О какой нагрузке идет речь? Да о любой — релюшки, лампочки, соленоиды, двигатели, сразу несколько светодиодов или сверхмощный силовой светодиод-прожектор. Короче, все что потребляет больше 15мА и/или требует напряжения питания больше 5 вольт.
Вот взять, например, реле. Пусть это будет BS-115C. Ток обмотки порядка 80мА, напряжение обмотки 12 вольт. Максимальное напряжение контактов 250В и 10А.
Подключение реле к микроконтроллеру это задача которая возникала практически у каждого. Одна проблема — микроконтроллер не может обеспечить мощность необходимую для нормальной работы катушки. Максимальный ток который может пропустить через себя выход контроллера редко превышает 20мА и это еще считается круто — мощный выход. Обычно не более 10мА. Да напряжение у нас тут не выше 5 вольт, а релюшке требуется целых 12. Бывают, конечно, реле и на пять вольт, но тока жрут больше раза в два. В общем, куда реле не целуй - везде жопа. Что делать?
Первое что приходит на ум — поставить транзистор. Верное решение — транзистор можно подобрать на сотни миллиампер, а то и на амперы. Если не хватает одного транзистора, то их можно включать каскадами, когда слабый открывает более сильный.
Поскольку у нас принято, что 1 это включено, а 0 выключено (это логично, хотя и противоречит моей давней привычке, пришедшей еще с архитектуры AT89C51), то 1 у нас будет подавать питание, а 0 снимать нагрузку. Возьмем биполярный транзистор. Реле требуется 80мА, поэтому ищем транзистор с коллекторным током более 80мА. В импортных даташитах этот параметр называется I c , в наших I к. Первое что пришло на ум — КТ315 — шедевральный совковый транзистор который применялся практически везде:) Оранжевенький такой. Стоит не более одного рубля. Также прокатит КТ3107 с любым буквенным индексом или импортный BC546 (а также BC547, BC548, BC549). У транзистора, в первую очередь, надо определить назначение выводов. Где у него коллектор, где база, а где эмиттер. Сделать это лучше всего по даташиту или справочнику. Вот, например, кусок из даташита:
Если смотреть на его лицевую сторону, та что с надписями, и держать ножками вниз, то выводы, слева направо: Эмиттер, Колектор, База.
Берем транзистор и подключаем его по такой схеме:
 |
Коллектор к нагрузке, эмиттер, тот что со стрелочкой, на землю. А базу на выход контроллера.
Транзистор это усилитель тока, то есть если мы пропустим через цепь База-Эмиттер ток, то через цепь Колектор-Эмиттер сможет пройти ток равный входному, помноженному на коэффициент усиления h fe .
h fe для этого транзистора составляет несколько сотен. Что то около 300, точно не помню.
Максимальное напряжение вывода микроконтроллера при подаче в порт единицы = 5 вольт (падением напряжения в 0.7 вольт на База-Эмиттерном переходе тут можно пренебречь). Сопротивление в базовой цепи равно 10000 Ом. Значит ток, по закону Ома, будет равен 5/10000=0.0005А или 0.5мА — совершенно незначительный ток от которого контроллер даже не вспотеет. А на выходе в этот момент времени будет I c =I be *h fe =0.0005*300 = 0.150А. 150мА больше чем чем 100мА, но это всего лишь означает, что транзистор откроется нараспашку и выдаст максимум что может. А значит наша релюха получит питание сполна.
Все счастливы, все довольны? А вот нет, есть тут западло. В реле же в качестве исполнительного элемента используется катушка. А катушка имеет неслабую индуктивность, так что резко оборвать ток в ней невозможно. Если это попытаться сделать, то потенциальная энергия, накопленная в электромагнитом поле, вылезет в другом месте. При нулевом токе обрыва, этим местом будет напряжение — при резком прерывании тока, на катушке будет мощный всплеск напряжения, в сотни вольт. Если ток обрывается механическим контактом, то будет воздушный пробой — искра. А если обрывать транзистором, то его просто напросто угробит.
