- Komponen yang Diperlukan untuk Membina Relay Keadaan Pepejal
- Relay Keadaan Pepejal menggunakan TRIAC - Circuit Diagram
- Bagaimana ACS TRIAC (ASCT) Berfungsi?
- Solid State Relay menggunakan TRIAC - PCB Design
- Memesan PCB dari PCBWay
- Memasang Relay Keadaan Pepejal
- Pengaturcaraan ESP8266 untuk mengawal Relay Keadaan Pepejal kami
- Menguji Relay Keadaan Pepejal kami
Relay adalah biasa di banyak litar pensuisan di mana mengawal (menghidupkan atau mematikan) beban AC diperlukan. Tetapi kerana ciri elektromekanik, relay mekanikal mempunyai jangka hayat, dan juga hanya boleh menukar status beban dan tidak dapat melakukan operasi pensuisan lain seperti peredupan atau kawalan kelajuan. Selain itu, geganti elektromekanik juga menghasilkan bunyi klik dan percikan voltan tinggi apabila beban induktif besar dihidupkan atau dimatikan. Anda boleh melihat artikel mengenai Kerja Relay untuk mengetahui lebih lanjut mengenai relay, pembinaannya, dan jenisnya.
Alternatif terbaik untuk geganti elektromekanik adalah geganti keadaan pepejal. Relay keadaan pepejal adalah sejenis relay berasaskan semikonduktor yang boleh digunakan sebagai pengganti relay elektromekanik untuk mengawal beban elektrik. Ia tidak mempunyai gegelung dan oleh itu tidak memerlukan medan magnet untuk beroperasi. Ia juga tidak mempunyai mata air atau kontak mekanikal sehingga tidak ada keausan dan dapat beroperasi pada arus rendah. Relay keadaan pepejal ini sering dikenali sebagai SSR menggunakan semikonduktor yang mengawal fungsi ON-OFF beban serta boleh digunakan untuk mengawal kelajuan motor dan juga redup. Kami juga telah menggunakan peranti keadaan pepejal seperti TRIAC untuk mengawal kelajuan motor dan untuk mengawal intensiti Cahaya beban AC dalam projek sebelumnya.
Dalam projek ini, kita akan membuat Solid-State Relay menggunakan satu komponen dan kita akan mengawal beban AC dalam operasi 230VAC. Spesifikasi yang digunakan di sini terhad, kami telah memilih 2A Beban untuk dikendalikan menggunakan Solid-State-Relay ini. Tujuannya adalah untuk membina PCB padat untuk relay keadaan pepejal yang dapat dihubungkan dan dikendalikan secara langsung dengan pin GPIO 3.3V Nodemcu atau ESP8266. Untuk mencapai itu, kami telah membuat papan PCB kami dari PCBWay dan kami akan memasang dan menguji perkara yang sama dalam projek ini. Oleh itu mari kita mulakan !!!
Komponen yang Diperlukan untuk Membina Relay Keadaan Pepejal
- PCB
- ACST210-8BTR
- Perintang 330R ΒΌ Watt
- Blok Terminal (300V 5A)
- 0805 LED dengan warna apa pun
- Perintang 150R
Relay Keadaan Pepejal menggunakan TRIAC - Circuit Diagram
Komponen utama adalah ACS Triac atau ACST untuk jangka pendek. Nombor bahagian ACST ialah ACST210-8BTR. Walau bagaimanapun, perintang R1 digunakan untuk menyambungkan mikrokontroler atau litar sekunder (litar kawalan) GND dengan AC Neutral. Nilai perintang boleh menjadi antara 390R-470R atau boleh digunakan lebih sedikit daripada itu.
Untuk maklumat lebih lanjut mengenai kerja litar, ia dijelaskan dalam bahagian di bawah. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, komponen utama adalah T1, ACST210-8BTR. ACST adalah sejenis TRIAC dan juga dipanggil triode untuk arus ulang alik.
Bagaimana ACS TRIAC (ASCT) Berfungsi?
Sebelum memahami bagaimana ACST berfungsi, penting untuk memahami bagaimana TRIAC berfungsi. TRIAC adalah komponen elektronik tiga terminal yang mengalirkan arus ke kedua-dua arah ketika dipicu menggunakan gerbangnya. Oleh itu ia dipanggil triristor dua arah. TRIAC mempunyai tiga terminal di mana "A1" adalah Anode 1, "A2" adalah Anode 2, dan "G" adalah Gerbang. Kadang-kadang, ia juga disebut sebagai Anode 1 dan Anode 2 atau Terminal Utama 1 (MT1) dan Terminal Utama 2 (MT2). Sekarang, gerbang TRIAC perlu diberikan sejumlah arus dari sumber AC menggunakan Opto thyristor, misalnya, seperti MOC3021.
Tetapi, ACST sedikit berbeza dengan TRIAC biasa. ACST adalah sejenis TRIAC dari STMicroelectronics tetapi ia dapat dihubungkan secara langsung dengan unit mikrokontroler dan dapat dipicu menggunakan sejumlah kecil DC tanpa memerlukan optocoupler. Seperti di lembar data, ACST tidak memerlukan litar snubber juga untuk 2A Beban Induktif.
Litar di atas adalah gambaran litar aplikasi ACST. Garis adalah Talian LIVE 230VAC dan garis Neutral dihubungkan dengan pin biasa ACST. Perintang gerbang digunakan untuk mengawal arus keluaran. Walau bagaimanapun, perintang ini juga dapat digunakan pada garis Neutral dengan tanah atau dapat dihilangkan bergantung pada keluaran arus MCU.
