- Komponente potrebne za izgradnju SSD releja
- Polustanski relej pomoću TRIAC - dijagram kruga
- Kako djeluje ACS TRIAC (ASCT)?
- Solid State relej pomoću TRIAC - PCB dizajna
- Naručivanje PCB-a s PCBWay-a
- Sastavljanje SSD releja
- Programiranje ESP8266 za upravljanje našim SSD relejem
- Testiranje našeg SSD releja
Releji su uobičajeni u mnogim sklopnim krugovima gdje je potrebno upravljanje (UKLJUČIVANJE / ISKLJUČIVANJE) izmjeničnog opterećenja. Ali zbog elektromehaničkih karakteristika, mehanički relej ima svoj životni vijek, a također može samo prebacivati status tereta i ne može izvoditi druge radnje prebacivanja poput zatamnjivanja ili regulacije brzine. Osim toga, elektromehanički relej također proizvodi zvukove klika i visokonaponsku iskru kada su velika induktivna opterećenja UKLJUČENA ili ISKLJUČENA. Možete pogledati članak o radu releja da biste saznali više o relejima, njihovoj konstrukciji i vrstama.
Najbolja alternativa za elektromehanički relej je solid-state relej. Solid-state relej je vrsta poluvodičkog releja koji se može koristiti kao zamjena za elektromehanički relej za kontrolu električnih opterećenja. Nema zavojnice i stoga mu nije potrebno magnetsko polje za rad. Također nema opruga ni mehaničkih kontakata, stoga nema habanja i može raditi na slaboj struji. Ti SSD releji koji se često prepoznaju kao SSR koriste poluvodiče koji kontroliraju funkciju ON-OFF opterećenja, a mogu se koristiti i za kontrolu brzine motora kao i zatamnjivanja. Također smo koristili SSD uređaj poput TRIAC-a za kontrolu brzine motora i za kontrolu intenziteta svjetlosti izmjeničnog opterećenja u prethodnim projektima.
U ovom ćemo projektu izraditi SSD relej pomoću jedne komponente i kontrolirat ćemo izmjenično opterećenje u radu od 230 VAC. Ovdje korištena specifikacija je ograničena, odabrali smo 2A opterećenja za rad pomoću ovog SSD releja. Cilj je izgraditi kompaktni PCB za poluprovodnički relej koji se može izravno povezati i kontrolirati s 3.3V GPIO pinovima Nodemcu ili ESP8266. Da bismo to postigli, iz PCBWaya smo proizveli naše PCB ploče i u ovom ćemo projektu sastaviti i testirati iste. Pa krenimo !!!
Komponente potrebne za izgradnju SSD releja
- PCB
- ACST210-8BTR
- Otpornik 330R ¼ vati
- Stezaljka (300V 5A)
- 0805 LED s bilo kojom bojom
- Otpornik 150R
Polustanski relej pomoću TRIAC - dijagram kruga
Glavna komponenta je ACS Triac ili skraćeno ACST. Broj dijela ACST-a je ACST210-8BTR. Međutim, otpor R1 koristi se za povezivanje mikrokontrolera ili sekundarnog kruga (upravljački krug) GND s neutralnom izmjeničnom strujom. Vrijednost otpora može biti bilo koja između 390R-470R ili se može koristiti i neznatno više od toga.
Za više informacija o radu kruga opisano je u donjem odjeljku. Kao što je ranije spomenuto, glavna komponenta je T1, ACST210-8BTR. ACST je vrsta TRIAC-a, a naziva se i trioda za izmjeničnu struju.
Kako djeluje ACS TRIAC (ASCT)?
Prije razumijevanja kako ACST djeluje, važno je razumjeti kako TRIAC djeluje. TRIAC je elektronička komponenta s tri terminala koja provodi struju u bilo kojem smjeru kada se aktivira pomoću njezina vrata. Tako se naziva dvosmjerni triodni tiristor. TRIAC ima tri terminala gdje je "A1" anoda 1, "A2" anoda 2, a "G" izlaz. Ponekad se naziva i anodom 1 i anodom 2 ili glavnom stezaljkom 1 (MT1), odnosno glavnom stezaljkom 2 (MT2). Sada se na ulaz TRIAC-a mora osigurati mala količina struje iz izvora izmjenične struje pomoću Opto tiristora, na primjer, kao što je MOC3021.
Ali, ACST se malo razlikuje od uobičajenog TRIAC-a. ACST je vrsta TRIAC-a tvrtke STMicroelectronics, ali može se izravno povezati s mikrokontrolerom i može se pokrenuti upotrebom male količine istosmjerne struje bez potrebe za optičkim sprežnikom. Kao što je navedeno u tablici podataka, ACST ne zahtijeva nikakav prigušivački krug ni za 2A induktivnog opterećenja.
Gornji sklop ilustracija je aplikacijskog kruga ACST-a. Linija je LIVE linija 230 VAC, a neutralna je linija povezana zajedničkim pinom ACST-a. Otpornik vrata služi za upravljanje izlaznom strujom. Međutim, ovaj otpor se također može koristiti u neutralnom vodu sa zemljom ili se može eliminirati ovisno o strujnom izlazu MCU.