Надо что то делать, куда то девать энергию катушки. Не проблема, замкнм ее на себя же, поставив диод. При нормальной работе диод включен встречно напряжению и ток через него не идет. А при выключении напряжение на индуктивности будет уже в другую сторону и пройдет через диод.
 |
Правда эти игры с бросками напряжения гадским образом сказываются на стабильности питающей сети устройства, поэтому имеет смысл возле катушек между плюсом и минусом питания вкрутить электролитический конденсатор на сотню другую микрофарад. Он примет на себя большую часть пульсации.
Красота! Но можно сделать еще лучше — снизить потребление. У реле довольно большой ток срывания с места, а вот ток удержания якоря меньше раза в три. Кому как, а меня давит жаба кормить катушку больше чем она того заслуживает. Это ведь и нагрев и энергозатраты и много еще чего. Берем и вставляем в цепь еще и полярный конденсатор на десяток другой микрофарад с резистором. Что теперь получается:
 |
При открытии транзистора конденсатор С2 еще не заряжен, а значит в момент его заряда он представляет собой почти короткое замыкание и ток через катушку идет без ограничений. Недолго, но этого хватает для срыва якоря реле с места. Потом конденсатор зарядится и превратится в обрыв. А реле будет питаться через резистор ограничивающий ток. Резистор и конденсатор следует подбирать таким образом, чтобы реле четко срабатывало.
После закрытия транзистора конденсатор разряжается через резистор. Из этого следует встречное западло — если сразу же попытаться реле включить, когда конденсатор еще не разрядился, то тока на рывок может и не хватить. Так что тут надо думать с какой скоростью у нас будет щелкать реле. Кондер, конечно, разрядится за доли секунды, но иногда и этого много.
Добавим еще один апгрейд.
При размыкании реле энергия магнитного поля стравливается через диод, только вот при этом в катушке продолжает течь ток, а значит она продолжает держать якорь. Увеличивается время между снятием сигнала управления и отпаданием контактной группы. Западло. Надо сделать препятствие протеканию тока, но такое, чтобы не убило транзистор. Воткнем стабилитрон с напряжением открывания ниже предельного напряжения пробоя транзистора.
Из куска даташита видно, что предельное напряжение Коллектор-База (Collector-Base voltage) для BC549 составляет 30 вольт. Вкручиваем стабилитрон на 27 вольт — Profit!
В итоге, мы обеспечиваем бросок напряжения на катушке, но он контроллируемый и ниже критической точки пробоя. Тем самым мы значительно (в разы!) снижаем задержку на выключение.
 |
Вот теперь можно довольно потянуться и начать мучительно чесать репу на предмет того как же весь этот хлам разместить на печатной плате… Приходится искать компромиссы и оставлять только то, что нужно в данной схеме. Но это уже инженерное чутье и приходит с опытом.
Разумеется вместо реле можно воткнуть и лампочку и соленоид и даже моторчик, если по току проходит. Реле взято как пример. Ну и, естественно, для лампочки не потребуется весь диодно-конденсаторный обвес.
Пока хватит. В следующий раз расскажу про Дарлингтоновские сборки и MOSFET ключи.
Мы поставляем и производим автомобильные реле времени, таймеры с питанием от 12 вольт и 24 вольт.
В автомобильном миниатюрном таймере регтайм разработана программа управляющая микропроцессором, реализующая точное реле времени (таймер) прямого отсчета, изготовленного на базе программируемого микроконтроллера с питанием 12в или 24в. Таймер производится в упрошенной версии для мини размера. Реле времени работает от питания от 12в, 24в 15%. Произведено в миниатюрном корпусе, без кнопок управления и цифрового индикатора, с установкой времени с помощью с помощью отвертки на многооборотном переменном сопротивлении. Коммутация выполняется исполнительным реле электромеханического типа. Контроль состояния отображается светодиодным индикатором. Таймер сделан в корпусе штатного автомобильного силового реле и с выводами под автомобильное реле для установки в штатную автомобильную клеммную колодку.
Производятся автомобильные реле времени с питанием от 12 вольт и 24 вольта в нескольких вариантах и различных модификациях с разными временными диапазонами: есть три модели с регулируемым временем работы:
от 1 секунды до 60 секунд (0-60сек)
вторая модель с диапазоном от 60 до 600 секунд (60-600сек)
третья модель с диапазоном от 600с до 6000 секунд (600-6000сек)
Также производятся модели фиксированным временем работы от 1 секунды до 6000 секунд и напряжением питания от 12 вольт или 24 вольта.
