Простые схемы управления реле, включение и отключение транзистором и кнопкой

Реле имеет очень большую историю применения в радиоэлектронике. Несмотря на то, что сегодня «думать» поручают не реле, а суперсложным чипам, первые продолжают жить и занимают заметную нишу в схемотехнике. Предлагаю несколько простых и эффективных схем управления реле.

Универсальный релейный исполнительный модуль

Рассмотрим простой модуль, позволяющий, например, переключать напряжение электросети 220В посредством сигнала большинства электронных систем. Принципиальная схема модуля управления реле представлена ​​на следующем рисунке.

Исполнительным элементом системы является реле, управляемое транзистором Т1. Светодиод LED1 информирует о том, что реле включено, при этом его включение определяется появлением положительного сигнала на входе S разъема CON1. Реле также может управляться непосредственно с разъема CON2.

В схеме управления реле, параллельно его обмотке, всегда включают диод (D1). Его функция состоит в том, чтобы гасить всплески ЭДС самоиндукции катушки, возникающие при переключениях. Тем самым управляющий транзистор защищается от пробоя высоким напряжением.

Устройство собрано на печатной плате размерами 60х98 мм. В опытном образце используется реле с катушкой постоянного тока 12 В, с допустимым током нагрузки контактов 16 А при напряжении переменного тока 220 В.

Перечень элементов:

  • R1- 4,7 кОм;
  • R2- 10 кОм;
  • R3- 1 кОм;
  • LED1 — светодиод;
  • D1 — 1N4148;
  • Т1 — BC547;
  • PК1 — RM83P12(5), RM96P12(5) или аналогичное;
  • F1 — предохранитель.

Простая схема управления реле 12 В

Эта схема подключения реле, по сути, повторяет предыдущую. Она менее универсальна, зато умещается на плате меньших размеров и подключается через два разъема.

Параметры устройства:

  • напряжение питания – 12 В;
  • потребляемый ток 45 мА;
  • коммутируемая нагрузка – 5 A при напряжении 220 В;
  • сигнал управления – 2-15 В;
  • светодиодная индикация состояния реле;
  • размеры платы 27 x 70 мм.

Одноканальная схема подходит для реализации различных проектов. Устройство позволяет управлять мощной нагрузкой, питающейся относительно высоким напряжением, с помощью слабого низковольтного сигнала постоянного тока. Размещение элементов на плате управления представлено на картинке.

Топология печатной платы на 1 канал представлена на рисунке ниже.

Драйвер управления двумя реле

Простой исполнительный модуль, позволяющий переключать, например, напряжение электросети 220 В с помощью сигнала с платы микроконтроллера или таймера. Принципиальная схема модуля на 2 реле представлена ​​на рисунке ниже.

Исполнительными элементами системы являются реле, управляемые транзисторами Т1 и Т2. Светодиоды LED1 и LED2 сигнализируют о подаче питания на катушку реле, а ее срабатывание определяется появлением отрицательных сигналов на входах IN1…IN2 разъемов Х1 и Х2.

Модуль на 2 канала собран на печатной плате размерами 60х86 мм. В опытном образце использованы реле на 5 Вольт с допустимым током нагрузки 10 А при напряжении 230 В переменного тока.

Перечень элементов:

  • R1…R4 — 1 кОм;
  • D1, D2 — 1N4148;
  • Т1, Т2 — BC557;
  • LED1, LED2 — светодиоды;
  • РК1, РК2 — JQC3FF/5-1ZS или аналогичные;
  • OUT1, OUT2 — разъем ARK3/5 мм;
  • CON1, CON2 — разъем ARK2/3,5 мм.

Схема включения и выключения реле кнопкой без фиксации

Многие электронные устройства удобно включать и выключать одной кнопкой, причем, без фиксации. Простая схема, представленная ниже, работает от кнопки с одной группой контактов. Алгоритм работы схемы следующий.

