Zmanjšanje porabe energije releja - zadrževanje v primerjavi s pobiralnim tokom: 3 koraki

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Večina relejev za sprožitev potrebuje več toka, kot je potrebno, da zadrži rele, ko se stiki zaprejo. Tok, ki je potreben za držanje releja (Zadrževalni tok), je lahko bistveno manjši od začetnega toka, potrebnega za njegovo aktiviranje (Pobiralni tok). To pomeni, da lahko pride do znatnega prihranka energije, če lahko oblikujemo preprosto vezje za zmanjšanje toka, ki se dovaja v rele, ko je vklopljen.

V tem navodilu smo (uspešno) eksperimentirali s preprostim vezjem, da bi to nalogo izvedli za en model releja 5VDC. Očitno je, da bi bilo treba glede na vrsto releja spremeniti nekatere vrednosti komponent, vendar bi opisana metoda morala delovati pri večini enosmernih relejev.

1. korak: Opredelite rele

Za začetek sem izmeril tok, ki ga rele porabi pri številnih različnih napetostih, in tudi ugotovil, pri kateri napetosti bo rele padel, ko se bo napetost znižala. Iz tega lahko tudi ugotovimo impedanco tuljave releja pri različnih napetostih z uporabo R = V/I. Ostaja dokaj konstanten v območju približno 137 ohmov do 123 ohmov. Moje rezultate za to štafeto si lahko ogledate na sliki.

Ker rele izpade pri približno 0,9 voltov ali pri pretoku toka približno 6 do 7 ma, bomo želeli imeti okoli 1,2 volta po tuljavi ali približno 9 do 10 ma toka, ki teče v stanju držanja. To bo dalo malo razlike nad točko izpadanja.

2. korak: Shema vezja

Priložena je slika sheme. Način delovanja tokokroga je, da je pri uporabi 5V C1 za trenutek kratek stik in tok prosto teče skozi C1 in R3 v podnožje Q1. Q1 je vklopljen in za trenutek povzroči kratek stik na R1. V bistvu imamo na tuljavo K1 uporabljeno napetost 5V, saj bo pin 1 releja skoraj pri tleh, ker je Q1 za trenutek popolnoma vklopljen.

Na tej točki se rele aktivira. Naslednji C1 se izprazni skozi R2 in se bo po 0,1 sekundah izpraznil približno 63%, ker 100uF x 1000 ohmov daje 0,1 sekundo tau ali časovno konstanto RC. (Za enak rezultat lahko uporabite tudi manjši kondenzator in večjo vrednost upora, npr. 10uF x 10K ohmov). V nekem trenutku približno 0,1 sekunde po vklopu vezja se bo Q1 izklopil in zdaj bo tok tekel skozi relejno tuljavo in skozi R1 do tal.

Iz naše karakterizacijske vaje vemo, da želimo, da je zadrževalni tok skozi tuljavo okoli 9 do 10 ma in napetost na tuljavi približno 1,2 V. Iz tega lahko določimo vrednost R1. Pri 1,2 V čez tuljavo je njihova impedanca približno 128 ohmov, kar je bilo določeno tudi med karakterizacijo. Torej:

Rcoil = 128 ohmov Rtotal = 5V/9.5ma = 526 ohmov

Rtotal = R1 + RcoilR1 = Rtotal - Rcoil

R1 = 526 - 128 = 398 ohmov Uporabiti moramo najbližjo standardno vrednost 390 ohmov.

3. korak: Izdelava ploščic

Vezje dobro deluje s časovno konstanto 0,1 s za C1 in R2. Rele se aktivira in izklopi takoj, ko se 5V vklopi in odstrani ter se pri uporabi 5V zaskoči. Z vrednostjo 390 ohmov za R1 je zadrževalni tok skozi rele približno 9,5 ma v nasprotju z izmerjenim pobiralnim tokom 36,6 ma s polnimi 5V na releju. Pri uporabi zadrževalnega toka za ohranjanje releja je prihranek energije približno 75%.