Gornja slika ilustrira pinout ACST-a. Jedna zanimljiva stvar je da postoji razlika između pinouta sa standardnim TRIAC-om i ACS TRIAC-om. Za usporedbu je dolje prikazan standardni TRIAC pinout, to je BT136 TRIAC pinout.
Kao što vidimo, umjesto T1 i T2 (Terminal 1 i Terminal 2), ACST ima Out i Common pinove. Uobičajeni zatik mora biti povezan s uzemljenim pinom mikrokontrolera. Dakle, ne djeluje dvosmjerno kao TRIAC. Teret treba spojiti u seriju s ACST-om.
Solid State relej pomoću TRIAC - PCB dizajna
PCB je dizajniran u veličini 24 mm / 15 mm. Odgovarajući hladnjak osigurava se preko ACST-a pomoću bakrenog sloja. Međutim, ažurirani Gerber za ovu PCB nalazi se na donjoj poveznici. Gerber se ažurira nakon testiranja jer je došlo do nekih pogrešaka u dizajnu.
Tijekom testa koristi se PCB iste veličine s različitim krugom tamo gdje je dana odredba MOC3021, ali je kasnije uklonjena u ažuriranom Gerberu.
Cjelokupni dizajn PCB-a, uključujući Gerber datoteku i shemu, možete preuzeti s donje poveznice.
- Preuzmite Gerber datoteku i dizajn PCB-a za SSD relej
Naručivanje PCB-a s PCBWay-a
Nakon završetka dizajna, možete nastaviti s naručivanjem PCB-a:
1. korak: Uđite na https://www.pcbway.com/, prijavite se ako vam je ovo prvi put. Zatim, na kartici PCB Prototype unesite dimenzije vaše PCB-a, broj slojeva i broj PCB-a koji vam je potreban.
Korak 2: Nastavite klikom na gumb 'Citiraj odmah'. Bit ćete preusmjereni na stranicu na kojoj ćete postaviti nekoliko dodatnih parametara kao što su vrsta ploče, slojevi, materijal za PCB, debljina i još mnogo toga, većina njih je odabrana prema zadanim postavkama, ako se odlučite za određene parametre, možete odabrati ovdje.
Korak 3: Posljednji korak je prijenos Gerber datoteke i nastavak plaćanja. Da bi osigurao nesmetan postupak, PCBWAY provjerava je li vaša Gerber datoteka valjana prije nego što nastavi s plaćanjem. Na ovaj način možete biti sigurni da je vaša PCB pogodna za proizvodnju i da će vas kontaktirati kao da ste predani.
Sastavljanje SSD releja
Nakon nekoliko dana dobili smo PCB u urednom pakiranju, a kvaliteta PCB-a bila je dobra kao i uvijek. Gornji i donji sloj ploče prikazani su u nastavku.
Budući da mi je ovo bilo prvi put da radim s ACST-om, stvari nisu išle po planu kako sam ranije rekao. Morao sam napraviti neke promjene. Završni krug nakon svih promjena prikazan je u nastavku. Ne morate se brinuti zbog promjena jer su već napravljene i ažurirane u datoteci Gerber koju ste preuzeli iz gornjeg odjeljka.
Programiranje ESP8266 za upravljanje našim SSD relejem
Kod je jednostavan. Dvije GPIO pinove dostupne su u ESP8266-01. GPIO 0 odabran je kao zatik gumba, a GPIO 2 je odabran kao pribadača releja. Kada se očita igla gumba, ako se pritisne tipka, relej će promijeniti stanje UKLJUČENO ili ISKLJUČENO ili obrnuto. Međutim, za rad bez poteškoća koristi se i kašnjenje prijenosa. U povezanom članku možete saznati više o otpuštanju prekidača. Budući da je kôd vrlo jednostavan, ovdje o njemu nećemo raspravljati. Kompletni kod nalazi se na dnu ove stranice.
Testiranje našeg SSD releja
Krug je povezan s ESP8266-01 s izvorom napajanja od 3,3 V. Također, za potrebe ispitivanja koristi se i sijalica od 100 W. Kao što vidite na gornjoj slici, napajao sam naš ESP modul modulom za napajanje i koristio dvije tipke za uključivanje i isključivanje našeg opterećenja.
Kad se pritisne tipka, lampica je UKLJUČENA. Kasnije nakon testiranja, zalemio sam i solid-state relej i ESP826 modul na jednu ploču kako bih postigao kompaktno rješenje kao što je prikazano u nastavku. Sada smo u demonstracijske svrhe upotrijebili tipku za uključivanje tereta, ali u stvarnoj aplikaciji uključit ćemo ga daljinski tako da u skladu s tim napišemo naš program.
Potpuno objašnjenje i radni video možete vidjeti na donjoj poveznici. Nadam se da vam se svidio projekt i naučili ste nešto korisno. Ako imate bilo kakvih pitanja, ostavite ih u odjeljku za komentare u nastavku ili na našim forumima započnite raspravu o tome.