В исходном состоянии при наличии питающего напряжения емкость С1 заряжается через цепь R1, К1.1. Если нажать кнопку S1, то через ее контакты и резистор R1 напряжение поступит на обмотку реле. Оно включится и встанет на самоблокировку через контакты К1.1 и R1. Во время переключения контактов реле его питание обеспечивается разрядом конденсатора С1 через замкнутые контакты кнопки S1.

Далее происходит разряд С1 через сопротивление резистора R2. Нажатие кнопки S1в этой ситуации приводит к шунтированию обмотки реле резистором R2 и разряженным конденсатором С1. Ток, протекающий через параллельно включенные элементы К1, С1, R2 вызывает значительное падение напряжения на резисторе R1. Напряжение на катушке реле падает, и оно отключается. Схема вернулась в начальное положение.

В рассматриваемом примере напряжение питания составляет 12 В. При изменении напряжения питания и, в зависимости от тока, потребляемого реле, сопротивление резистора R1 может быть другим. Его нетрудно подобрать в результате практической проверки работы устройства, добиваясь устойчивого включения и выключения реле. Номиналы элементов R1 и C1 обеспечивают задержку порядка 150 мс, что обеспечивает надежную работу широкого спектра реле.

В практическом применении следует учесть некоторые особенности схемы:

  • необходимо реле с минимум двумя группами контактов;
  • в исходном состоянии устройство потребляет ток 30 мА при напряжении питания 12 В;
  • при включенном реле потребление определяется номинальным рабочим током его катушки.

Управление одной кнопкой и транзистором

Следующая схема также работает от кнопки с одной группой контактов, без фиксации. Применение транзистора несколько улучшило параметры устройства, и в исходном состоянии оно потребляет заметно меньший ток. При этом остается необходимость использования реле не менее, чем с двумя группами контактов. Алгоритм работы схемы следующий.

В исходном состоянии, при наличии напряжения питания, нажатие кнопки SB1 приводит к отпиранию транзистора VT1 током разряда емкости С1. (Разумеется, конденсатор уже успел зарядиться при подаче питания на устройство.) В результате включается реле К1 и обеспечивает самоблокировку, подавая контактами К1.1 отпирающее напряжение на базу транзистора.

После размыкания контактов кнопки SB1 конденсатор не получает питание и быстро разряжается через элементы VD1, R1. Теперь, при нажатии SB1, напряжение на базе VT1 упадет в результате заряда С1 через R4. Транзистор закроется, реле отключится, и схема вернется в исходное состояние.

Выбор и замена комплектующих

Практически все схемы управления реле достаточно просты, однако в каждом конкретном случае выбирается то или иное электромагнитное реле, и здесь не все однозначно. Важно, чтобы пара реле и управляющий транзистор правильно сочетались. При этом следует учитывать как напряжение питания схемы управления, так и коммутируемую нагрузку.

Начнем с последнего. Необходимо выбирать электромагнитное реле, исполнительные контакты которого имеют максимальный ток нагрузки, превышающий минимум в два раза ток, потребляемый управляемым прибором. При этом номинальное напряжение питания катушки реле должно соответствовать напряжению питания схемы управления, например, 5, 12, 24 В и т. д.

После выбора реле по вышеуказанным параметрам следует выяснить номинальный ток питания его катушки. Исходя из этого значения, можно подобрать транзистор, максимальный ток коллектора которого минимум в два раза превышает ток питания реле. Обычно это низкочастотные биполярные транзисторы средней мощности из серии КТ502, КТ503, КТ814, КТ815, КТ817 и пр. При этом максимальное рабочее напряжение транзистора должно быть минимум в два раза выше напряжения питания схемы управления реле.

Параметры всех радиоэлементов широко представлены в сети и выясняются быстро и просто. Остается пожелать удачи!

Оцените статью:
1 балл из 52 балла из 53 балла из 54 балла из 55 баллов из 5
Loading...Loading...
Поделитесь с друьями!
Своими руками: от поделок в саду до строительства дома
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: