Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Relpol
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Sterowanie przekaźnikiem bistabilnym

armant 09 Lut 2015 15:02 3054 10
  • #1 09 Lut 2015 15:02
    armant
    Poziom 8  

    Realizowane zadanie - sterowanie urządzeniami elektronicznymi wszelkiego rodzaju za pomocą mikrokontrolera. Z uwagi na pożądaną uniwersalność sterownika przyjąłem następujące założenia:

    Magistrala I2C (najprawdopodobniej wykorzystam PCA8574).

    Napięcie sterujące przekaźnika 5 lub 12V.
    Z I2C da się osiągnąć 5V, ale że w moim systemie mikrokontrolera mam łatwo dostępne napięcie 12V, to chyba lepszym rozwiązaniem będzie 12V. Tak czy inaczej przekaźnik wysterować trzeba za pośrednictwem tranzystorków, więc konstrukcyjnie różnica pomiędzy 5 a 12V jest praktycznie żadna, a, na ile się zdążyłem zorientować, zdecydowanie łatwiej jest dostać przekaźniki sterowalne 12V. Jeśli się mylę w tej kwestii, proszę o sprostowanie mojego toku rozumowania.

    Przekaźnik bistabilny.
    I tu mam główny problem. Zależy mi bowiem na tym, żeby przekaźnik mógł sterować zarówno niskonapięciowymi systemami stałoprądowymi (5V, 12V, 24V) jak i zwykłymi urządzeniami AGD/RTV (zmienne 230V) - jednym słowem: uniwersalność pełną gębą. W związku z tym mam następujące pytania:

    1. Przekaźnik jedno czy dwucewkowy?
    Znam podstawowe różnice tj. fakt, iż przekaźnik dwucewkowy potrzebuje większego prądu sterującego, a jednocewkowy z kolei wymaga zbudowania mostka do zmiany polaryzacji cewki i ma przez to większe spadki napięcia. Ale są to praktycznie mało istotne kwestie (przynajmniej mi się tak wydaje) przy zastosowaniu sterowania tranzystorkiem z 12V. Są jakieś inne kwestie wyraźnie przemawiające za wyborem jednego lub drugiego rozwiązania? Wolałbym zastosować przekaźniki dwucewkowe bowiem miałbym wtedy w miarę prosty i uniwersalny układ płytki, który mógłbym ewentualnie wykorzystać do sterowania przekaźnikami monostabilnymi (przy mostku tranzystorowym już tak łatwo podłączyć monostabilnych przekaźników się nie da).

    2. Prąd stały/zmienny?
    Czy przekaźniki są w tej kwestii uniwersalne tzn. funkcjonują zarówno z prądem stałym jak i zmiennym? Jak patrzyłem na datasheet kilkunastu przekaźników bistabilnych o sensownych mocach przełączania, to we wszystkich są opisane tylko parametry VAC - to oznacza, iż nie będą działały z prądem stałym?

    Może ktoś orientuje się w temacie przekaźników i mógłby polecić jakiś bistabilny dwucewkowy przekaźnik sterowany 12V (lub 5V) z możliwością załączania obwodów prądu stałego (5V, 12V, 24V) i zmiennego (230V), przy czym żeby to nie był przekaźnik o maksymalnej mocy łączeniowej na poziomie 30W (bo nawet telewizora tym nie włączę) i najlepiej aby był w jakiejś niewielkiej obudowie z możliwością montażu na płytce PCB.

    0 10
  • Relpol
  • #2 09 Lut 2015 16:01
    Keram480
    Poziom 16  

    Swój układ zasilisz na pewno napięciem 5V więc potrzebujesz drugiego napięcia 12V. Każdy przekaźnik o napięciu zasilania 12V oraz obciążalności styków 250V np: 8A będzie spełniał twoje wymagania. Możesz np: zastosować przekaźniki bistabilne z serii RMB841 i RMB851 firmy Relpol. Jest to wersja jednocewkowa więc sterowanie odbywa się poprzez podanie 12V i załączenie albo zwarcie do masy. Przekaźnik podłączasz szeregowo z kondensatorem który zapewni ci przeciwne zasilanie potrzebne do wyłączania przekaźnika lub też musisz zapewnić zasilacz z napięciem ujemnym 5 - 12V . Są też produkowane wersje dwucewkowe i chyba taka wersja będzie dla ciebie prostsza do wysterowania poprzez dwa wyjścia ze swojego układu.

    0
  • #3 09 Lut 2015 16:36
    retrofood
    Moderator

    armant napisał:
    z możliwością załączania obwodów prądu stałego (5V, 12V, 24V) i zmiennego (230V),
    Jednocześnie? Niemożliwe.

