Řízení relé

[jirka.jirka.]

Zdravím pánové,

navrhuji nějaké zařízení, kde chci využít relé. Což o to, jednoduché, napadne vás. Tranzistor nebo optočlen a jede se. Ale dejte mi čas se dopracovat k otázce. Řízení bude pomocí MCU, na který bude pověšen asi nějaký expander I2C. Např. PCA9555. A skze tento expander budu ovládat síť relátek. A teď taková záludnost.

Relé jak známo potřebuje nějaké napětí a proud pro přitáhnutí kotvy. Moje parametr jsou 24VDC coil a proud 15mA. Odpor vinutí 1600R, příkon 0,36W. viz: Relé použité bude: 45.71.7.024.0310 FINDER

Pro sepnutí je potřeba plné napětí, ale pro udržení kontaktu už ale stačí napětí nižší. A teď otázka. Nemáte nějaké ověřené zapojení takového obvodu, které dodá krátkodobě 24V a poté sníží napětí např. na 0,4*Vin ?

A teď pro všechny rejpaly, proč to chci. Zařízení má fungovat 24/7. A pokud je relátko provozováno na plné napětí, tak trošku topí. A co topí papá zbytečně mnoho drahocené energie. Takže na jednu stranu chci prodloužit život relátka a chci mít nižší spotřebu. Snad to takto stačí. Chtěl jsem využít nějaký driver např. DRV120, ale toto je spíše pro pořádné cívky a ne zrovna relátka s 15mA. Nebo použít dva tranzistory a sepnout oba v případě sepnutí a pak jeden z tranzistorů odepnout (s daným nastaveným proudem) a zbyde jeden tranzistor který bude udržovat hold napětí. Nebo ´použít PWM? Je zde mnoho otázek. A já bych rád něco osvědčeného. Kdyby bylo něco z běžné domácí bižuterie, bylo by to OK, ale jinak je mi to celkem jedno. Co byste doporučili? Co používáte?

[105nu70]

[jirka.jirka.]

Možná bylo. Máš nějaký tip na podobný? Proud kontaktem 16A.

[105nu70]

[miso156]

Po pripojeni Vcc je na cievke rele plnych 24V-0.7v , pretoze baza tranzistoru je drzana na cez C1 na Vcc. Ako sa C1 postupne nabija, tak sa aj znizuje napatie na cievke. Napatie na cievke sa zastavi na 12-0.7V.

[jirka.jirka.]

Krása střídá nádheru. Zkusím postavit. Ale vypadá to jednoduše a elegantně.

[Dolfi]

To načo tak komplikovane ? To potrebuješ stabilizovať tých V2 24 ? Veď tam stačí Q3 a do kolektora dať relátko v sérii s odporom, (povedzme tiež 1k6), a paralelne k odporu elektrolyt. Samozrejme, ochrannú diódu k špulke relátka treba dať. A nesmie sa rýchlo zapínať a vypínať to relátko, nech sa stihne ten elektrolyt vybiť cez ten paralelný odpor ...

[jirka.jirka.]

To načo tak komplikovane ? To potrebuješ stabilizovať tých V2 24 ? Veď tam stačí Q3 a do kolektora dať relátko v sérii s odporom, (povedzme tiež 1k6), a paralelne k odporu elektrolyt. Samozrejme, ochrannú diódu k špulke relátka treba dať. A nesmie sa rýchlo zapínať a vypínať to relátko, nech sa stihne ten elektrolyt vybiť cez ten paralelný odpor ...

Dolfi, myslel jsi to takto? Nějak se s tím nemůžu domluvit.

[miso156]

Krása střídá nádheru. Zkusím postavit. Ale vypadá to jednoduše a elegantně.

relay.PNG

Je to klasika.

Pozn.:
Pri velkom kondiku (10u a viac) a velkej zatazi, je dobre dat aspon 100ohm do bazy, lebo moze prerazit trand. Pri 1600ohm cievke to nehrozi, lebo pociatocny prud bazou je "len" 15mA, co trand vydrzi.

Ako pisali hore, je mozne dat priamo paralelny RC clen do serie s cievkou rele, avsak ten kond musi byt o dost vasci aby udrziaval zvyseny prud cievkou aspon 100ms, kym bude zopnutie kontaktu iste.
To zapojenie co som poslal sa da prerobit na podstatne mensi kondik, zalezi co je pre teba priorita.

[V-TWIN]

rele.pdf

(466.17 KiB) 81 stiahnutí

Ja som pred časom použil toto jednoduché zapojenie na solenoid s 24V cievkou napájaný z 12V (motorka).
Po stlačení tlačítka solenoid priťiahol a držal už na tých 12V.

[miso156]

S 10u kondikom si schopny drzat zvyseny prud cievkou cca 200ms, mozno aj viac ak si ten delic rozumne napocitas a pouzijes Q1 s cca Beta=300. Cely ten obvod spina jeden NPN (Q2).

(Kludne to znesie aj R1,R2 = 22k a tak, a casovku mas 2x dlhsiu)

Prud cievkou rele:

[Dolfi]

Dolfi, myslel jsi to takto? Nějak se s tím nemůžu domluvit.

Nie, R9 tam nemá byť ! Delič, (teraz na polovicu napätia), sa vytvára len medzi R8 a odporom cievky.

[Miko6005]

Z vlastnej skusenosti viem ze pri tomto sposobe spinania rele, sa nemozes spolahnut na katalogove udaje/maximalny spinany prud/, nakolko na spinacie kontakty rele nieje vyvijany potrebny tlak. Ak sa jedna o aplikaciu 24/7 fakt by som hladal inu cestu ako pouzitie rele. Dnes je vela inych moznosti. No ak inej moznosti nieje odporucam zachovat vsetky parametre od vyrobcu.

[jirka.jirka.]

Z vlastnej skusenosti viem ze pri tomto sposobe spinania rele, sa nemozes spolahnut na katalogove udaje/maximalny spinany prud/, nakolko na spinacie kontakty rele nieje vyvijany potrebny tlak. Ak sa jedna o aplikaciu 24/7 fakt by som hladal inu cestu ako pouzitie rele. Dnes je vela inych moznosti. No ak inej moznosti nieje odporucam zachovat vsetky parametre od vyrobcu.

Úplně nevím o čem mluvíš. Ale já mám v plánu splnit katalogové údaje.
24vdc pro sepnutí kontaktu, 0.4*Un pro hold. Tak úplně nevím co myslíš.

Proto prosím víc info. Neboj se rozepsat. Klidně napiš i tvoje řešení. Třeba bude vhodné a zalíbí se mi.

[miso156]

Vzhladom ze si pisal ze ti ide o spotrebu, tak ako urcite vies, so znizovanim cez tranzistor v linearnom rezime z 24v na 12v mas 50% energie v prdeli. Naviac musis riesit 24v uplne zbytocne.

Ja by som to riesil iba s 12v zdrojom, a kratku napatovu ihlu by som si vygeneroval cez pomocnu cievku L1. A to tak, ze ked by som sa rozhodol rele zopnut, tak:

1) Najskor zopnem M1 na par milisekund (podla velkosti L1) a naakumuloval by som si do nej energiu.
2) V momente ked M1 vypinam tak zopnem M2 a do kondenzatora C1 sa prida V1+energia cievky, teda klasicky jednorazovy boost. C1 by tam nemusel byt, avsak krasne zatlmi cievkovy flyback a taktiez podrzi zvysene napatie na cievke rele na dlhsiu dobu.
(Je dobre, ked M1 vypinas aby bol M2 uz zapnuty, v podstate sa mozu uz zacat zapinat sucastne).
(Cievka moze byt aj mensia a nabijat ju na vyssi prud, zalezi aky silny mas 12v zdroj. Potom musi byt nabijaci pulz samozrejme kratsi).
(Velkostou C1 si nastavis, ci chces vyssie napatie na cievke rele na kratsi cas, alebo nizsie napatie na dlhsi cas. )
3) Ked sa rozhodnes rele vypnut, tak iba odpojis M2.

