Fórum témák

» Több friss téma
Cikkek » Nulláról a robotokig - PIC Mikrovezérlők II rész
Nulláról a robotokig - PIC Mikrovezérlők II rész
Szerző: Topi, idő: Júl 3, 2007, Olvasva: 60149
Lapozás: OK   2 / 10

Olyan helyen ajánlatos normál reléket használni, ahol nem zavaró a kattogásuk be- és kikapcsolásnál, továbbá nem probléma egy tranzisztoros erősítő fokozat építése.

Reléknél figyeljünk oda, hogy a tekercs tulajdonságából eredendően, kikapcsoláskor nagy feszültséglökések keletkeznek, mindig az áram folyásával ellentétes irányban. Ezért szoktunk használni párhuzamosan áram iránnyal ellentétesen egy diódát, ami az ilyenkor keletkező áramot rövidre zárja.

Ám ez még ha nem elég, akkor van egy nagyon csúnya tulajdonsága a reléknek. Ez mégpedig nem más, mint ki és bekapcsoláskor a pogácsák szikráznak. Ezek egy statikusan és elektromosan is érzékeny processzoros rendszernél nagy odafigyelést igényelnek.

A relék használata ugyanakkor nagyon egyszerű és használható mind AC-n mind DC-n. Minden max áramra és max. feszültségre fogunk magunknak relét találni, sőt még a kapcsoló tekercs feszültségét is széles határok között választhatjuk. (3/5/6/12/24V)

230VAC-s (230V váltóáram - jelenlegi normál áramhálózati rendszer) eszköz kapcsolása esetén, főleg már 50W fölött találkozhatunk olyan jelenséggel, hogy bekapcsolásnál nagyon nagyot rúg a hálózaton egy eszköz. Lámpa vagy TV megvillan stb. Ez amiatt van, mert lehet hogy épp fázis végértéknél kaptuk el a színusz jelet. Ennek elkerülésére találták ki az SSR-eket, vagyis Solid State Relay-t - magyarul szilárdtest relé -, ami felépítésében és működésében egyáltalán nem hasonlít a relékre, de megvan az az előnyük, hogy null átmenetnél kapcsolnak. Vagyis mikor épp meg akar fordulni az áram, így elkerülhető nagy hálózati rúgás.
Ha ezt nagyon komolyan vesszük, akkor pl nagy toroidos erősítőbe is a lágyindítás helyett vagy annak kiegészítésére alkalmazhatunk szilárdtest relét, így nem csak előmágnesezzük a toroid gyűrűt, de még azt is pont null átmenetnél kezdjük meg.

Hagyományos relék bekötése

A hagyományos reléknél sok dolgunk nincs, mivel általában egy megfelelő áramú tranzisztorral ez megoldható. Mivel a relének mindegy, hogy a pozitív vagy negatív ágát kapcsoljuk, így használhatunk NPN és PNP tranzisztorokat is. Ám figyelni kell arra, hogy a PNP akkor kapcsol, mikor a bázisán nulla szint van, vagyis PNP esetén invertálni kell. De mivel tök mindegy milyen tranyót használunk ezért általában NPN tranzisztorokat szokás használni, mivel nem kell invertálni.

Mi a példánkban egy BC337-es NPN tranzisztort fogunk használni (Ez úgymond nagytestvére TO-92 tokozásban a régi elég kommersz BC182-nek. Árban és elődjénél majdnem tízszeres bétával (áram erősítés) rendelkezése miatt, nem nagy dolog váltani.

Tranzisztoros relé kapcsolásnál a kapcsolt körnél nem kell használni áram korlátozó ellenállást. De ennek ellenére a kapcsoló tranzisztor bázis áramát megfelelően kell választani. Amihez tudnunk kell a tranzisztor béta tényezőjét.

Nézzünk egy egyszerű 12V-os relé PIC kimenetről való kapcsolását.

Az nagy általánosságban igaz, hogy majdnem mindegy milyen kisáramú relét és megfelelő tranzisztort használunk, a 10K-s ellenállás elegendőnek szokott bizonyulni. De lássuk hogy lehet kiszámolni.