    0
  • #4 09 Lut 2015 16:51
    armant
    Poziom 8  

    Keram480 napisał:
    Swój układ zasilisz na pewno napięciem 5V więc potrzebujesz drugiego napięcia 12V.
    To nie stanowi żadnego problemu - jak już wspomniałem, w systemie mam dostępne 12V (cały system jest zasilany 12V, z których poprzez stabilizator dostaję 5V dla scalaków).

    Keram480 napisał:
    Każdy przekaźnik o napięciu zasilania 12V oraz obciążalności styków 250V np: 8A będzie spełniał twoje wymagania.
    Takich przekaźników znalazłem dziesiątki, ale żaden z nich w datasheet nie ma ani słowa o obciążalności styków dla napięcia stałego. Tak więc nie mam pewności czy taki przekaźnik przeznaczony do 250VAC zadziała mi w przypadku prostego układu 5VDC.

    Keram480 napisał:
    Możesz np: zastosować przekaźniki bistabilne z serii RMB841 i RMB851 firmy Relpol. Jest to wersja jednocewkowa więc sterowanie odbywa się poprzez podanie 12V i załączenie albo zwarcie do masy. Przekaźnik podłączasz szeregowo z kondensatorem który zapewni ci przeciwne zasilanie potrzebne do wyłączania przekaźnika lub też musisz zapewnić zasilacz z napięciem ujemnym 5 - 12V . Są też produkowane wersje dwucewkowe i chyba taka wersja będzie dla ciebie prostsza do wysterowania poprzez dwa wyjścia ze swojego układu.

    Relpol jest akurat jedynym producentem, którego znalazłem, podającym parametry przekaźników zarówno dla VAC jak i VDC. Jedynym mankamentem jest fakt, iż są to przekaźniki jednocewkowe, a więc musiałbym budować dla nich mostek tranzystorowy:
    Sterowanie przekaźnikiem bistabilnym
    Opcja z szeregowo wpiętym kondensatorem odpada, gdyż kondesator zrobiłby z tego przekaźnika przekaźnik monostabilny...

    retrofood napisał:
    armant napisał:
    z możliwością załączania obwodów prądu stałego (5V, 12V, 24V) i zmiennego (230V),
    Jednocześnie? Niemożliwe.
    No bez przesady - aż takim laikiem w kwestii elektroniki nie jestem ;) Chodzi mi o to, żeby zlutowany układ z przekaźnikiem był uniwersalny i można go było używać do włączania obwodów VAC lub VDC.

    0
  • Relpol
  • #5 10 Lut 2015 09:23
    Keram480
    Poziom 16  

    Oprucz Relpol masz w TME jeszcze ....... Producent: ZETTLER Oznaczenie producenta: AZ850P2-12.
    Przekaźnik dwucewkowy 12 V, ale jest też wykonanie na AZ850P2-5 na 5V
    Obciążalność styków tylko 125V AC 2A lub 30V DC 1A. ale 250V też wytrzyma tylko mniejszą liczbę załączeń.
    Po drugie przekaźnik dwu-cewkowy zawsze możesz wykorzystać tylko do sterowania innego przekaźnika astabilnego który będzie posiadał większą obciążalność.
    Po trzecie każdy przekaźnik posiada zdolność załączania prądów AC i DC tylko napięcie stałe jest znacznie mniejsze. Dla wyźszych napięć i prądów DC przekaźniki mają specjalną konstrukcję wraz z gasikami powstającego w takim przypadku łuku elektrycznego.
    Z tego też powodu lepiej zastosuj AZ850P2-5 tylko do załączania innego przekaźnika astabilnego z większą ilością styków które będziesz wykorzystywał do załączania Ac i DC, natomiast zawsze możesz zwiększyć obciążalność poprzez wykorzystanie dwóch lub więcej par styków.

    0
  • #6 13 Lut 2015 22:23
    czasnagli
    Poziom 16  

    armant, napisz co wymyśliłeś, ponieważ też mam podobny problem.

    0
  • #7 16 Lut 2015 11:44
    armant
    Poziom 8  

    Na chwilę obecną wymyśliłem niewiele - nie miałem za bardzo czasu, aby się tym projektem zajmować.