Силовая коммутационная часть изделия выполнена по схеме: реле времени, управляющие силовым, исполнительным реле с одной перекидной исполнительной группой с "НО" и "НЗ" контактами.
Максимальный коммутируемый пусковой ток контактов исполнительной цепи до 25 ампер для таймеров с питанием от 12 вольт и до 20 ампер для реле времени с питанием от 24 вольт.
Корпус таймера изготовлен из термостойкого пластика по габаритным размерам автомобильное силовое реле, и под разъем штатного 5 пинового реле.
Логика работы таймера №1: Одновременно с подачей питания включается и силовое реле, и начинается отсчет времени, по истечению установленного времени (0-6000сек) отключается питание катушки силового исполнительного реле, контакты которого включают или отключают нагрузку. Следующий цикл работы произойдет после кратковременного отключения питания на контакте питания таймера №15. Диаграмма алгоритма работы таймера на рисунке №1.
Алгоритм работы реле времени в исполнение №2: После подачи питания на питающие контакты таймера начинается отсчет установленного времени (0-6000сек) но катушка силового реле не включается сразу и только по истечению установленного времени подается питание на катушку силового исполнительного реле и происходит ее удержания, пока есть питание на питающих контактах таймера и исполнительные контакты соответственно включают или отключают нагрузку. Следующий временной цикл произойдет после кратковременного отключения питания на контактах питания таймера: №15. Диаграмма алгоритма работы таймера в исполнении №2 изображена на рисунке №2.
Логика работы реле времени (таймера) 12в в исполнение №3: При подаче питания на контакты питания таймера №15 включается силовое исполнительное реле, но отсчет времени не производится, после отключения питания с контакта №15 начинается отсчет установленного времени 0-6000 секунд и по истечению установленного времени отключается питание катушки силового исполнительного реле и соответственно происходит включение или отключение нагрузки. Внимательно!!! схема таймера работает только когда есть положительное напряжение на контакте силового №30. Диаграмма алгоритма работы реле времени в исполнении №3 изображена на рисунке №3.
Логика работы таймера в исполнении №4: позволяет выбирать алгоритм работы таймера и временной диапазон методом переключения и совмещает в себе таймеры в исполнение №1, №2 и №4. Работа в исполнении №4 (кнопка "Пуск"): При подаче питания ничего не включается, после нажатия на кнопку "Пуск" начинается отсчет времени, по истечению установленного времени отключается питание катушки силового исполнительного реле, контакты которого включают или отключают нагрузку. Следующий цикл работы произойдет после кратковременного нажатия на кнопку "Пуск".
цена 550р
Универсальный цифровой таймер с питанием 12 вольт. Реле времени работает в режиме выдержки или циклическом режиме в диапазоне времени от 0.01 секунды до 999 минут.
Светодиодный цифровой индикатор.
питание таймера от 12 вольт.
цена 850р.
Фото таймера УТ12в
| Наименование | Цена | Применяемость | ||
| Колодка 45 7373 9007 с проводами | 45.60 | 4-х контактная | ||
| Колодка реле 45 7373 9016 с проводами | 49.10 | 5-ти контактная | ||
| Колодка реле 45 7373 9078 с проводами | 50.20 | 5-ти контактная | ||
| Колодка 45 7373 9095 с проводами | 50.20 | 6-ти контактная | ||
| РЕГТАЙМ1-12-(0-60) (для вкл/выкл устройств на 0-60с) | 350.00 | Автомобили любой марки и оборудование с напряжением сети 12В | ||
| РЕГТАЙМ1-24-(0-60) (для вкл/выкл устройств на 0-60с) | 350.00 | На автомобили любой марки и приборы с напряжением 24 вольта | ||
| РЕГТАЙМ2-12-(0-60) (для вкл/выкл устройств через 0-60с) | 350.00 | Подойдет для автомашины любой марки с напряжением бортовой сети 12 | ||
| РЕГТАЙМ2-24-(0-60) (для вкл/выкл устройств через 0-60с) | 350.00 | Можно использовать в автомобиле с напряжением бортовой сети 24В | ||
| РЕГТАЙМ1-12-(60-600) (для вкл/выкл устройств на 60-600с) | 350.00 | Применяется для отсчета времени в автомобиле с напряжением бортовой сети 12 вольт | ||
| РЕГТАЙМ1-24-(60-600) (для вкл/выкл устройств на 60-600с) | 350.00 | Таймер для авто любой марки с напряжением бортовой сети 24В | ||
| РЕГТАЙМ2-12-(60-600) (для вкл/выкл устройств через 60-600с) | 350.00 | Реле времени можно установить в машину любой марки с напряжением сети 12В | ||
| РЕГТАЙМ2-24-(60-600) (для вкл/выкл устройств через 60-600с) | 350.00 | Автомобили любой марки с напряжением бортовой сети 24В | ||
| РЕГТАЙМ3-12-(0-60) (для вкл/выкл устройств через 0- 60с ) | 350.00 | Автомобили любой марки с напряжением бортовой сети 12В | ||
Реле
-это электромагнитные или полупроводниковые приборы для коммутации сигналов большой мощности управляющим сигналом малой мощности. По типологии подразделяются на электромагнитные, герконовые и твердотельные реле. Также к этой группе относятся герконы, контакторы и колодки, а также цоколи для реле.