A BC337 adatlapja szerint 1V-on és 100mA-en 100-630 szoros a bétája (DC Gain current) vagyis áram erősítési tényezője. Hogy adott feszültségen mekkora az áram erősítési tényezője, az adatlapból kiolvasható.
Ezt azt jelenti, hogy ha 100mA-t akarsz kapcsolni 12V-on, akkor a 100mA-nek a 1/30-ad részét kell "befolyatni" a bázison. 120mA már egy átlagos relé max. áramfelvétele, tehát számolhatunk vele.
Ebből következik, hogy cirka 3mA-t kell befolyatni a bázisán. Alapul véve Ohm mester képletét: R = U (feszültség) /I (ellenálláson eső áram).

A tranzisztort ugye a FET-ekkel ellenétben árammal vezéreljük.

Tranzisztor bázis ellenállás számolás

Bázis ellenállás és tranzisztor választásnál vegyük figyelembe a következő pontokat.

  1. Számold ki a kapcsolandó eszköz (terhelés) áramfelvételét. Jelen esetben egy 100 Ω tekercs ellenállású 12V-os relé áramfelvételét az alábbi módon számold ki:
  2. A kapcsoló tranzisztor árama mindig legyen nagyobb a kapcsolandó eszköz áramfelvételénél
  3. Áram erősítési tényezője a tranzisztornak (hFE) ötször nagyobb legyen legalább mint a terhelés áramfelvétele osztva a max. vezérlő árammal.
  4. Válassz tranzisztort, mely megfelelő áramilag, feszültségileg, és áram erősítés szempontjából is.
  5. Néz ki az adatlapból, hogy a számolt áramfelvétel esetén, mekkora a Bétája a tranzisztornak. A BC337-nek az alábbi grafikon szerepel az adatlapjában:

    Keresd meg az áramnak megfelelő pozíciót (függőleges vonal) majd a vonal és a görbe metszéspontját vetítsd ki egy vízszintes vonallal, és máris megkapod az adott áramnál érvényes erősítési tényezőt. Így kapjuk a lentebb felhasznált 280-at.
  6. Számold ki az előtét ellenállást. Erre két képletet érdemes tudni. Ezt akkor használd, ha a kapcsolandó eszköz ugyan akkora feszültségen van mint a vezérlő eszköz, a másikat akkor mikor nem Az alap képlet:
     
    Ebben a képletben a következő jelölések vannak:
    Rb = Bázis ellenállás értéke
    VL = Terhelés működési feszültsége
    hFE = Áram erősítési tényező (DC Current gain)
    IL = Terhelés áramfelvétele
    RL = Terhelés ellenállása

    Amennyiben az üzemi feszültség és a vezérlő jel feszültsége megegyezik, használhatod ezt a leegyszerűsített képletet:

    Ezután válassz egy közeli szabvány értéket az E sorozatból. Most itt ebben az esetben jó, mert van 5,6 KOhm-os ellenállás, de ha 9,5-öt kapnál valamire, akkor választhatsz az E24-es sorozat szerint 9,1-et, vagy 10-et.
  7. Majd relé esetén válassz egy megfelelő védő diódát. Védi egyrészt magát a tranzisztort, de az egész áramkörödre is jó hatással van. Kikapcsolás esetén ha a PIC-el közös tápról járatnád az 5V-os relét, akkor akár 60V-os megjelenhet a tápon.

Ennyit érdemes tudni a szabályokról, és a számolásról. Ezt a kis kapcsolást megépítheted bármelyik olyan kimenetre, mely földre és tápra is képes húzni. Kimenete egy komplementer FET vagy tranzisztor.
Amennyiben olyan kimenetet választasz - PIC esetében akár is, némelyik PORTA pin - ami open-draines vagy open-kollektoros, akkor kell egy felhúzó ellenállás is a táp felé, az alábbi módon:

A VEZ_TAP a vezérlő egység tápja. PIC esetében ez a PIC saját tápja.


A cikk még nem ért véget, lapozz!
Következő: »»   2 / 10
Értékeléshez bejelentkezés szükséges!
Bejelentkezés

Belépés

Hirdetés
Lapoda.hu     XDT.hu     HEStore.hu