Gdzie logika, a gdzie przekaźnik?

przekaźnik, relay

Coraz częściej spotykamy się z automatyką domową, która bardzo ułatwia choćby wjazd z posesji w deszczowy dzień. Dzisiejszy artykuł został poświęcony elementowi, który jest łącznikiem logiki z wykonaniem konkretnego ruchu w elektronice.

Przekaźnik
Jest to przeważnie mały element układu, który pozwala przełączać duży prąd i napięcie różne od występującego w obwodzie elektrycznym. W zasadzie przekaźnik można nazwać mianem włącznika. Dla lepszego zrozumienia, do włączenia lampki na biurku musimy wykonać ruch i nacisnąć przełącznik (osobny artykuł w przyszłości). Nasz palec choć sam nie posiada ładunku elektrycznego sprawia, że źródło światła o napięciu 230V zaczyna świecić (o ile jest podłączone do zasilania). Na takiej samej zasadzie działa przekaźnik. Wróćmy jednak do jego budowy, a może wcześniej do tego gdzie możemy go spotkać w najbliższym otoczeniu.

Występowanie
AGD, zmywarka, lodówka, klimatyzator, pralka. Sterownik, który jest jedną z najdroższych części AGD, poza układem scalonym (poświęcimy na to zagadnienie osobny artykuł), posiada wyjście sterujące cewką przekaźnika. Sterownik wysyła niskie napięcie DC z odpowiedniego wyjścia, które uruchamia, poprzez przekaźnik, silnik AC 230V. Dlaczego? Ponieważ w razie zwarcia, lub uszkodzenia obudowy nie mamy bezpośredniej styczności z wysokim napięciem, a jedynie z napięciem rzędu 12V.

Samochód, za każdym razem kiedy przekręcony zostaje kluczyk w stacyjce układ elektryczny korzysta z pomocy przekaźnika. W tym przypadku spotyka się odmienną sytuację niż we wcześniej opisanym przykładzie. W samochodach osobowych, instalacja elektryczna opiera się na akumulatorze 12V oraz alternatorze, napędzanym przez pasek rozrządu silnika. W ciężarówkach 24V. Jaka jest rola przekaźnika? Mamy do czynienia z niskim napięciem DC, dlatego użytkownik jest bezpieczny, ale w przypadku samochodu chodzi o przełączanie bardzo dużego prądu rzędu 200A i więcej. Zaglądając w miejsce montażu akumulatora w swoim pojeździe można zauważyć spory przekrój przewodów. Wyobraźmy sobie sytuację w której te spore przewody mamy przy kierownicy, ponieważ nie mamy przekaźników. Byłoby ciasno. Dlatego od stacyjki do przekaźnika prowadzi przewód o małym przekroju, a dopiero za przekaźnikiem prowadzone są grube przewody łączące akumulator z rozrusznikiem, tylko na moment zapłonu.

Kolejny rodzaj jaki możemy spotkać w najbliższym otoczeniu, to stycznik. Styczniki są najczęściej wykorzystywane do przełączania olbrzymich napięć czasem liczonych w kV i zdolnych do przełączania prądu o wartości rzędu tysięcy amperów. Styczniki są wykorzystywane do uruchamiania dużych (za falownikiem) silników oraz olbrzymich instalacji oświetleniowych, np. oświetlenie uliczne.

Parametry i budowa
Przekaźnika elektromagnetyczny składa się z cewki (czerwony), kotwicy (zielony) oraz przynajmniej jednej pary styków (pomarańczowy). Kolory w nawiasach odnoszą się do zdjęcia w nagłówku, które przedstawia uproszczony model elementów przekaźnika. Na końcu artykułu znajduje się tabelka z parametrami przekaźników.

Rodzaje
Główny podział to przekaźniki zatrzaskowe i niezatrzaskowe. Ich działanie przypomina włącznik monostabilny (dzwonkowy) i bistabilny (brak stałej pozycji wyjściowej).

Rodzaj V cewka (sterowanie) V styk (przełączanie) A styk (przełączanie)
Kontaktronowe 5V (THT do 24V) do 100V 0,25A (THT do 1A)
Małosygnałowe 5V do 24V do 100V do 3A
Przemysłowe do 48VDC / 125VAC do 250VAC do 250V do 30A
Samochodowe 12V/24V 12V/24V do 5A
Czasowe 2VDC-24VDC / 24VAC / 125VAC-250VAC do 250V do 20A

Podsumowanie
Edward Davy - wynalazca przekaźnika - wykorzystał przekaźnik do przesyłu informacji poprzez telegraf. Rola przekaźników praktycznie się nie zmieniła, inaczej wyglądają jedynie dane na których operują. Kiedyś to był alfabet morsa, teraz mikro-kontroler, poprzez program, przekazuje informacje przekaźnikiem do urządzeń wykonawczych. Ciekawym przykładem jest komputer który od 60 lat pracuje bez przerwy dla firmy Fujitsu, jest to komputer przekaźnikowy, czyli cała logika komputera jest oparta na przesunięciach bitów poprzez przekaźnik. Kolejna fala popularności przekaźników spowodowana jest ich stosunkowo niską ceną i szerokim spektrum zastosowania, które doceniają amatorzy arduino, raspberry pi oraz wszyscy którzy korzystają z automatyki domowej.

Dodaj komentarz

Filtered HTML

  • Adresy internetowe są automatycznie zamieniane w odnośniki, które można kliknąć.
  • Dozwolone znaczniki HTML: <a> <em> <strong> <cite> <blockquote> <code> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd>
  • Znaki końca linii i akapitu dodawane są automatycznie.

Plain text

  • Znaczniki HTML niedozwolone.
  • Adresy internetowe są automatycznie zamieniane w odnośniki, które można kliknąć.
  • Znaki końca linii i akapitu dodawane są automatycznie.