Электромагнитные реле
- подразделяются главным образом по мощности (сигнальные и силовые реле), по напряжению на катушке (от 5 до 220В), по току на контактах, по группе контактов (замыкания, размыкания, переключения) и количеству групп контактов. Дополнительно среди одинаковых по прочим группам реле могут быть варианты повышенной экономичности (меньшим током потребляемым катушкой) и повышенной токовой нагрузкой (золотыми или иными покрытиями повышающими износостойкость контактов реле и максимальный ток реле). Силовые реле могут иметь дополнительные опции, например индикацию включения светодиодом или ручное переключение контактов кнопкой. Основные производители TTI
и Tyco
.
Герконовые реле
- особый тип электромагнитных реле в которых контактная группа находится внутри герметичной трубки на которой размещена управляющая катушка. Эта конструкция позволяет увеличить экономичность реле и ресурс его работы за счет того что процесс замыкания-размыкания происходит в вакууме. Недостатком этих реле является меньшее количество контактных групп (максимум две) и меньшая коммутируемая мощность (до единиц ампер), делающая этот прибор в основном сигнальным, а не силовым. Герконовые реле в большинстве случаев монтируются пайкой на печатную плату. Конструктивно некоторые из них идентичны интегральным микросхемам в корпусах DIP или SIP. Основные производители TTI
и Старт
.
Герконы
- это магнитно-управляемые контакты идентичные применяемым в герконовых реле, предназначенные для управления постоянным магнитным полем на расстоянии, в большинстве случаев в устройствах автоматики и охранных системах. Герконы имеют одну группу контактов на размыкание, замыкание или переключение на ток от сотен миллиампер до единиц ампер при напряжении от единиц вольт до 250 вольт. Герконы для охранных систем могут быть размещены в пластиковые корпуса для удобства монтажа, и укомплектованы магнитами для срабатывания в аналогичных корпусах. Основные производители TTI
и РЗМКП
.
Контакторы
- мощные электромагнитные приборы для коммутации сигналов электрического тока, импульсами напряжения 220В (в некоторых случаях 12 или 24). Могут одновременно коммутировать как одну так и две или три фазы электрического тока. Отличаются повышенной ремонтопригодностью, для чего их конструкция состоит из нескольких модулей: контактной группы, катушек (в том числе на разное напряжение) и сердечника (состоящего из подвижной и неподвижной частей). Наряду с электромагнитными контакторами сейчас существуют твердотельные, представляющий собой блок из нескольких твердотельных реле. Основные производители Электроконтактор
и Epcos
.
Твердотельные реле
- сигнальные или силовые оптоэлектронные приборы, основанные на оптопаре, входной цепью светодиодом и стабилизатором напряжения, расширяющим диапазон входных напряжений и выходную цепь, состоящую из мощного силового полупроводникового прибора-тиристора, полевого или биполярного транзистора. В зависимости от этих элементов, твердотельное реле может иметь управление постоянным или переменным током (или напряжением) и коммутируемую цепь постоянного или переменного тока. Дополнительная индикация срабатывания на твердотельных реле производится включением параллельно входу красного светодиода.
