- Komponenti, kas nepieciešami, lai izveidotu cietvielu releju
- Cietvielu relejs, izmantojot TRIAC - shēmas diagramma
- Kā darbojas ACS TRIAC (ASCT)?
- Cietvielu relejs, izmantojot TRIAC - PCB Design
- PCB pasūtīšana no PCBWay
- Cietvielu releja montāža
- ESP8266 programmēšana, lai kontrolētu mūsu cietvielu releju
- Pārbaudām mūsu cietvielu releju
Releji ir izplatīti daudzās komutācijas ķēdēs, kur nepieciešama maiņstrāvas slodzes vadīšana (ieslēgšana vai izslēgšana). Bet elektromehānisko īpašību dēļ mehāniskajam relejam ir pašaizsardzība, un tas var arī mainīt tikai slodzes statusu un nevar veikt citas pārslēgšanās darbības, piemēram, aptumšošanu vai ātruma kontroli. Papildus tam elektromehāniskais relejs rada arī klikšķu skaņas un augstsprieguma dzirksti, kad tiek ieslēgtas vai izslēgtas milzīgas induktīvas slodzes. Lai uzzinātu vairāk par relejiem, to uzbūvi un tipiem, varat apskatīt rakstu par releju darbību.
Labākā elektromehāniskā releja alternatīva ir cietvielu relejs. Cietvielu relejs ir uz pusvadītāju balstīts relejs, ko var izmantot kā elektromehāniskā releja aizstājēju elektrisko slodžu kontrolei. Tam nav nevienas spoles, un tāpēc tā darbībai nav nepieciešams magnētiskais lauks. Tam nav arī atsperu vai mehānisku kontaktu, tāpēc nav nolietojuma un tas var darboties ar zemu strāvu. Šie cietvielu releji, kas bieži tiek atzīti par SSR, izmanto pusvadītājus, kas kontrolē slodzes ieslēgšanas un izslēgšanas funkciju, kā arī tos var izmantot, lai kontrolētu motoru ātrumu, kā arī blāvāku. Iepriekšējos projektos mēs izmantojām arī cietvielu ierīci, piemēram, TRIAC, lai kontrolētu motora ātrumu un kontrolētu maiņstrāvas slodzes gaismas intensitāti.
Šajā projektā mēs izveidosim cietvielu releju, izmantojot vienu komponentu, un mēs kontrolēsim maiņstrāvas slodzi 230 VAC darbībā. Šeit izmantotā specifikācija ir ierobežota, mēs esam izvēlējušies 2A slodzi, lai darbotos, izmantojot šo cietvielu releju. Mērķis ir izveidot kompaktu PCB cietvielu relejam, kuru varētu tieši sasaistīt un vadīt ar Nodemcu vai ESP8266 3.3V GPIO tapām. Lai to paveiktu, mēs esam izgatavojuši savas PCB plāksnes no PCBWay, un mēs to samontēsim un pārbaudīsim šajā projektā. Tātad sāksim darbu !!!
Komponenti, kas nepieciešami, lai izveidotu cietvielu releju
- PCB
- ACST210-8BTR
- 330R rezistors ¼ Vats
- Spaiļu bloks (300V 5A)
- 0805 LED ar jebkuru krāsu
- 150R rezistors
Cietvielu relejs, izmantojot TRIAC - shēmas diagramma
Galvenā sastāvdaļa ir ACS Triac vai īsumā ACST. ACST daļas numurs ir ACST210-8BTR. Tomēr rezistoru R1 izmanto, lai savienotu mikrokontrolleru vai sekundāro ķēdi (vadības ķēdi) GND ar maiņstrāvas neitrālu. Rezistora vērtība var būt jebkas starp 390R-470R vai arī to var izmantot nedaudz mazāk.
Lai iegūtu papildinformāciju par ķēdes darbību, tā ir aprakstīta zemāk esošajā sadaļā. Kā minēts iepriekš, galvenā sastāvdaļa ir T1, ACST210-8BTR. ACST ir TRIAC veids, un to sauc arī par triodu maiņstrāvai.
Kā darbojas ACS TRIAC (ASCT)?
Pirms saprast, kā darbojas ACST, ir svarīgi saprast, kā darbojas TRIAC. TRIAC ir trīs termināļu elektroniska sastāvdaļa, kas vada strāvu jebkurā virzienā, kad to iedarbina, izmantojot vārtiņus. Tādējādi to sauc par divvirzienu triodu tiristoru. TRIAC ir trīs termināļi, kur "A1" ir anods 1, "A2" ir anods 2 un "G" ir vārti. Dažreiz to sauc arī par attiecīgi anodu 1 un anodu 2 vai galveno termināli 1 (MT1) un galveno termināli 2 (MT2). Tagad TRIAC vārtiem jānodrošina neliels strāvas daudzums no maiņstrāvas avota, izmantojot, piemēram, Opto tiristorus, piemēram, MOC3021.
Bet, ACST nedaudz atšķiras no parastā TRIAC. ACST ir TRIAC veids no STMicroelectronics, taču to var tieši sasaistīt ar mikrokontrolleru bloku, un to var iedarbināt, izmantojot nelielu daudzumu līdzstrāvas, neizmantojot optronu. Saskaņā ar datu lapu ACST nav nepieciešama nekāda ķēdes ķēde arī induktīvās slodzes 2A.
Iepriekš minētā shēma ir ACST lietojuma ķēdes ilustrācija. Līnija ir 230 VAC LIVE līnija, un neitrālā līnija ir savienota ar ACST kopējo tapu. Vārtu rezistoru izmanto izejas strāvas kontrolei. Tomēr šo rezistoru var izmantot arī neitrālā līnijā ar zemi vai arī to var novērst atkarībā no MCU strāvas izejas.
Iepriekš redzamais attēls ilustrē ACST pinout. Viena interesanta lieta ir tā, ka ir atšķirība starp pinout ar standarta TRIAC un ACS TRIAC. Standarta TRIAC kontakts ir parādīts zemāk salīdzināšanai, tas ir BT136 TRIAC pinout.
Kā redzam, T1 un T2 (1. un 2. terminālis) vietā ACST ir izejas un kopējās tapas. Kopējā tapa ir jāsavieno ar mikrokontrollera zemējuma tapu. Tādējādi tas nedarbojas tik divvirzienu kā TRIAC. Slodze jāpievieno virknei ar ACST.
Cietvielu relejs, izmantojot TRIAC - PCB Design
PCB ir veidots 24mm / 15mm izmērā. Atbilstošs radiators tiek nodrošināts visā ACST, izmantojot vara slāni. Tomēr atjauninātais Gerber šim PCB ir norādīts zemāk esošajā saitē. Pēc testēšanas Gerber tiek atjaunināts, jo bija dažas dizaina kļūdas.
Pārbaudes laikā tiek izmantots tāda paša izmēra PCB ar dažādu ķēdi, ja tiek dots MOC3021 nosacījums, bet vēlāk tas tiek noņemts atjauninātajā Gerber.
Pilnu PCB dizainu, ieskaitot Gerber failu un shēmu, var lejupielādēt no saites zemāk.
- Lejupielādējiet Gerber failu un PCB dizainu cietvielu relejam
PCB pasūtīšana no PCBWay
Pēc dizaina pabeigšanas jūs varat turpināt pasūtīt PCB:
1. darbība: iekļūstiet vietnē https://www.pcbway.com/, reģistrējieties, ja tā ir jūsu pirmā reize. Pēc tam cilnē PCB Prototype ievadiet PCB izmērus, slāņu skaitu un nepieciešamo PCB skaitu.
2. solis: turpiniet, noklikšķinot uz pogas “Citēt tūlīt”. Jūs tiksiet novirzīts uz lapu, kur iestatīsit dažus papildu parametrus, piemēram, plāksnes veidu, slāņus, materiālu PCB, biezumu un citus. Lielākā daļa no tiem tiek atlasīti pēc noklusējuma, ja izvēlaties kādus konkrētus parametrus, varat izvēlēties to šeit.
3. solis: pēdējais solis ir Gerber faila augšupielāde un maksājuma veikšana. Lai pārliecinātos, ka process ir vienmērīgs, pirms maksājuma turpināšanas PCBWAY pārbauda, vai jūsu Gerber fails ir derīgs. Tādā veidā jūs varat būt pārliecināts, ka jūsu PCB ir izgatavošanai draudzīgs un ar jums sazināsies kā apņēmies.
Cietvielu releja montāža
Pēc dažām dienām mēs saņēmām mūsu PCB glītā iepakojumā, un PCB kvalitāte bija laba kā vienmēr. Dēļa augšējais un apakšējais slānis ir parādīti zemāk.
Tā kā šī bija pirmā reize, kad es strādāju ar ACST, viss nenotika pēc plāna, kā es teicu iepriekš. Man bija jāveic dažas izmaiņas. Pēdējā ķēde pēc visu izmaiņu veikšanas ir parādīta zemāk. Jums nav jāuztraucas par izmaiņām, jo tās jau ir veiktas un atjauninātas Gerber failā, kuru lejupielādējāt no iepriekš minētās sadaļas.
ESP8266 programmēšana, lai kontrolētu mūsu cietvielu releju
Kods ir vienkāršs. ESP8266-01 ir pieejamas divas GPIO tapas. GPIO 0 ir izvēlēts kā pogas tapa un GPIO 2 ir izvēlēts kā releja tapa. Kad pogas tapa ir nolasīta, ja poga tiek nospiesta, relejs mainīs stāvokli ON vai OFF vai otrādi. Tomēr bez traucējumiem darbībai tiek izmantota arī atlēciena aizkave. Saistītajā rakstā varat uzzināt vairāk par debitēšanas pārslēgšanu. Tā kā kods ir ļoti vienkāršs, mēs to šeit neapspriedīsim. Pilns kods ir atrodams šīs lapas apakšdaļā.
Pārbaudām mūsu cietvielu releju
Ķēde ir savienota ar ESP8266-01 ar 3,3 V barošanas avotu. Testēšanas vajadzībām tiek izmantota arī 100 vatu spuldze. Kā redzat iepriekš redzamajā attēlā, mūsu ESP moduli esmu darbinājis ar paneļa barošanas moduli un izmantojis divas pogas, lai ieslēgtu un izslēgtu slodzi.
Nospiežot pogu, gaisma tiek ieslēgta. Vēlāk pēc pārbaudes es lodēju gan cietvielu releju, gan ESP826 moduli vienā plāksnē, lai panāktu kompaktu risinājumu, kā parādīts zemāk. Tagad demonstrācijas nolūkos mēs esam izmantojuši spiedpogu, lai ieslēgtu slodzi, bet faktiskajā lietojumprogrammā mēs to ieslēgsim attālināti, attiecīgi uzrakstot savu programmu.
Pilns paskaidrojums un darba video ir redzams zemāk esošajā saitē. Ceru, ka jums patika projekts un uzzinājāt kaut ko noderīgu. Ja jums ir kādi jautājumi, lūdzu, atstājiet tos komentāru sadaļā zemāk vai izmantojiet mūsu forumus, lai sāktu diskusiju par to.