Su to suciastky naviac, ale spotrebovo je to kdesi inde, blizke 100%. Ak mas k disozicii MCU, tak pre teba nemoze byt problem taketo pulzy vytvorit.

(Btw, ak nemas rad cievky, existuje aj riesenie cez iba konenzator - jednorazova pumpa, ak chces tak prezradim)

Edit: Zabudol som napisat, ze M2 sa da prehodit na low-side a vyhnes sa tretiemu pomocnemu bipolaru:

[Miko6005]

Nenapisal si v akej aplikacii ma to rele pracovat a ja som si ihnes prectavoval ten najhorsi mozny scenar otrasy, vybracie a teplotu. Ja som v tom DS preskocil ihned na "coil specification" pricom U min je 16.8V co od tvojho x0.4 je este o 7.2V menej.
"Application Note from TE connectivity DC Relay Coil Power Reduction Options" o tom pojednava nasledovne:

Depending on how low the “hold” voltage for that relay is and
the ambient temperature variation, the designer must ensure
that the “hold” voltage is high enough to accommodate the
shock and vibration level expected in the application and that
the armature remains seated.

Takze odorucam pozriet si aj aplikacny notes a netreba brat do uvahy iba vybracie a otrasy ale este aj teplotu. A poukazoval som na to ze riadit nieco 24/7 pomocou rele sa uz v dnesnej dobe nemusi. Ale neviem kde to bude aplikovane a ci to bude spinat sto krat alebo desat za 24 hodin.

[jirka.jirka.]

Co to má spínat: Spínat to má nějaké počítače nebo klimatizaci (ne na přímo, ale takto to chce zadavatel). Tzn. jednou se sepne a drží. Na otřesy zařízení trpět nebude, ale teploty ano. Žádné časté cvakání relátek.

Ani tak moc nejde o spotřebu, jako o životnost. Protože se ukázalo, že relátka často jdou do kopru, pokud jsou namáhány naplno, tzn. není využit onen hold state nebo jak to nazvat.

Proč relátka? Je to proto, že je galvanicky oddělené a můžu spínat poměrně velké proudy (ale to je zase kapitola sama pro sebe).´

Možné ještě jedno řešení.

[Dolfi]

24vdc pro sepnutí kontaktu, 0.4*Un pro hold. Tak úplně nevím co myslíš.

Na toto ti neodpovedali. Ak dovolíš, tak skúsim ja. Pri návrhu relátka určite konštruktér počítal so všetkými toleranciami vo výrobe, zmenami teploty, otrasmi a podobne a navrhol budenie s takou rezervou, že eliminoval všetky tieto faktory. Preto, ak znížiš budenie relátka, (ampérzávity), tak tá sila príťahu je nižšia a relátko nemusí spĺnať katalógové parametre. (Napríklad, max. dovolený prúd cez kontakt môže byť podmienený určitou silou prítlaku, ktorá nie je zaistená. Naviac, kontakty sú umiestnené pružne a pri zopínaní sa otierajú = čistia sa. Tento pohyb môže byť kratší a podobne). Z toho logicky vyplýva, že čím je zníženie budenia menšie, tým sa tieto negatívne skutočnosti menej prejavia. Určite sa dá nájsť kompromis pre zníženie napätia, povedzme na 70% menovitého, kedy to relátko bude mierne šetrené a bude mať (takmer) katalógové parametre ...

[budvar10]

Presne tak, ako píše Dolfi. Potom by som šiel skôr do bistabilného relé.

[Amaterr]

asi na ten kompromis ..