    Cały problem rozbija się u mnie o jedną kwestię - uniwersalność. Nie chcę się ograniczać do jednego producenta i jednego typu przekaźników, ergo muszę zastosować najbardziej popularną obudowę:
    Sterowanie przekaźnikiem bistabilnym
    Przekaźniki bistabilne dwucewkowe w tej obudowie wyglądają następująco:
    Sterowanie przekaźnikiem bistabilnym
    Przy czym wspólnym dla obu cewek wyprowadzeniem jest zawsze nóżka środkowa. Pomijam tu już fakt, iż nie jest to w żaden sposób standaryzowane i u jednego producenta wspólnym wyprowadzeniem jest "-", a u drugiego "+" przez co o jakiejkolwiek uniwersalności płytki w tej materii możemy zapomnieć. Poważniejszym problemem jest to, iż użycie środkowej nóżki jako wspólnego wyprowadzenia automatycznie eliminuje mi możliwość zamontowania w to miejsce przekaźnika monostabilnego bez zmiany konfiguracji ścieżek - a to już jest dla mnie nie do przyjęcia.
    Dlatego też, z uwagi na zakładaną uniwersalność płytki drukowanej, najprawdopodobniej zdecyduję się na przekaźniki jednocewkowe i dla każdego będę budował mostek tranzystorowy:
    Sterowanie przekaźnikiem bistabilnym
    W sumie poza bardziej skomplikowanym prowadzeniem ścieżek sam układ jest raczej banalny - wymaga zastosowania sieci 8 tranzystorów NPN (np. ULN2803) i 8 tranzystorów PNP (tu już będą potrzebne dwa scalaki, bo nie spotkałem się z siecią 8 tranzystorów PNP w jednym scalaku). Ewentualnie (co wydaje się lepszą opcją ze względu na uproszczenie prowadzenia ścieżek) użyję gotowych mostków H (np. SN754410). Do tego przydałyby się jeszcze jakieś diody zabezpieczające przed szpilkami i to wszystko.
    Jak znajdę dzisiaj po południu trochę czasu to postaram się taki układzik wstępnie rozrysować.

    0
  • #9 17 Lut 2015 11:19
    czasnagli
    Poziom 16  

    armant napisał:
    Na chwilę obecną wymyśliłem niewiele - nie miałem za bardzo czasu, aby się tym projektem zajmować.

    Cały problem rozbija się u mnie o jedną kwestię - uniwersalność. Nie chcę się ograniczać do jednego producenta i jednego typu przekaźników, ergo muszę zastosować najbardziej popularną obudowę:
    Sterowanie przekaźnikiem bistabilnym
    Przekaźniki bistabilne dwucewkowe w tej obudowie wyglądają następująco:
    Sterowanie przekaźnikiem bistabilnym
    .

    Jakie modele przekaźników są na powyższych rysunkach?

    0
  • #10 17 Lut 2015 12:44
    armant
    Poziom 8  

    L_M napisał:
    Przekaźniki z jedną cewką są przekaźnikami impulsowymi np,RMB841 firmy Relpol o czasie trwania impulsu od 15ms/1min.max.Mam też wypróbowany sposób sterowania z 2 tranzystorami NPN i 2 rezystorami.
    Jedna z wariacji mostka H - z mojego punktu widzenia (uniwersalność) posiada ona dwie bardzo poważne wady:
    1. Zastosowanie rezystora zamiast tranzystora mocno obniża napięcie na cewce przekaźnika. RMB841 wysterujesz takim napięciem, ale w przypadku wielu innych przekaźników z nominalnym napięciem cewki 12V będzie to nieosiągalne.
    2. Wysterowując jeden z tranzystorów w celu uzyskania "0" na wyprowadzeniu przekaźnika de facto zwierasz zasilanie poprzez rezystor 56R do masy - ergo zupełnie niepotrzebnie obciążasz zasilacz. W przypadku przekaźników bistabilnych ma to niewielkie znaczenie (krótki impuls) ale w przypadku zamontowania w tym miejscu przekaźnika monostabilnego już staje się to zwykłym marnowaniem energii.

    Pogłówkowałem trochę dzisiaj nad tym projektem i wydaje mi się, że najlepszym rozwiązaniem będzie zastosowanie gotowych mostków H do sterowania przekaźnikami. Taki np. L293DD (do kupienia za ok. 7PLN) posiada w jednym scalaku SO20 dwa kompletne mostki H w dodatku wyposażone w diody. Czyli de facto cały układ będzie się składał z trzech scalaków (PCA8574 + 2xL293DD), czterech przekaźników i kilku kondensatorków na obu napięciach zasilających - szczyt prostoty...

    0
  • #11 17 Lut 2015 19:36
    L_M
    Poziom 32  

    armant napisał:
    Zastosowanie rezystora zamiast tranzystora mocno obniża napięcie na cewce przekaźnika. RMB841 wysterujesz takim napięciem, ale w przypadku wielu innych przekaźników z nominalnym napięciem cewki 12V będzie to nieosiągalne.

    To rozwiązanie stosuje wyłącznie w przypadku przekaźników bistabilnych jedno cewkowych
    sterowanych impulsem gdzie straty na oporniku nie mają istotnego znaczenia a cewka przekaźnika jest na 5V, zaś sterowanie przekaźników mono stabilnych mostkiem H mija się z celem.

    0