Gambar di atas menggambarkan pinout ACST. Satu perkara yang menarik adalah, terdapat perbezaan antara pinout dengan TRIAC standard dan TRIAC ACS. Pinout TRIAC standard ditunjukkan di bawah untuk perbandingan, ia adalah pinout TRIAC BT136.
Seperti yang kita lihat, bukannya T1 dan T2 (Terminal 1 dan Terminal 2), ACST mempunyai pin Keluar dan Umum. Pin biasa perlu dihubungkan dengan pin ground mikrokontroler. Oleh itu, ia tidak bertindak sebagai dua arah seperti TRIAC. Beban harus dihubungkan secara bersiri dengan ACST.
Solid State Relay menggunakan TRIAC - PCB Design
PCB direka dalam ukuran 24mm / 15mm. Heatsink yang mencukupi disediakan di seluruh ACST menggunakan lapisan tembaga. Walau bagaimanapun, Gerber yang dikemas kini untuk PCB ini disediakan dalam pautan di bawah. Gerber dikemas kini selepas ujian kerana terdapat beberapa kesalahan reka bentuk.
Semasa ujian, PCB ukuran yang sama dengan litar yang berbeza digunakan di mana peruntukan MOC3021 diberikan tetapi kemudian dikeluarkan di Gerber yang dikemas kini.
Reka bentuk PCB yang lengkap termasuk fail Gerber dan skema boleh dimuat turun dari pautan di bawah.
- Muat turun fail Gerber dan Reka Bentuk PCB untuk Solid State Relay
Memesan PCB dari PCBWay
Sekarang setelah menyelesaikan reka bentuk, anda boleh terus memesan PCB:
Langkah 1: Masuk ke https://www.pcbway.com/, daftar jika ini pertama kali anda. Kemudian, pada tab Prototaip PCB, masukkan dimensi PCB anda, jumlah lapisan, dan jumlah PCB yang anda perlukan.
Langkah 2: Teruskan dengan mengklik butang 'Quote Now'. Anda akan dibawa ke halaman di mana untuk menetapkan beberapa parameter tambahan seperti jenis Papan, Lapisan, Bahan untuk PCB, Ketebalan, dan banyak lagi, kebanyakannya dipilih secara lalai, jika anda memilih parameter tertentu, anda boleh memilih di sini.
Langkah 3: Langkah terakhir adalah memuat naik fail Gerber dan meneruskan pembayaran. Untuk memastikan prosesnya lancar, PCBWAY mengesahkan apakah fail Gerber anda sah sebelum meneruskan pembayaran. Dengan cara ini, anda dapat memastikan bahawa PCB anda mesra fabrikasi dan akan menghubungi anda sebagai komited.
Memasang Relay Keadaan Pepejal
Selepas beberapa hari, kami menerima PCB kami dalam pakej yang kemas dan kualiti PCB baik seperti biasa. Lapisan atas dan lapisan bawah papan ditunjukkan di bawah.
Oleh kerana ini adalah kali pertama saya bekerja dengan ACST, semuanya tidak berjalan seperti yang saya nyatakan sebelumnya. Saya terpaksa membuat beberapa perubahan. Litar terakhir setelah membuat semua perubahan ditunjukkan di bawah. Anda tidak perlu risau tentang perubahan tersebut kerana perubahan tersebut sudah dibuat dan dikemas kini pada fail Gerber yang anda muat turun dari bahagian di atas.
Pengaturcaraan ESP8266 untuk mengawal Relay Keadaan Pepejal kami
Kodnya ringkas. Dua pin GPIO boleh didapati di ESP8266-01. GPIO 0 dipilih sebagai pin butang dan GPIO 2 dipilih sebagai pin Relay. Apabila pin butang dibaca, jika butang ditekan, relay akan mengubah keadaan ON atau OFF atau sebaliknya. Namun, untuk operasi tanpa masalah, kelewatan debounce juga digunakan. Anda boleh mengetahui lebih lanjut mengenai pemantauan beralih dalam artikel yang dipautkan. Oleh kerana kodnya sangat mudah, kami tidak akan membincangkannya di sini. Kod lengkap boleh didapati di bahagian bawah halaman ini.
Menguji Relay Keadaan Pepejal kami
Litar dihubungkan dengan ESP8266-01 dengan sumber kuasa 3.3V. Juga, Mentol 100 Watt digunakan untuk tujuan pengujian. Seperti yang anda lihat dalam gambar di atas, saya telah menghidupkan modul ESP kami dengan modul bekalan kuasa papan roti dan menggunakan dua butang untuk menghidupkan dan mematikan beban kami.
Apabila butang ditekan, Lampu dihidupkan. Selepas ujian, saya menyisipkan kedua-dua relay keadaan pepejal dan modul ESP826 ke papan tunggal untuk mencapai penyelesaian yang ringkas seperti yang ditunjukkan di bawah. Sekarang untuk tujuan demonstrasi, kami telah menggunakan butang tekan untuk menghidupkan muatan tetapi dalam aplikasi sebenarnya, kami akan menghidupkannya dari jauh dengan menulis program kami dengan sewajarnya.
Penjelasan lengkap dan video kerja dapat dilihat di pautan di bawah. Harap anda menikmati projek ini dan mempelajari sesuatu yang berguna, jika anda mempunyai sebarang pertanyaan, sila tinggalkan di bahagian komen di bawah atau gunakan forum kami untuk memulakan perbincangan mengenai perkara ini.