais kunnen worden aangepast om het openen of het sluiten van een set contacten te vertragen. Een zeer korte vertraging zou een koperen schijf gebruiken tussen het anker en het bewegende bladsamenstel

De stroom die in de schijf stroomt, houdt het magnetische veld korte tijd in stand. Voor een iets langere vertraging wordt een dashpot gebruikt. Een dashpot is een zuiger gevuld met vloeistof die langzaam kan ontsnappen. De tijdsperiode kan worden gevarieerd door het debiet te verhogen of te verlagen. Voor langere perioden is een mechanische uurwerktimer geïnstalleerd.

Werking van relais met 3 spoelen:

Van het circuit, relais-1 en relais-2, waarvan de contacten in serie zijn verbonden met relais-3-spoelen, naar de eerste gelijkstroomvoeding. Relais-3 schakelt alleen AAN als relais 1 en 2 AAN zijn, wat betekent dat voeding op R, Y en B beschikbaar is. De uitgangscontacten van relais-3 worden naar relais-4 Q gevoerd1,NC-contacten die beide 3-Co-relais zijn. Dus de R, Y, B die naar relais-3 worden gevoerd, bereikt de NO-contacten van relais-4. Alle maakcontacten van relais-4 zijn samengevoegd om een ​​stervormige configuratie te ontwikkelen voor de motoraansluitspoel U1-Utwee, V1-Vtwee, W.1-INtwee​Terwijl relais-4 wordt ingeschakeld door de timer-IC nadat de hoofdvoedingsschakelaar een tijdvertraging heeft genomen, brengen de contacten van relais-4 de motoraansluitingen in deltamodus door de NC-contacten die correct zijn bedraad. Enkele fasering, wat betekent dat een of twee fasen Y en B ontbreken, brengt relais-1 of relais-2 uit, waardoor relais-3 wordt uitgeschakeld. Dus relais-3 uitschakeling voorkomt dat de ingang 3-fase de motorvoeding bereikt om deze te beschermen voor een enkele fase.


3Co-Circuit

3Co-Circuit

Werking van relais met 2 spoel:

Relais met vergrendelingsconstructie bestaande uit 2 spoelen: set spoel en reset spoel. Het relais wordt ingesteld of gereset door afwisselend pulssignalen van dezelfde polariteit toe te passen.

Vanuit het circuit wordt een relais gebruikt dat wordt aangestuurd door een transistor vanaf poort pin nummer 10. De contacten van het relais zijn aangesloten op een vaste telefoonaansluiting. De output hiervan wordt alleen super opgelegd aan de telefoonlijnen als relais1 AAN is. Het relais werkt (met een led-indicatie L2) van pin nummer 10 tot en met de Q2-transistor voordat de kiesgegevens de encoder van de MC bereiken. Het kiezen gaat door totdat de partij van het gekozen nummer de hoorn opneemt of anders schakelt het automatisch het relais uit na 3 minuten om de hand in de virtuele toestand 'On the hook' te dwingen.

Relais met 2Coil Circuit

Relais met 2Coil Circuit

Werking van relais met 1 spoel:

Relais met vergrendelende constructie die aan of uit staat met een pulsingang. Met één spoel wordt het relais ingesteld of gereset door signalen van tegengestelde polariteit toe te passen. Hierin gaan we een relais zien met 1 spoel met ULN2003.

ULN2003 is een IC die wordt gebruikt om het relais met de microcontroller te verbinden, aangezien de output van de microcontroller maximaal 5V is met te weinig stroomafgifte en het niet praktisch is om een ​​relais met die spanning te laten werken. ULN2003 is een relais-driver-IC die bestaat uit een set Darlington-transistors. Als logisch hoog wordt gegeven aan de IC als invoer, dan zal zijn uitvoer logisch laag zijn, maar niet omgekeerd. Hier in ULN2003 zijn pinnen 1 tot 7 IC-ingangen en 10 tot 16 zijn IC-uitgangen. Als logica 1 wordt gegeven aan zijn pin1, gaat de corresponderende pin 16 laag. Als een relaisspoel is aangesloten van positief naar de uitgangspen van het IC, veranderen de relaiscontacten hun positie van normaal open (NO) naar normaal gesloten (NC), waarna het lampje gaat branden. Als op de ingang logisch 0 wordt gegeven, schakelt het relais uit. Evenzo kunnen tot zeven relais worden gebruikt voor zeven verschillende belastingen die moeten worden ingeschakeld door het normaal open (NO) contact of uitgeschakeld door het normaal gesloten contact (NC), maar hierbij hebben we slechts één relais gebruikt voor de werking.

Schema laden aan en uit

Laden aan en uit

2 manieren om relais te bedienen

Met behulp van een tafelklok

Een van de eenvoudigste manieren is om een ​​timer te gebruiken om het schakelen van het relais te regelen. Hier is een eenvoudig circuit ontwikkeld dat een belasting kan in- / uitschakelen wanneer de ingestelde tijd aanbreekt. Het kan worden gebruikt om AC-belastingen in te schakelen, zoals tv, radio, muzieksysteem enz. De triggerimpuls wordt verkregen van een kleine tafelklok. De timing van het klokalarm is ingesteld om de schakelaar handmatig aan / uit te zetten. Het basisidee is om de relaisschakeling te regelen door de activering van SCR te regelen via de Optocoupler die op zijn beurt wordt geactiveerd door het klokalarm.

Een paar componenten die in het circuit worden gebruikt:

Het circuit bestaat uit het volgende:

  • Een goedkope tafelklok
  • Een optocoupler IC MCT2E
  • Een SCR om het relais te activeren.
  • Een diode aangesloten over het relais
  • Een 9V-batterij en een condensator
  • Een weerstand

Systeem werkt:

De klokuitvoer wordt aan het circuit gegeven met behulp van een Optocoupler IC MCT2E. De alarmzoemer krijgt ongeveer 3 volt als het alarm afgaat. Met deze spanning wordt de optocoupler geactiveerd. De Optocoupler heeft een LED en fototransistor aan de binnenkant. Wanneer de LED in de Optocoupler oplicht door een externe spanning te ontvangen, geleidt de fototransistor.

Wanneer de fototransistor geleidt, vuurt en vergrendelt de SCR BT169. Dit activeert het relais en de belasting wordt in- / uitgeschakeld. Als de belasting is aangesloten via de gemeenschappelijke en NO-contacten, wordt de belasting ingeschakeld. De belasting wordt uitgeschakeld als deze is aangesloten via de gemeenschappelijke en NC-contacten.

Relaisbesturing met behulp van schakelschema van de klok

Relaisbesturing met behulp van klokcircuitschema

De SCR begint te geleiden wanneer een triggerpuls wordt toegepast op de poortaansluiting. De SCR zet de geleiding voort, zelfs als de poortpuls wordt verwijderd. Het kan alleen worden uitgeschakeld door de anodestroom te verwijderen. Dus een Push to off schakelaar S1 wordt gebruikt om de SCR te resetten. Condensator C1 heeft een bufferende werking aan de poort van SCR voor zijn soepele werking. Diode IN4007 beschermt de SCR tegen back-emf.

De gebruikte tafelklok is de goedkope. Open de achterklep en soldeer twee dunne draden aan de zoemeraansluitingen en verbind ze met de pinnen 1 en 2 van de Optocoupler en let daarbij op de polariteit. Sluit het circuit met de voeding in een hoesje en bevestig de klok erboven met lijm. Om de belasting aan te sluiten, kan een AC-stopcontact op de box worden bevestigd.

Met behulp van Relay Driver IC ULN 2003

Een relais kan ook worden bestuurd met behulp van een relaisstuurprogramma IC ULN2003 dat is aangesloten op een microcontroller en het relais aanstuurt op basis van de signalen van de microcontroller. Het is een hoogspannings-IC bestaande uit 7 Darlington-transistorenparen. Het is eigenlijk een 16-pins IC. Het bestaat uit 7 inputpinnen en 7 bijbehorende outputpinnen.

Werking van het systeem

De relaisstuurprogramma kan tot 7 relais aansturen waarbij elk relais is aangesloten op elk van de 7 uitgangen. De ingangspennen van het relais zijn verbonden met de I / O-pennen van de Microcontroller. Hier wordt slechts één relais getoond voor demonstratiedoeleinden. Zowel het relais als de relaisstuurprogramma hebben een voeding van 12 V nodig op pin 9. De werking is vergelijkbaar met een omvormer waarbij een logisch lage input resulteert in een logisch hoge output. De belasting is verbonden met het normaal open contact. Wanneer een logische nul wordt toegepast op een van de ingangspennen van de relaisstuurprogramma, wordt een logisch hoge uitgang ontwikkeld over de corresponderende uitgangspen. Omdat het relais op beide eindpunten op bijna dezelfde spanning is aangesloten, vloeit er geen stroom en wordt het relais niet bekrachtigd. In het geval van een hoge logica bij de ingangspen, krijgt de uitgangspen een laag logisch signaal en als gevolg van een potentiaalverschil vloeit er een stroom en wordt de relaisspoel bekrachtigd zodat het anker van de normaal gesloten positie naar de normale positie beweegt. open positie, waardoor het circuit wordt voltooid en de lamp gaat gloeien.