Твердотельные реле малой мощности могут быть в интегральном исполнении, корпусах типа DIP или SIP, средней мощности в корпусах типа ТО3 и ТО220, в том числе с интегрированным радиатором. Твердотельные реле большой мощности имеют собственный модульный корпус-блок с винтовым подключением входных и выходных цепей и креплением в специализированный радиатор-охладитель.
Основные производители мощных твердотельных реле - Протон
и Crydom
, реле средней мощности - Cosmo
и Crydom
, малой мощности - Протон
и International Rectifier
.
Посмотреть и купить товар вы можете в наших магазинах в городах: Москва, Санкт-Петербург, Волгоград, Воронеж, Екатеринбург, Ижевск, Казань, Калуга, Краснодар, Красноярск, Минск, Набережные Челны, Нижний Новгород, Новосибирск, Омск, Пермь, Ростов-на-Дону, Рязань, Самара, Тверь, Томск, Тула, Тюмень, Уфа, Челябинск. Доставка заказа почтой, через систему доставки Pickpoint или через салоны «Евросеть» в следующие города: Тольятти, Барнаул, Ульяновск, Иркутск, Хабаровск, Ярославль, Владивосток, Махачкала, Томск, Оренбург, Кемерово, Новокузнецк, Астрахань, Пенза, Липецк, Киров, Чебоксары, Калининград, Курск, Улан-Удэ, Ставрополь, Сочи, Иваново, Брянск, Белгород, Сургут, Владимир, Нижний Тагил, Архангельск, Чита, Смоленск, Курган, Орёл, Владикавказ, Грозный, Мурманск, Тамбов, Петрозаводск, Кострома, Нижневартовск, Новороссийск, Йошкар-Ола и др.
Товары из группы «Реле» вы можете купить оптом и в розницу.
Приложение 1.Краткий обзор отечественных стандартных реле в корпусах как изображено ниже на фотографии.
Ниже будет приведена информация одного производителя, существуют другие производители и зарубежные аналоги. Для этой части статьи главное дать понять рядовому автолюбителю, что реле могут быть взаимозаменяемы, иметь разные схемы, разное количество контактов в зависимости от назначения.
Отечественные реле этой серии маркируют нормально замкнутый контакт как 88. В импортных реле этот контакт везде назван как 87а
Типовые схемы реле. Цоколевка.
 Схема 1 |
 Схема 1а |
По схеме 1 выпускаются следующие 5-и контактные (переключающие) реле:
С управлением 12Вольт - 90.3747, 75.3777, 75.3777-01, 75.3777-02, 75.3777-40, 75.3777-41, 75.3777-42
С управлением 24Вольт - 901.3747, 901.3747-11, 905.3747, 751.3777, 751.3777-01, 751.3777-02, 751.3777-40, 751.3777-41, 751.3777-42
По схеме 1а с помехозащитным резистором:
С управлением 12Вольт - 902.3747, 906.3747, 752.101, 752.3777, 752.3777-01, 752.3777-02, 752.3777-40, 752.3777-41, 752.3777-42
С управлением 24Вольт - 903.3747, 903.3747-01, 907.3747, 753.3777, 753.3777-01, 753.3777-02, 753.3777-40, 753.3777-41, 753.3777-42
 Схема 2 |
 Схема 2а |
По схеме 2 выпускаются следующие 4-х контактные (замыкающие/включающие) реле:
С управлением 12Вольт - 90.3747-10, 75.3777-10, 75.3777-11, 75.3777-12, 75.3777-50, 75.3777-51, 75.3777-52, 754.3777, 754.3777-01, 754.3777-02, 754.3777-10, 754.3777-11, 754.3777-12, 754.3777-20, 754.3777-21, 754.3777-22, 754.3777-30, 754.3777-31, 754.3777-32
С управлением 24Вольт - 904.3747-10, 90.3747-11, 901.3747-11, 905.3747-10, 751.3777-10, 751.3777-11, 751.3777-12, 751.3777-50, 751.3777-51, 751.3777-52, 755.3777, 755.3777-01, 755.3777-02, 755.3777-10, 755.3777-11, 755.3777-12, 755.3777-20, 755.3777-21, 755.3777-22, 755.3777-30, 755.3777-31, 755.3777-32
По схеме 2а с помехозащитным резистором:
С управлением 12Вольт - 902.3747-10, 906.3747-10
С управлением 24Вольт - 902.3747-11, 903.3747-11, 907.3747-10
 Схема 3 |
 Схема 3а |
По схеме 3 выпускаются следующие 4-х контактные (размыкающие/выключающие) реле:
С управлением 12Вольт - 90-3747-20, 904-3747-20, 90-3747-21, 75.3777-20, 75.3777-202, 75.3777-21, 75.3777-22, 75.3777-60, 75.3777-602, 75.3777-61, 75.3777-62
С управлением 24Вольт - 901-3747-21, 905-3747-20, 751.3777-20, 751.3777-202, 751.3777-21, 751.3777-22, 751.3777-60, 751.3777-602, 751.3777-61, 751.3777-62
По схеме 3а с помехозащитным резистором:
С управлением 12Вольт - 902-3747-20, 906-3747-20, 902-3747-21, 752.3777-20, 752.3777-21, 752.3777-22, 751.3777-60, 751.3777-61, 751.3777-62,
С управлением 24Вольт - 903-3747-21, 907-3747-20, 753.3777-20, 753.3777-21, 753.3777-22, 753.3777-60, 753.3777-61, 753.3777-62,
ВНИМАНИЕ!!!
Реле серии 19.3777 имеют корпус аналогичный выше приведенному. Схема этих реле имеет защитный и развязывающий диоды. Такие реле имеют полярное включение обмотки. Здесь в статье эти реле не упоминаются, поскольку имеют ограниченное применение.
Реле современных автомобилей.
Отличия и разнообразия номеров реле означает разные крепления, конструкция корпуса, степень защиты, напряжение управления катушкой, коммутируемые токи и прочие параметры. Иногда при выборе аналога необходимо учитывать некоторые параметры.
По схеме 5 выпускаются следующие 4-х контактные (замыкающие/включающие) реле:
С управлением 12Вольт - 98.3747-10, 982.3747-10
С управлением 24Вольт - 981.3747-10, 983.3747-10
По схеме 5а с помехозащитным резистором:
С управлением 12Вольт - 98.3747-11, 98.3747-111, 982.3747-11
С управлением 24Вольт - 981.3747-11, 983.3747-11
Твердотельное реле (SSR - солид стейт реле) - это электронное устройство переключения, что включается или выключается, когда малое внешнее напряжение подается через контакты управления. Чаще всего оно состоит из оптопары, которая реагирует на соответствующий входной сигнал (сигнал управления), и полупроводниковый электронное переключающее устройство, которое переключает нагрузку. Упрощённая схема и подключение показана ниже:
Данный проект позволяет заменить обычные 12-вольтовые электромагнитные реле универсального назначения, часто используемые в устройствах автоматики, автомобилях и другой аппаратуре, на более надёжные и скоростные электронные. Схема была разработан на базе IGBT/МОП оптопары TLP250/352, которая работает драйвером полевого транзистора MOSFET IRFP260. Реле состоит из оптически изолированного драйвера затвора и МОП-транзистора с низким сопротивлением канала. Сочетание низкого сопротивления и высокой возможной мощности нагрузки делают это реле подходящим для различных устройств переключения. Устройство обеспечивает изоляцию 3 кВ от входа до выхода.
Принципиальная схема SSR реле
SSR реле, предназначенное для переключения нагрузок постоянного тока до 10 ампер. Оно выполняет ту же функцию, что и любое электромеханические реле, но не имеет движущихся частей. Твердотельные реле имеют намного более быстрое время переключения по сравнению с электромеханическими, и не изнашивается. Входной триггер предназначен под напряжения 3 - 9 В постоянного тока (1,5 - 12 Вольт с транзистором), а выходная нагрузка под питание 12 - 100 В постоянного тока.
Характеристики твердотельного реле
- Входной управляющий сигнал 1,5 - 12 В постоянного тока
- Оптимальное напряжение самой схемы VCC 12 - 18 В
- Питание нагрузки 12 - 60 В постоянного тока
- Частота входного сигнала до 50 кГц
- Напряжение изоляции 3 kV
